Evrimsel Bilgiler Serisi 3: Dinozorların Uçuşu

[Bilim Forum]

Serinin bu bölümünde, farklı bir sürüngen grubunun yani dinozorların ve kuşların evrimi inceleyeceğiz. 

Önceki yazılarda;

Evrimsel Bilgiler Serisi 1: Omurgalıların denizden karaya çıkışı ve balıklardan amfibilere geçiş.

Evrimsel Bilgiler Serisi 2: Erken sürüngenlerin ve memelilerin evrimsel süreci incelendi.

Erken sürüngenleri iki gruba ayırmıştık: sinapsitler ve sauropitler. Sinapsitler memelilere evrilirken, sauropsitler tüm modern sürüngenlere ve kuşlara evrildi. Dinozorlar, yaklaşık 230 milyon yıl önce sauropsit atalarından evrimleşmeye başladı ve hızla karadaki baskın hayvanlar haline geldi.

Dinozor soy ağacının tam olarak neye benzediği konusunda bir tartışma olsa da, kuşların theropods adlı bir gruptan evrimleştiğini biliyoruz. Bazı dinozor özelliklerine ve bazı kuş özellikleri benzerliklerine sahip olan birçok theropod fosili bulunmuştur, Archaeopteryx gibi.  Archaeopteryx’ler yaklaşık 150 milyon yıl önce yaşadı ve kuş gibi tüylü kanatları vardı, aynı zamanda dişleri de dinozorlar gibi uzundu ve onlara benzer kemikli kuyrukları vardı.

Peki kuşlar tam olarak dinozorlardan nasıl evrimleşmişlerdir? Kanatların ve uçuşun tüm karmaşıklıkları nasıl gelişti? Cevap, neredeyse evrimde her zaman olduğu gibi, çok uzun ve aşamalı bir süreç ile oldu.

Theropod kökenleri

Diğerlerinin yanı sıra, Tyrannosaurus rex ve Velociraptor’u içeren theropodlar neredeyse iki ayaklıydı, yani dört ayak yerine iki bacak üzerinde yürüdüler. Bunun bir sonucu olarak, kollarını destek dışındaki amaçlarla kullanılabiliyordu. T. rex gibi theropodlarda kollar muhtemelen pek kullanışlı değildi ve zamanla küçüldü. Ancak, kuşların ataları da dahil olmak üzere diğer theropodlarda, kanatlar silah halinde geliştikçe tamamen yeni işlevlere uyarlandı.

Kuş kanatları, birçok tetrapodun (kara omurgalılarının) kollarından iki ana yoldan ayrılır. Birincisi, kuş kanatlarının sadece üç eklemi (parmakları) bulunurken, diğer birçok tetrapod kolunun (bizimkiler de dahil olmak üzere) beş eklemi vardır. Kuşlarda, ilk bölme çok küçüktür ve ikinci ve üçüncü bölme daha uzundur ve böylece bir araya gelmiştir. İkinci olarak, kuş kanatları benzersiz, çok özel uçuş yapılarına sahiptir. Kuş kanatlarında bunu benzersiz kılan yapı ise tüylerdir. Kanatlardaki uçmaya yardımcı tüyler, eklemlere ve ön kol kemiklerine bağlarla tutturulur.

Yarasalar (ve soyu tükenmiş pterosaurlar gibi) ve diğer uçan hayvanlarda olduğu gibi kanadı oluşturmak için kollardan vücuda uzanan ciltleri olmasına rağmen, kuşlar tamamen deriden çıkıntı yapan tüylerden oluşuyor.

Kanatlar ve tüyler

Peki kuşların kanatları ve kanatlarındaki bu eşsiz yapılar nasıl gelişti? 230  milyon yıl önce yaşayan erken dönem türlerinin her birinde beş eklem vardı. Bununla birlikte, zamanla dördüncü ve beşinci eklemler daha küçük hale geldi ve zaman içinde kuşlar (120 milyon yıl civarında) geliştiklerinde, bunlardan tamamen kurtulmuşlardı. Proropodların neden bu eklemlerden kurtuldukları tam olarak belli değil, ancak muhtemelen artık ihtiyaç duymadıkları açık.

Evrende eklemlerin kaybolması kolay gibi görünse de, tüylerin değişmesi çok daha zor görünüyor. Uçmaya yardımcı tüyleri, merkezi, içi boş bir şaft (‘rakis’) ve rakurdan çıkıntı yapan birçok “diken” içeren oldukça karmaşık yapılardır. Bu dikenleri çapraz bağlayan ve tüylerin uçuş için gerekli olan sert yapılarını korumalarına izin veren, kendi dikenleri birbirine bağlayan ‘engeller’ olarak adlandırılan kendi küçük çıkıntılarına sahiptir.  Bu tür karmaşık yapılar nasıl evrimleşebilir? Kuşlar birçok tüy çeşidi içerir ve bunlardan bazıları oldukça basittir.

