Yeni kanıtlar, spinosaurus’un hayatının büyük bölümünü su altında geçirdiğini gösteriyor

Memelilerin ve sürüngenlerin onlarca büyük grubu bu dikkat çekici evrimsel dönüşümü gerçekleştirdi. Şimdi, Yale Üniversitesi’nden yeni bir çalışma, bu geçişlerin ne zaman ve nasıl gerçekleştiğine, ayrıca hangi eski hayvanların tamamen suda yaşayan canlılara dönüştüğüne ve hangilerinin karaya bağımlı kalmaya devam ettiğine ışık tutuyor.

Bulgular Current Biology dergisinde yayımlandı .

“Bu ikincil olarak suda yaşayan gruplar, yeni sucul yaşam alanlarına çarpıcı derecede benzer şekillerde adapte oldular; yüzgeçler ve onları daha iyi yüzücüler yapan bir dizi başka özellik geliştirdiler,” diyor Yale Sanat ve Bilimler Yüksek Lisans Okulu’nda (GSAS) bu yılın başlarında doktorasını tamamlayan ve şu anda Florida Doğa Tarihi Müzesi’nde doktora sonrası araştırmacı olan baş yazar Caleb Gordon. “Sonuç olarak, benzer çevresel ipuçlarına yanıt olarak adaptif değişimi yönlendiren ve sınırlayan süreçler hakkında bize çok şey anlatabilen yakınsak evrimin ders kitabı örnekleri haline geldiler.”

Antik Fosilleri ve Yapay Zekayı Kullanarak Evrimi Yeniden İnşa Etmek

Bu evrimsel değişimleri incelemek için araştırmacılar, Yale Peabody Müzesi’nde ve dünya çapındaki düzinelerce diğer kurumda bulunan yüzlerce fosil ve modern örneği incelediler. Ölçümler (11.000’den fazla), fotoğraflar ve BT taramaları da dahil olmak üzere kapsamlı yeni veriler topladılar.

Ekip, geleneksel paleontolojik teknikleri, evrimsel ilişkileri hesaba katan makine öğrenimi modelleriyle birleştirdi. Ayrıca, II. Dünya Savaşı sırasında deniz kuvvetleri tarafından kullanılan istatistiksel bir yaklaşımı da dahil ettiler. Bu yöntemler birlikte, omurgalı evrimindeki en dikkat çekici geçişlerden birini incelemek için yeni bir yol sundu.

Çalışmanın kıdemli yazarı Bhart-Anjan Bhullar, “Soyu tükenmiş yaşam formlarının yaşamlarını sadece hikaye anlatmak yerine, bilimsel olarak titiz bir şekilde yeniden inşa etmek, hassas ve incelikli bir iştir” dedi. Bhullar, Yale Üniversitesi Sanat ve Bilim Fakültesi’nde (FAS) Yer ve Gezegen Bilimleri alanında doçent ve Peabody Müzesi’nde omurgalı paleontolojisi ve omurgalı zoolojisi alanında yardımcı küratör olarak görev yapmaktadır.

“Bu, modern organizmalardan elde edilen verilerin, ki bu organizmalar hakkındaki anlayışımız doğal olarak çok daha derindir, ve bu yaşayan organizmaların fosil formlarına göre soy ağacına dair bilgilerin dikkatli bir şekilde iç içe geçirilmesini gerektiriyor,” dedi. “Caleb’in çalışması tüm bunları ve daha fazlasını, muazzam bir evrimsel ölçekte başarıyor.”

On yıllardır bilim insanları, tarih öncesi hayvanların belirli gruplarının su altında yaşamaya ne zaman tamamen adapte oldukları konusunda fikir ayrılığı içindeler. Fosil kayıtları genellikle eksik veya çelişkili ipuçları sağladığından, soyu tükenmiş bir türün öncelikle karada mı, suda mı yoksa her iki ortamda da mı yaşadığını belirlemek zorlaşıyor.

Bazı iskelet özellikleri suda yaşayan bir yaşam tarzına işaret ederken, diğerleri aynı hayvanın karada hareket etme ve beslenme yeteneğini koruduğunu düşündürmektedir. Bu çelişkiler, araştırmacıları eski türlerin nasıl davrandığı konusunda farklı sonuçlara götürmüştür.

