DARWİN VE SONRASI

Stephen Jay Gould - Darwin ve Sonrası


14. Tekhücreli Adsız Kahraman

Evrim kuramının Almanya' da yaygınlaşmasını sağlayan Ernst Haeckel yeni sözcükler uydurmayı severdi. Yarattığı sözcüklerin büyük bölümü yarım yüzyıl önce onunla birlikte öldü, ama "bireyoluş" [ontogeny] , "soyoluş" [phylogeny] ve "ekoloji" [ecology] hala yaşayanlar arasındadır. Sonuncusu şimdi tersi bir yazgıyla karşı karşıya: kapsam genişlemesi ve fazla kullanım nedeniyle anlam aşınması. Genel kullanım şimdi "ekoloji"yi, kentin uzağında kalan bütün güzel şeyleri ya da sentetik kimyasal maddeler içermeyen ürünleri tanımlayan bir etikete dönüştürmekle tehdit ediyor. Daha kısıtlı ve teknik anlamıyla ekoloji, organik çeşitliliğin araştırılmasıdır. Organizmaların çevreleriyle etkileşimine odaklanarak, evrimsel biyolojinin en temel sorusuna yanıt bulmaya çalışır: "Niçin bu kadar çok canlı çeşidi vardır? "

Darwinciliğin ilk yüzyılında, bu sorunun yanıtını arayan ekologlar pek başarılı olamadılar. Yaşamın sonsuz karmaşıklığı karşısında ampirik yöntemi seçerek, sınırlı alanlardaki basit sistemlerle ilgili bir yığın veri topladılar. Şimdi, Darwin'in Türlerin Kökeni'nin yüzüncü yıldönümü üzerinden yaklaşık yirmi yıl geçtikten sonra, evrimsel disiplinlerin bu zavallı kız kardeşi sonunda liderliği ele almış bulunuyor. Ekologlar, matematiksel eğilimli bilim adamlarının çabalarının da teşvikiyle, organik etkileşimin kuramsal modellerini kurdular ve bunları, alan verilerinin açıklanmasında başarıyla uyguladılar. Sonunda organik çeşitliliğin nedenlerini anlayabiliyor ve sayılara dökebiliyoruz.

Önemli bilimsel ilerlemeler genellikle, ilişkili alanlardaki kalıcı sorunlara çözüm anahtarları sunarak etkilerini genişletir. En kısa "ekolojik" sürelerle (mevsimler ya da en fazla yıllar ölçeğinde görülen organik etkileşimlerle) ilgilenen kuramsal ekoloji, üç milyar yıllık yaşam tarihinin koruyucusu olan fosilbilimi etkilemeye başladı. 16. denemede, organik çeşitlilikle yaşanabilir alan arasında ilişki kuran bir ekoloji kuramının, Permiyen soy yıkımının büyük gizemini nasıl çözebileceğini anlatacağım. Bu denemede ise, çeşitlilikle yırtıcılık arasında ilişki kuran bir başka ekoloji kuramından söz edeceğim. Bu kuramın, fosilbilimin ikinci büyük açmazı olan " Kambriyen" yaşam patlamasının çözümü için bir ipucu sağlayabileceğini göstermeye çalışacağım.

Büyük omurgalı hayvan filumlarının çoğu, ilk olarak yaklaşık 600 milyon yıl önce, jeologların Kambriyen dedikleri dönemin başında, birkaç milyon yıl gibi kısa bir süre içinde ortaya çıktı. Dünya tarihinin daha önceki dört milyar yılında neler olmuştu? Erken Kambriyen dünyanın, böyle bir evrimsel etkinlik patlamasına yol açan özelliği neydi?

Evrimci görüş yüz yıl önce zafer kazandığından beri, bu sorular fosilbilimcileri rahatsız edegelmiştir. Çünkü, hızlı evrim patlamaları ve kitlesel yok oluş dalgaları Darwinci kuramla çelişmese de, Batı düşüncesinin derin bir önyargısı bizi süreklilik ve aşamalı değişim aramaya iter: Eski doğahilimcilerin söylediği gibi, natura non facit saltum ("doğa sıçrama yapmaz") .

