Yeni araştırma, 2009 yılında aynı ekip tarafından yürütülen ve sünger kökenli ilk kimyasal fosillerin tanımlandığı çalışmanın devamı niteliğinde. O dönemde araştırmacılar, Umman’daki kayaçlarda 30 karbonlu (C30) sterollerden türeyen nadir bir steranı tespit etmişti. Bu steranların, Ediacaran Dönemi (yaklaşık 541–635 milyon yıl önce) kayalarında bulunması, süngerlerin Dünya’daki ilk hayvanlar arasında yer aldığı hipotezini doğurmuştu.
Ümit Solmaz
MIT’li jeokimyagerlerden oluşan bir araştırma ekibi, Dünya’daki ilk hayvanlardan bazılarının modern deniz süngerlerinin ataları olabileceğini gösteren yeni kanıtlar keşfetti. Ekip, 541 milyon yıldan daha eski kaya örneklerinde, antik süngerlerin varlığına işaret eden “kimyasal fosiller” belirledi. Bulgular, Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) dergisinde yayımlandı.
Kimyasal fosiller, bir zamanlar canlı organizmalardan köken alan ve gömülüp dönüştükten sonra tortularda milyonlarca yıl boyunca korunan biyomoleküler kalıntılardır. Araştırmacılar, bu çalışmada karmaşık organizmaların hücre zarlarında bulunan sterollerin jeolojik olarak kararlı biçimi olan özel steran türlerini tanımladı. Söz konusu steranların, demosüngerler olarak bilinen bir deniz süngeri sınıfına ait olduğuna inanılıyor. Günümüzde okyanuslarda yaşayan demosüngerlerin antik atalarının da benzer şekilde yumuşak gövdeli ve filtre besleyici canlılar olduğu düşünülüyor.
MIT Yer, Atmosfer ve Gezegen Bilimleri Bölümü’nden (EAPS) Emeritus Profesör Roger Summons, bu organizmaların görünüşleri hakkında kesin bilgiye sahip olmadıklarını belirterek, “Kesin olan, deniz ortamında yaşadıkları, yumuşak gövdeli oldukları ve muhtemelen silika iskeletlerinin bulunmadığıdır,” ifadelerini kullandı.
Bu keşif, demosüngerlerin atalarının evrimleşen ilk hayvanlar arasında yer aldığına ve bunun diğer büyük hayvan gruplarından çok daha önce gerçekleştiğine dair güçlü kanıtlar sunuyor.
2009 Bulgularının Üzerine İnşa Edilen Çalışma
Yeni araştırma, 2009 yılında aynı ekip tarafından yürütülen ve sünger kökenli ilk kimyasal fosillerin tanımlandığı çalışmanın devamı niteliğinde. O dönemde araştırmacılar, Umman’daki kayaçlarda 30 karbonlu (C30) sterollerden türeyen nadir bir steranı tespit etmişti. Bu steranların, Ediacaran Dönemi (yaklaşık 541–635 milyon yıl önce) kayalarında bulunması, süngerlerin Dünya’daki ilk hayvanlar arasında yer aldığı hipotezini doğurmuştu.
Ancak daha sonra bazı bilim insanları, bu C30 steranlarının başka organizmalardan ya da jeolojik süreçlerden kaynaklanabileceğini öne sürerek bulgulara alternatif açıklamalar getirdi. Yeni araştırma ise bu tartışmalara yanıt niteliğinde. Ekip, aynı Prekambriyen kayaçlarda neredeyse kesinlikle biyolojik kökenli yeni bir kimyasal fosil tanımladıklarını bildirdi.
Üçlü Kanıt Hattı: Kaya, Sünger ve Laboratuvar
Araştırmacılar, Ediacaran Dönemi’ne tarihlenen Umman, Batı Hindistan ve Sibirya’daki kaya örneklerinde steran izlerini inceledi. Steroller, ökaryotik organizmaların (hayvanlar, bitkiler, mantarlar) hücre zarlarının temel bileşenlerindendir. Summons, “Steroller olmadan bir ökaryot olamazsınız,” diyerek bu moleküllerin biyolojik önemine dikkat çekti.
İnsanlarda kolesterol 27 karbon atomuna sahipken, bitkilerdeki steroller genellikle 29 karbonludur. Buna karşın, süngerlerde 30 karbonlu steroller bulunur ve bu yapı oldukça nadirdir. Yeni çalışmada, ekip aynı genetik mekanizmanın 31 karbonlu (C31) bir sterol daha üretebileceğini fark etti. Analizler, kaya örneklerinde C31 steranların da C30 ile birlikte bol miktarda bulunduğunu gösterdi. Modern demosünger örneklerinde de bu C31 sterollerin mevcut olduğu doğrulandı. Araştırmacılar ayrıca laboratuvarda sekiz farklı C31 sterolü kimyasal olarak sentezledi ve bunları jeolojik süreçleri taklit eden deneylerden geçirdi. Elde edilen ürünlerden yalnızca ikisinin, antik kaya örneklerinde bulunan sterollere birebir uyum gösterdiği saptandı. Bu sonuç, bileşiklerin rastgele kimyasal reaksiyonlarla değil, canlı organizmalar tarafından üretildiğini ortaya koydu.
Summons, “Bu çalışmada kaya örneklerinde gördüğünüzle, süngerde bulunanla ve laboratuvarda sentezlediğinizle birleşen üç farklı, birbirini destekleyen kanıt hattı sunuyoruz. Bu, onların Dünya’daki en eski hayvanlardan bazıları olduğuna işaret ediyor,” dedi.
Baş yazar Lubna Shawar ise, “Bir biyobelirteci nasıl doğrulayabileceğimizi, yani bir kimyasal sinyalin gerçekten yaşamdan mı yoksa jeolojik süreçlerden mi geldiğini nasıl ayırt edebileceğimizi gösteriyoruz,” ifadesini kullandı.
Gelecek Araştırmalar
Ekip, C30 ve C31 sterollerin eski süngerlerin güvenilir göstergeleri olduğunu belirledikten sonra, bu kimyasal fosilleri dünyanın diğer bölgelerindeki kayaçlarda araştırmayı planlıyor. Elde edilecek yeni veriler, ilk hayvanların ortaya çıkış zamanını daha kesin biçimde belirlemeye yardımcı olabilir. Araştırma ekibinde MIT’den Roger Summons ve Lubna Shawar’ın yanı sıra, California Riverside Üniversitesi’nden Gordon Love, Cornell Üniversitesi’nden Benjamin Uveges, GeoMark Research’ten Alex Zumberge, Uppsala Üniversitesi’nden Paco Cárdenas ve New York Eyalet Üniversitesi’nden José-Luis Giner yer aldı.
