23:44:43

Yükselen Okyanus Oksijeni ve Deniz Evrimi

Yaklaşık 390 milyon yıl önce antik okyanusta, deniz hayvanları daha önce yaşanmayan derinliklerde kolonileşmeye başladı. Yeni araştırmalar, bu su altı göçünün, Dünya’nın ilk ormanlarının öncüleri olan odunsu bitkilerin toprak üstünde yayılmasıyla derin okyanus oksijenindeki kalıcı bir artışa yanıt olarak gerçekleştiğini gösteriyor…

Oksijendeki bu artış, bugün yaşayan omurgalıların çoğunun atası olan çeneli balıklar arasında dikkate değer bir çeşitlenme dönemine denk geldi. Bu bulgu, oksijenlenmenin tarih öncesi türler arasındaki evrimsel kalıpları şekillendirmiş olabileceğini düşündürmektedir.

Çalışma Proceedings of the National Academy of Sciences dergisinde yayımlandı.

Duke Üniversitesi Nicholas Çevre Okulu‘nda yer ve iklim bilimleri profesörü olan yardımcı yazar Michael Kipp, “Oksijenin hayvan evrimi için gerekli bir koşul olduğu biliniyor, ancak hayvan çeşitliliğindeki eğilimleri açıklayabilecek yeterli koşulun ne ölçüde olduğunu belirlemek zordu" dedi. “Bu çalışma, en azından derin okyanus habitatlarında çeneli omurgalıların ortaya çıkması için, oksijenin erken hayvan evriminin zamanlamasını belirlediğine dair güçlü bir oy veriyor."

Araştırmacılar bir süre derin okyanus oksijenlenmesinin Paleozoik Çağ’ın başında, yaklaşık 540 milyon yıl önce gerçekleştiğini düşündüler. Ancak daha yeni çalışmalar, oksijenlenmenin aşamalı olarak gerçekleştiğini, önce kıyıya yakın suların nefes alan organizmalar için yaşanabilir hale geldiğini, ardından daha derin ortamların geldiğini öne sürdü.

Kipp ve meslektaşları, derin deniz suyu altında oluşan tortul kayaları inceleyerek bu evrelerin zamanlamasına odaklandılar. Özellikle, eski denizlerde yaşamı sürdüren seviyelerde oksijen olup olmadığını belirlemek için kullanılabilecek bir element olan selenyum için kayaları analiz ettiler.

Deniz ortamında selenyum, ağırlığa göre değişen ve izotop adı verilen farklı formlarda ortaya çıkar. Oksijen seviyelerinin hayvan yaşamını destekleyecek kadar yüksek olduğu yerlerde, ağır selenyum izotoplarının hafif selenyum izotoplarına oranı büyük ölçüde değişir. Ancak çoğu hayvan yaşamı için yasaklayıcı olan oksijen seviyelerinde, bu oran nispeten tutarlıdır. Araştırmacılar, deniz çökeltilerindeki selenyum izotoplarının oranını belirleyerek, oksijen seviyelerinin su altında nefes alan hayvanları desteklemek için yeterli olup olmadığı sonucuna varabilirler.

Dünyanın dört bir yanındaki araştırma depolarıyla birlikte çalışan ekip, 252 ila 541 milyon yıl öncesine tarihlenen 97 kaya örneğini bir araya getirdi. Kayalar, yüz milyonlarca yıl önce en dış kıta sahanlıkları boyunca yer alan beş kıtadaki bölgelerden çıkarılmıştı – kıtaların su altında çıkıntı yapan kenarları, dik inişlere yol açmadan hemen önce.

Kayaların toz haline getirilmesini, elde edilen tozun çözülmesini ve selenyumun saflaştırılmasını gerektiren bir dizi adımdan sonra ekip, her örnekte meydana gelen selenyum izotoplarının oranını analiz etti.

Elde ettikleri veriler, dış kıta sahanlıklarının daha derin sularında iki oksijenlenme olayının meydana geldiğini göstermiştir: 540 milyon yıl önce Kambriyen olarak bilinen Paleozoik dönem sırasında geçici bir bölüm ve 393-382 milyon yıl önce Orta Devoniyen olarak adlandırılan bir aralıkta başlayan ve günümüze kadar devam eden bir bölüm. Aradan geçen binlerce yıl boyunca oksijen, çoğu hayvan için uygun olmayan seviyelere düştü.

“Selenyum verileri bize ikinci oksijenlenme olayının kalıcı olduğunu söylüyor. Orta Devoniyen’de başladı ve daha genç kaya örneklerimizde de devam etti," diyor Washington Üniversitesi‘nde doktora adayı olan başyazar Kunmanee “Mac" Bubphamanee.

Bu olay, bazı araştırmacıların “orta Paleozoik deniz devrimi" olarak adlandırdığı okyanus evrimi ve ekosistemlerindeki sayısız değişiklikle aynı zamana denk geldi. Fosil kayıtlarına göre, oksijen daha derin ortamlarda kalıcı bir özellik haline geldikçe, gnathostom adı verilen çeneli balıklar ve diğer hayvanlar bu tür habitatları istila etmeye ve çeşitlendirmeye başladı. Hayvanlar, belki de oksijen büyümelerini desteklediği için daha da büyüdü.

Orta Devoniyen oksijenlenme olayı, sert odun gövdeli bitkilerin yayılmasıyla da örtüştü.

Bu araştırmaya Washington Üniversitesi‘nde doktora öğrencisi olarak başlayan Kipp, “Düşüncemiz, bu odunsu bitkilerin sayısı arttıkça havaya daha fazla oksijen saldıkları ve bunun da daha derin okyanus ortamlarında daha fazla oksijene yol açtığı yönünde" dedi.

Kambriyen dönemindeki ilk geçici oksijenlenme olayının nedeni daha esrarengizdir.

Kipp, “Açık görünen şey, bu ilk darbeden sonra oksijendeki düşüşün, deniz hayvanlarının dış kıta sahanlıklarının daha derin ortamlarına yayılmasını ve çeşitlenmesini engellediğidir" dedi.

Ekibin odak noktası eski okyanus koşulları olsa da, bulguları şu an için de geçerli.

“Bugün, atmosferle denge halinde bol miktarda okyanus oksijeni var. Ancak bazı yerlerde okyanus oksijeni tespit edilemeyecek seviyelere düşebilir. Bu bölgelerin bazıları doğal süreçlerle oluşuyor. Ancak çoğu durumda, gübrelerden ve endüstriyel faaliyetlerden kıtalara akan besinler, çürüdüklerinde oksijeni emen plankton çiçeklerini besliyor" dedi.

“Bu çalışma, okyanustaki oksijen ve hayvan yaşamı arasındaki bağlantıyı çok net bir şekilde gösteriyor. Bu, yaklaşık 400 milyon yıl önce kurulmuş bir dengeydi ve bugün birkaç on yıl içinde bozulması utanç verici olurdu."

Bu içeriği beğendiyseniz lütfen çevrenizle paylaşınız…