Kambriyen patlama Darwin'i o kadar rahatsız etmişti ki, Türlerin Kökeni 'nin son basımında şunları yazmıştı: "Bu olay henüz açıklanamamıştır ve gerçekten de, burada ortaya konan görüşlere karşı geçerli bir sav olarak ileri sürülebilir. " Aslında Darwin'in zamanında durum çok daha kötüydü. O zamanlar tek bir Prekambriyen fosil bulunmamıştı ve yeryüzündeki yaşamın en eski kanıtları, Kambriyen Dönem'deki karmaşık omurgalı patlamasına ilişkindi. Bunca yaşam formu aynı anda ve en baştan karmaşık bir yapıya sahip olarak ortaya çıkmışsa, Tanrı'nın yaratma anı (ya da altı günü) için Kambriyen Dönem'in başını seçmiş olduğu iddia edilemez miydi?

Darwin'in karşılaştığı güçlük bir ölçüde aşılmıştır. Artık üç milyar yıldan daha geriye uzanan Prekambriyen yaşam kayıtlarımız var. Birçok bölgede, iki ila üç milyar yaşında olduğu belirlenen kayalardan bakteri ve mavi-yeşil alg fosilleri çıkarılmıştır.

Ne var ki Prekambriyen dönemi inceleyen fosilbilimin bu heyecan verici buluntuları Kambriyen patlama sorununu ortadan kaldırmaz, çünkü bunlar yalnızca basit bakterilerle maviyeşil alglerden (bkz . 13. deneme) ve bazı daha yüksek düzeyli bitkilerden, örneğin yeşil alglerden oluşur. Karmaşık Metazoa'ların (çokhücreli hayvanların) evrimi eşi görülmemiş derecede ani olmuş gibidir. (Bulunan tek Prekambriyen fauna Avustralya'da, Ediacara'dadır. İçinde modern mercanların bazı akrabaları, denizanaları, solucan benzeri yaratıklar, eklembacaklılar ve bugün yaşayan hiçbir şeye benzemeyen iki esrarengiz form bulunur. Ne var ki Ediacara kayaları Kambriyen Dönem 'in başlangıcının hemen öncesine tarihlenir ve ancak çok ince bir payla Prekambriyen olarak nitelendirilir. Dünyanın çeşitli bölgelerinde bulunan az sayıdaki diğer fosiller de aynı şekilde ancak kıl payı Prekambriyendir.) Giderek daha fazla Prekambriyen kaya üzerinde yapılan yorucu çalışmaların, Metazoa'ların aslında var oldukları ama henüz bulunamadıkları yönündeki eski ve popüler savı yıkmasıyla, sorun daha da büyümüştür.

Bu savın egemen olduğu geçen yüzyıl, Kambriyen patlamanın bilimsel açıklaması için yalnızca iki temel strateji üretebilmiştir. Birincisi, patlamanın gerçek olmadığı ileri sürülebilir. Batılı önyargıların söylediği gibi, evrim gerçekten de yavaş ve aşamalıdır. Patlama denen şey yalnızca, Prekambriyen Zaman'ın uzun bir dilimi boyunca yaşamış ve gelişmiş olan yaratıkların fosil kayıtlarında ilk kez ortaya çıkışını imler. Peki böylesine zengin faunaların fosilleşmesinin önündeki engel neydi? Burada, saçmalık derecesinde uydurma görünenlerden, olağanüstü derecede akla yakın gelenlere kadar çeşitli önerilerle karşılaşıyoruz. Birkaçını saymak gerekirse:

( 1 ) Kambriyen Dönem, kayaların ilk kez değişiklik geçirmeden korunmasını temsil eder; Prekambriyen tortular öyle büyük bir ısıya ve basınca maruz kalmıştır ki, fosil kalıntıları bütünüyle yok olmuştur. Bu iddia, hiçbir kuşkuya yer bırakmayacak şekilde, ampirik olarak yanlıştır.