Karmaşık uçuş tüylerinin yanı sıra, ‘kuş tüyü’ adı verilen başka bir tür daha vardır. Bunlar, civcivleri kaplayan kabarık tüyler ve yetişkin kuşların göbek ve uyluklarında bulunanlar. Her iki durumda da, uçuş kabiliyetleri yerine yalıtım sağlar. Aşağı tüyler, uçuş tüylerinden, barbarlarının birbirine çapraz bağlanmadığından farklıdır. Bu, dikenlerin hareket etmekte serbest olduğu ve tüyün çok daha az sert bir yapıya sahip olduğu anlamına gelir. Daha da basit olarak, gaga etrafında bulunan kıllar ve birçok kuşun gözleridir.  Memelilerin bıyıklarına görünüm ve işlev bakımından çok benzeyen bu kılların her biri, kendisinden çıkıntı yapan çok az sayıda küçük dikenler bulunan bir rakurdan oluşur.

Kılların – basit içi boş millerin – hareketi algılamak için ilk önce ortaya çıktıklarını söylemek makuldür. Daha sonra evrimde, bu şaftlar daha fazla diken geliştirdi. Bu da, yalıtımın sağlanmasına yardımcı olacak ve bu tüyler daha sonra vücudun diğer bölümlerine yayılacaktı. Ancak daha sonra, çapraz bağlama çubukları, kanat tüylerinin sert ve güçlü kalmasına yardımcı olacak kanat tüylerinde evrimleşmiştir. Bu tüyler başlangıçta çiftleşme veya saldırganlık gösterileri gibi uçuş dışındaki işlevler için veya hatta gençlerini barındırma gibi evrim geçirmiş olabilir. Ancak, daha sonra uçuş için kullanılmış olurlardı. Tüyler genellikle fosillerde korunmamasına rağmen, yaptığımız fosil verileri bu ilerlemeyi desteklemektedir. Basit tüyler, pek çok theropod grubunda bulunur. Bu T. rex’in ait olduğu grup!

Daha karmaşık uçuş tüyleri, Velociraptor’un ait olduğu grup da dahil olmak üzere birçok theropod grubunda da bulunur, yani dromaeosauridler.  Bir fosil dromaeosaidde, hem kanatlarında hem de bacaklarında uçuş tüyleri vardı, bu da hem kanatlarını hem de bacaklarını uçmak için kullanabileceğini ya da en azından kaymalarını kullanabileceğini ileri sürdü. Hatta gençlerini barındırmak için bile. Bir fosil dromaeosaidde hem kanatlarında hem de bacaklarında uçuş tüyleri vardı, bu da hem kanatlarını hem de bacaklarını uçmak için kullanabileceğini ya da en azından kaymalarını kullanabileceğini ileri sürdü.

Uçmayı öğrenmek

Peki ya uçuşun kendisi? İlk tüylü dinozorlar gökyüzüne nasıl gitti? Kanatlarını doğru uçuş için kullanmadan önce farklı şeyler için kullanılmaları muhtemeldir. Kuşların ataları oldukça küçük olacağından, daha büyük avcılardan kaçmak için kanatların ağaçların dallarına tırmanmalarına yardımcı olabilirdi. Chukar kekliklerinin piliçleri uçamazlar, ancak tırmanmayacak kadar dik olanları tırmanmaları için dik yüzeylere (ağaç gövdeleri gibi) koşarken kanatlarını çırpabilirler. Belki de kuşların ataları benzer bir strateji geliştirmiştir.

Ağaçlara girince, kanatlarını kullanarak, kayma yoluyla ya da düşmelerini yavaşlatmak için çırparak kanatlara geri dönebiliyorlardı – bazı civcivler yuvadan ilk kez çıktıklarında olduğu gibi.

65 milyon yıl civarında, tüm dinozorları yok eden bir grup tükenme olayı yaşandı – bir grup hariç: kuşlar. Diğer küçük tüylü dinozorların neden geri kalanı olmadıklarında kurtuldukları belli değil. Bazı insanlar uçma kabiliyetinin faktör olabileceğini öne sürdüler, ancak pterosaurlar nesli tükenme olayında da ortadan kalktı. Sebep ne olursa olsun, kuşlar hayatta kaldı ve son 65 milyon yılda tüm dünyada çeşitlilik gösterip yayıldı. Yaklaşık on bin türle, bugün yaşayan en zengin tür tetrapod grubudur. Muhtemelen, dinozorlar hiçbir zaman hakimiyetlerini kaybetmediler.

Burak Babacan tarafından blog bölümünde seri olarak kaleme alınmıştır.

Yazı serisinin diğer bölümleri;

Evrimsel Bilgiler Serisi 1: Balıklar toprağı nasıl fethetti?

Evrimsel Bilgiler Serisi 2: Memelilerin Yükselişi

Referans

https://www.thenakedscientists.com/articles/science-features/tales-evolution-when-dinosaurs-took-flight