Gordon, “Bu gibi durumlarda paleontologlar genellikle çıkmazda kalıyorlar, çünkü farklı kanıtlar eski hayvanın neye benzediği konusunda birbirleriyle çelişiyor,” dedi.

Bu belirsizliği gidermek için Gordon, yaşayan hayvanlar üzerinde eğitilmiş nispeten basit ancak etkili makine öğrenme modelleri kullanan bir yöntem geliştirdi. İskelet oranları ile bilinen yaşam tarzları arasındaki ilişkileri belirleyerek, modeller soyu tükenmiş türlerin su ortamlarını nasıl kullandığını tahmin edebiliyor. Ayrıca, fosillerde nadiren bulunan yüzme yapıları da dahil olmak üzere yumuşak doku adaptasyonlarını da tahmin edebiliyorlar.

Spinosaurus hayatının büyük bir bölümünü su altında geçirmiş olabilir.

En dikkat çekici bulgulardan biri, suyla olan ilişkisi önemli tartışmalara yol açan devasa bir tarih öncesi dinozor olan Spinosaurus ile ilgilidir.

Spinosaurus, yaklaşık 113 ila 94 milyon yıl önce günümüz Kuzey Afrika’sında yaşamıştır. Bilim insanları genel olarak su ortamlarıyla ilişkili olduğu konusunda hemfikir olsa da, tam olarak nasıl hareket ettiği, avlandığı ve zamanını nasıl geçirdiği hala tartışma konusudur.

Bazı kanıtlar, tıpkı foklar veya penguenler gibi, sık sık suya dalıp su altında avlanan bir hayvana işaret ediyor. Diğer bulgular ise Spinosaurus’un kıyı şeritlerinde ve sığ sularda yürüyerek yiyecek aradığı, modern bir balıkçılınkine daha yakın bir yaşam tarzına sahip olduğunu gösteriyor.

Yale ekibinin analizi, daha çok sucul bir yorumu destekleyen yeni kanıtlar sunuyor.

Gordon, “Sonuçlarımız, Spinosaurus’un su altında ne kadar zaman geçirdiğine dair yeni bilgiler ortaya koydu ve bu da su altı avlanma görüşünü destekleyebilir,” dedi. “Spinosaurus için oldukça sucul yaşam tarzlarını güvenle tespit ettik; bu da zamanının büyük çoğunluğunu su altında geçirdiğini gösteriyor.”

Bulgular Spinosaurus’un nasıl avlandığına dair her soruyu kesin olarak yanıtlamasa da, bu devasa yırtıcının hayatının çok daha büyük bir bölümünü karada değil, su altında geçirdiği tezini güçlendiriyor.

Karadan Tamamen Ayrılmamış Antik Deniz Sürüngenleri

Araştırmacılar, 290 milyon ila 274 milyon yıl önce Güney Afrika ve Doğu Güney Amerika’nın bazı bölgelerini oluşturan alanlarda yaşamış küçük deniz sürüngenleri olan mezosorlar hakkında farklı bir sonuca ulaştılar.

Mezosorlar, canlı yavru doğurmaları nedeniyle uzun zamandır paleontologların ilgisini çekmiştir; bazı araştırmacılar bu özelliği tamamen suda yaşayan bir yaşamın kanıtı olarak yorumlamıştır. Ancak yeni analiz, uzuvlarının tamamen suda geçen bir hayata uyarlanmadığını göstermektedir.

Bunun yerine, iskelet oranları, mezosorların düzenli olarak sucul ve karasal ortamlar arasında hareket ettiğini göstermektedir.

“Günümüzdeki timsah veya platipus gibi, karada çok zaman geçirdiler,” dedi Gordon. “Mezosoralar karayı tamamen terk etmediler.”

Bulgular ayrıca en eski deniz sürüngenleri arasında daha geniş bir örüntüye işaret ediyor. Araştırmacılara göre, tüm Paleozoik deniz sürüngenleri (dinazorlar ortaya çıkmadan önce var olan tüm deniz sürüngenleri) düzenli olarak karaya dönmeye devam etti. Hiçbiri tamamen suda yaşayan bir yaşam tarzı geliştirmedi; en suya adapte olmuş türler bile amfibik kalmaya devam etti.

Araştırmacılar, ön uzuv oranlarının bu yaşam tarzlarını ayırt etmek için özellikle yararlı olduğunu buldular. Bu bilgiyi kullanarak, modelleri bir hayvanın yumuşak doku yüzgeçlerine sahip olup olmadığını ve tamamen veya kısmen suda yaşayan bir yaşam tarzına sahip olup olmadığını %90’dan fazla doğrulukla tahmin edebiliyordu.