(2) Yaşam kara göllerinde evrimleşmiştir. Kambriyen Dönem bu faunanın denizlere göçünü temsil eder.

(3) İlk Metazoa'ların hepsi yumuşak gövdeliydi. Kambriyen Dönem, fosilleşebilen sert kısımların evrimleşmesini temsil eder.

Alglerden daha karmaşık hiçbir şey içermeyen çok sayıda Prekambriyen fosil yatağının bulunmasıyla, ilk stratejinin popülaritesi düşmüştür. Ancak sert kısımlarla ilgili sav, tam bir yanıt sağlayamasa da, büyük olasılıkla doğruluk payı içerir. Kabuksuz bir midye olamaz; herhangi bir yumuşak gövdeli hayvana kabuk takıp bir midye yapamazsınız. Narin solungaçlar ve karmaşık kas yapısı belli ki sert bir dış kapakla birlikte evrimleşmiştir. Sert kısımların evrimi genellikle yumuşak gövdeli atada eşzamanlı ve karmaşık değişimler gerektirir; o halde Kambriyen Dönem'de aniden ortaya çıkmaları, üzerini örttükleri hayvanın gerçekten hızlı bir evrim geçirmiş olduğunu gösterir.

İkinci bir strateji olarak, Kambriyen patlamanın büyük bir hızla evrimleşen karmaşıklığı temsil eden gerçek bir olay olduğu öne sürülebilir. Kambriyen Metazoa'ların basit, yumuşak gövdeli müjdecilerinin yaşadığı çevrenin bu denli büyük bir patlamaya yol açabilmesi için, bu çevreye bir şeyler olmuş olması gerekir. Birbiriyle örtüşen iki olasılığımız var: fiziksel çevrede ya da biyolojik çevrede ortaya çıkan değişiklikler.

1965'te, Dallas Üniversitesi'nden iki fizikçi, Lloyd V. Berkner ve Lauriston C. Marshall, Dünya'nın atmosferindeki oksijen düzeylerinin, Kambriyen yaşam patlaması üzerinde dolaysız bir fiziksel kontrol sağladığını ileri süren ünlü bir makale yayınladılar. Jeologlar, Dünya'nın ilk atmosferinin hiç serbest oksijen içermediği ya da çok az serbest oksijen içerdiği konusunda uzlaşma içindeler. Oksijen, organik etkinlikler - Prekambriyen alglerin yaptığı fotosentez - sonucunda aşamalı olarak oluşmuştur. Metazoa'lar yüksek serbest oksijen düzeylerine iki nedenle ihtiyaç duyar. Birincisi dolaysız olarak; solunum için, ikincisi dolaylı olarak; oksijenin ozon hali atmosferin üst tabakasında zararlı morötesi ışınları soğurarak, bunların Dünya üzerindeki yaşama ulaşmasını engellediği için. Berkner ve Marshall, atmosferdeki oksijenin solunuma ve zararlı ışınların engellenmesine yetecek düzeye ilk kez, Kambriyen Dönem'in başında ulaştığını öne sürüyorlar.

Ancak bu ilginç görüş coğrafi kanıtlar karşısında çökmüştür. Fotosentez yapan organizmalar büyük olasılıkla iki buçuk milyar yıldan daha önce de bolca bulunuyordu. Solunum için yeterli oksijenin oluşmasının iki milyar yıl gerektirmesi mantıklı mıdır? Üstelik, bir ila iki milyar yaşındaki birçok kaya yatağı, yüksek derecede oksitlenmiş büyük kaya kütleleri içerir.

Berkner ve Marshall 'ın hipotezi, yanında makinelerin çok yetersiz modeller olarak kaldığı organik karmaşıklığı iyi kavrayamamış olan biyoloji dışı bilim adamları arasında yaygın olan bir tutumu yansıtır. Fiziksel modellerde genellikle, fiziksel kuvvetlerin etkisine otomatik olarak tepki veren, basit, bilardo topu benzeri edilgin nesneler kullanılır. Ancak bir organizma kolayca itilip çekilemez; otomatik olarak evrimleşmediği açıktır. Berkner ve Marshall'ın hipotezi, 'fizikselcilik" adını verdiğim bilardo topu düşünüşüne dayanır - varoluşlarının önündeki fiziksel engel kalktığında Metazoa'lar otomatik olarak ortaya çıkıverir. Ne var ki yeterli oksijenin varlığı, onu soluyabilecek her şeyin hemen evrimleşmesini garantilemez. Oksijen, Metazoa'ların evrimi için gerekli ama son derece yetersiz bir koşuldur. Yeterli oksijen büyük olasılıkla, Kambriyen patlamadan bir milyar yıl önce de vardı. Belki de biyolojik etkenlere bakmalıyız.

Johns Hopkins Üniversitesi'nden Steven M. Stanley, yakın zaman önce, popüler bir ekolojik kuram olan "biçicilik ilkesi"nin böyle bir biyolojik kontrol sağlayabileceğini ileri sürdü (Proceedings of the National Academy of Sciences, 1973). Büyük jeolog Charles Lyell, bir bilimsel hipotezin, sağduyuyla ne kadar çelişirse o kadar şık ve heyecan verici olacağını söylemiştir. Biçicilik ilkesi bu türden, sezgilere ters düşen bir görüştür. Organik çeşitliliğin nedenlerini düşünürken, ister etçil ister otçul olsun, bir "biçicinin" bir bölgede var olan türlerin sayısını düşürmesini bekleriz: Ne de olsa, el değmemiş bir bölgedeki besinleri yiyen bir hayvanın çeşitliliği azaltması ve ender türlerden bazılarını tümüyle ortadan kaldırması beklenir.

Oysa organizmaların nasıl dağılım gösterdiğinin araştırılması, ters yönde bir beklentiyi ortaya çıkarmıştır. Birincil üreticilerden (fotosentezle kendi besinlerini üreten ve başka canlılarla beslenmeyen organizmalardan) oluşan topluluklarda, bir ya da birkaç tür rekabetten üstün çıkar ve alanı tekeline alır. Bu tür topluluklar çok büyük biyolojik kütlelere sahip olabilir, ama genellikle tür sayısı yönünden yoksuldur. Şimdi, böyle bir sistemdeki bir biçici, bol bulunan türlerle beslenme eğilimi gösterecek, böylece onların baskınlık yeteneklerini sınırlayarak başka türlere yer açacaktır. İyi evrimleşmiş bir biçici, en sevdiği türün tümünü değil büyük bir kısmını yok edecektir (yoksa sonunda aç kalıp kendisini yemek zorunda kalır) . Dengeli bir biçiciliğe maruz kalmış bir ekosistem büyük bir çeşitliliğe sahiptir; birçok farklı tür ve her türe mensup az sayıda birey. Başka bir ifadeyle, ekolojik piramide eklenen yeni bir düzey, altında kalan düzeyi genişletme eğilimi gösterir.

Biçicilik ilkesi birçok alan araştırmasından destek görmektedir: Yapay bir göle yırtıcı bir balık atılması zooplanktonlann çeşitliliğini artırır; yüksek çeşitliliğe sahip bir alg topluluğundan biçici deniz kestanelerinin çekilip alınması tek bir türün topluluğa egemen olmasına yol açar.