İkinci Dünya Savaşı’ndan Kalma Bir Teknik, Evrimsel Bir Gizemi Çözmeye Yardımcı Oluyor

Araştırmanın özellikle sıra dışı bir bölümü, 1940’larda geliştirilen bir istatistiksel yöntemin uyarlanmasını içeriyordu.

Yale Üniversitesi Yer ve Gezegen Bilimleri Profesörü ve Peabody Müzesi’nde omurgalı paleontolojisi küratörü olan ortak yazar Jacques Gauthier, “Caleb, geçmiş bir döneme ait istatistiksel bir tekniği yeniden canlandırdı,” dedi. “Bu teknik, II. Dünya Savaşı sırasında radar ekranında yaklaşan bir noktanın düşman uçağı olma olasılığını tahmin etmek için geliştirilmişti. Caleb, bu tekniği zekice kullanarak, soyu tükenmiş bir hayvanın yüzmek için modifiye edilmiş uzuvlara sahip olup olmadığını belirledi.”

Bu yaklaşımı yeniden kullanarak, araştırmacılar, doğrudan kanıt bulunmasa bile, soyu tükenmiş bir türün özel yüzme adaptasyonlarına sahip olma olasılığını değerlendirebildiler.

Bu yöntem, bilim insanlarının evrimsel tarihteki diğer önemli değişimleri araştırmalarına da yardımcı olabilir. Potansiyel uygulamalar arasında, insan atalarının iki ayak üzerinde yürüme yeteneğini ne zaman geliştirdiği ve kuşların dinozor atalarının uçma yeteneğini nasıl geliştirdiği yer almaktadır.

Soyu Tükenmiş Hayvanları Anlamanın Yeni Bir Yolu

Çoğu tarih öncesi omurgalı hayvan öncelikle fosilleşmiş iskeletleri aracılığıyla bilindiğinden, davranışlarını yeniden yapılandırmak paleontolojinin en büyük zorluklarından biridir. Kemikler değerli bilgiler içerir, ancak bir hayvanın nasıl yaşadığına dair nadiren eksiksiz bir resim sunarlar.

Geleneksel olarak, bilim insanları soyu tükenmiş türlerin yaşam tarzları hakkında çıkarımlar yapmak için belirli iskelet özelliklerini yorumlamışlardır. Bu yorumlar, özellikle fosiller eksik olduğunda veya çeşitli anatomik özellikler farklı sonuçlara işaret ettiğinde, önemli ölçüde farklılık gösterebilir.

Yeni yaklaşım, yaşayan türlerde gözlemlenen kalıpları kullanarak milyonlarca yıl önce ortadan kaybolmuş hayvanlar hakkında test edilebilir tahminler yapmak suretiyle, bu kanıtları değerlendirmek için daha sistematik bir yol sunuyor.

Bhullar, “Dünyada yaşamış omurgalı hayvanların büyük çoğunluğundan geriye kalan tek şey kemiklerdir,” dedi. “Bu canlılar ve yaşadıkları kayıp dünyaların ardışıklığı hakkında çok şey bilmek istiyoruz, ancak sonuçlarımızı dayandırabileceğimiz çok az şeyimiz var. İnsanlar iskelet kalıntılarından yaşam alışkanlıklarını anlamaya çalıştılar ve genellikle bir veya başka bir tercih edilen özellik kümesine dayanarak bir argüman geliştirdiler. Caleb’in yöntemi bu süreçteki öznelliği ortadan kaldırıyor ve verilerin kendi kendine konuşmasına izin veriyor.”

Çalışmanın diğer ortak yazarları arasında Yale Üniversitesi Sanat ve Bilimler Yüksekokulu’nda doktora öğrencisi olan Lisa Freisem ve daha önce Yale’de doktora sonrası araştırmacı olarak çalışan Princeton Üniversitesi’nde yer bilimleri yardımcı doçenti Christopher Griffin bulunmaktadır.

Araştırma desteği Yale Biyosfer Çalışmaları Enstitüsü, Uluslararası Doğa Koruma Birliği’nin Timsah Uzman Grubu ve Ulusal Bilim Vakfı tarafından sağlanmıştır.