İki buçuk milyar yıl boyunca yeryüzünde tutunmuş olan Prekambriyen alg topluluğunu ele alalım. Topluluk tümüyle basit ve birincil üreticilerden oluşuyordu. Biçicisi yoktu ve bu nedenle biyolojik çeşitlilikten yoksundu. Son derece yavaş evrimleşti ve hiçbir zaman büyük çeşitliliğe ulaşamadı, çünkü fiziksel alan, sayıca bol olan birkaç türün güçlü tekeli altındaydı. Stanley'nin iddiasına göre, Kambriyen patlamanın anahtarı, biçici otçulların - başka hücreleri yiyen tekhücreli Protista'ların - evrimleşmesi olmuştur. Biçiciler daha fazla çeşitliliğe sahip üreticilerin yolunu açmış, çeşitliliğin artması ise daha özelleşmiş biçkilerin evrimine izin vermiştir. Ekolojik piramit iki taraftan birden patlamıştır; alttaki üretim düzeylerine birçok yeni tür eklenirken, piramidin tepesine de yeni etçil düzeyler eklenmiştir.

Böyle bir fikir nasıl kanıtlanabilir? Belki de yaşam tarihinin adsız kahramanı olan ilk biçici Protista büyük olasılıkla fosilleşmedi. Ancak, fikir verebilecek bazı dolaylı kanıtlar vardır. Prekambriyen Zaman'ın en yaygın üretici toplulukları, stromatolitler (tortulları yakalayıp bir araya getiren mavi-yeşil alg örtüleri) olarak günümüze ulaşmıştır. Bugün stromatolitler yalnızca, çokhücreli biçici hayvanların pek bulunmadığı çetin ortamlarda (örneğin aşırı tuzlu göllerde) gelişebilmektedir. Peter Garrett bu örtülerin, daha normal deniz ortamlarında, ancak biçiciler yapay olarak uzaklaştırıldığında yaşayabildiğini bulmuştur. Prekambriyen Zaman' da bol olmaları büyük olasılıkla biçicilerin var olmadığının göstergesidir.

Stanley, kuramını geliştirirken Prekambriyen topluluklarla ilgili ampirik çalışmalar yapmamıştır. Bu kuram, Prekambriyen Dünya'nın olgularıyla çelişmeyen ve eldeki birkaç gözlemle tutarlılık içinde olan, yerleşmiş bir ekolojik ilkeye dayalı bir tümdengelimdir. Stanley, samimi bir sonuç paragrafında, bu kuramı kabul edişinin dört gerekçesini sunar: ( 1) " Prekambriyen yaşamla ilgili bildiğimiz olguları açıklar görünüyor"; (2) "Karmaşık ya da zorlamalı değil, basit"; (3) "Dışsal kontrollerin amaca uygun kullanımından kaçınacak şekilde, baştan sona biyolojik"; (4) "Yerleşmiş bir ekolojik ilkenin dolaysız bir çıkarımı".

Bu tür gerekçeler, çoğu lisede öğretilen ve medyanın büyük bir bölümünce de desteklenen basit bilimsel ilerleme görüşleriyle uyuşmaz. Stanley, titiz deneylerden elde ettiği yeni bilgilerden kanıt sağlama yolunu seçmemiştir. İkinci ölçütü yöntemsel bir varsayım, üçüncüsü felsefi bir tercih, dördüncüsü ise var olan bir kuramın bir uygulamasıdır. Stanley'in yalnızca birinci gerekçesi Prekambriyen olgulara göndermede bulunur ve kuramının, eldeki bilgileri "açıkladığını" zayıf bir vurguyla ortaya koyar (diğer birçok kuramın yaptığı da aynı şeydir) .

Ancak bilimde yaratıcı düşünce tam olarak budur: Olguların mekanik bir şekilde toplanıp bunlardan kuramlar çıkarılması değil; sezgileri, önyargıları ve başka alanlardan gelen içgörüleri içeren karmaşık bir süreç. Bilim, en iyimser açıdan, eldeki verilerin üzerine insanın yargı ve becerilerini bindirir. Ne de olsa (kimi zaman aklımızdan çıksa da) bir insan etkinliğidir.

Stephen Jay Gould - Darwin ve Sonrası






Share this article :

Yorum Gönder

Not: Yalnızca bu blogun üyesi yorum gönderebilir.

 
SUPPORT / DESTEK : ATLAS
Copyright © 2014 ATLASİZM