Çin'de paleontologlar tarafından ortaya çıkarılan dünyanın en eski balık fosillerinden oluşan gerçek bir hazine madeni var. Yaklaşık 439 milyon yıl kadar eski olan fosiller, çeneli ilk hayvanların sanılandan daha önce ortaya çıktığını kanıtlıyor. Bilim insanları bulgularını Nature dergisinin en az dört ayrı sayısında yayınladı ve bunların arasında bilinen en eski kıkırdaklı balık örnekleri ve çeneli zırhlı balık fosilleri de yer alıyor. Bu, balıkların ve insanları da içeren çeneli ilk omurgalıların evrimine ilişkin yeni veriler sağlamaktadır.
Neredeyse yaşayan tüm omurgalıların ataları eski balıklardır, çünkü balıklar çene geliştiren ilk omurgalılardır. Sonunda, "çeneli ağız" anlamına gelen ve biz modern insanların da ait olduğu Gnathostomata grubunu ortaya çıkardılar. Bununla birlikte, ilk balıkların ve dolayısıyla en eski atalarımızın gelişimi, evrimsel biyolojinin en az araştırılan alanı olmuştur.
Fosil Kayıtlarındaki Korkunç Boşluk
Sorun şu ki, DNA analizlerine göre ilk gnathostomlar muhtemelen yaklaşık 450 milyon yıl önce ortaya çıktı. Fakat, aynı dönemde mevcut olması gereken fosiller şu anda mevcut değil. Ancak yaklaşık 419 milyon yıl önce başlayan Devoniyen Dönem'de balık fosilleri o kadar bol ki, bu dönem bazen Balıklar Çağı olarak da biliniyor. Geçtiğimiz on yıl içinde Çin'deki paleontologlar 425 milyon yıl öncesine ait balık fosillerinin ilk keşiflerini yaptılar.
Teoriye göre, ilk çene, baş ve gövdede kemik plakalardan oluşan kalın bir kabuğa sahip olan ancak henüz gelişmemiş bir kafatasına sahip olan, artık soyu tükenmiş zırhlı balıklar (Placodermi) tarafından geliştirilmiş olabilir. Bu da onları teorik olarak, kıkırdaklı balıklar olan günümüz köpekbalıkları ve vatozlarının ataları yapar. Peki ya sonunda bizim de atalarımız olan karasal omurgalılara evrimleşen kemikli balıklara ne demeli? Bu teorilerin yanıtları, yeni fosil keşiflerinin azlığı nedeniyle bir kez daha tartışmaya açılmıştır.
Tarih Öncesi Bir Akvaryum
Çin Bilimler Akademisi'nden You-an Zhu ve Qiang Li liderliğindeki paleontologlar tarafından Çin'in Chongqing eyaletinde, bugüne kadarki en eski zırhlı balık olan çenesiz bir tür ve bilinen en eski köpek balığı ataları olan üç farklı erken dönem kıkırdaklı balık keşfedildi.
İlk keşif sırasında bilim insanları, tamamen bozulmamış ilk Silüriyen balık fosilini buldular. Son iki yıl içinde araştırmacılar devam eden kazılarıyla yüzlerce fosili daha ortaya çıkarmayı başardılar. Bu bölgede 436 milyon yıl öncesine ait, birçoğu çok iyi korunmuş ve eksiksiz olan, bilinen en eski çeneli omurgalı ve balık fosilleri bulunuyor.
Omurgalıların Evrimine Yeni Bir Bakış
Bilim insanları artık insanların evrimsel atalarına ilişkin uzun süredir tartışılan teorileri test edebilirler. Yeni bulunan fosiller sadece yaşları açısından bile önemli olmakla birlikte, en eski balıkların kafadan kuyruğa tüm anatomisini ilk kez ortaya koydukları için çok daha önemlidir.
Yeni keşiflerden öğrenebileceğimiz ilk şey, çeneli omurgalıların zaman çizelgesinde ilk kez ne zaman ortaya çıktığıdır. Fosiller, Silüriyen Dönemi'nin başlarında (444 Myö 420 Myö'sine kadar), çeneli memeliler arasında zaten büyük bir morfolojik çeşitlilik olduğunu ve başlıca filogenetik grupların geniş bir dağılım gösterdiğini ortaya koyuyor. Araştırmacılara göre bu durum, bu balıkların atalarının daha önce sanılandan çok daha eskiye dayandığını gösteriyor.
İlk Çeneler Küçük ve Dayanıksızdı
Balıkların küçük boyutları, muazzam çeşitliliğiyle birlikte bu fosil koleksiyonunun en çarpıcı iki özelliğinden biridir. Çünkü çoğu tür sadece birkaç milimetre uzunluğundadır. Şimdiye kadar bu kadar az sayıda ilkel balık fosili bulunmasının nedeni bu olabilir.
Chongqing'deki çeneli omurgalılar küçük ve dayanıksızdı, bu da belirli tortu türleri dışında muhtemelen kötü korunmuş olduklarını gösterir. Öte yandan, balıkların o dönemde sadece bölgesel olarak yayılmış olması ve çeneli balıkların evriminin çenesiz atalarına göre daha yavaş olması da mümkündür.
Çenesi Olan Fakat Gösterişsiz Balıklar
Erken dönem balıklarının görünümüne ilişkin bir başka bulgu da fosillerle ortaya çıktı. Zırhlı balık Xiushanosteus mirabilis'in 20'den fazla bireyi Chongqing'de bulunmuştur. Bu antik fosiller çoğunlukla bozulmamış durumdadır. Küçük Xiushanosteus, birçok farklı zırhlı balık türünün özelliklerini bir araya getiriyor.
Ancak heyecan verici olan, kafatasının üzerindeki zırhlı plakaların yapısıdır. Bu plakalar, onları çevreleyen kafa plakalarından ayıran benzersiz bir sütür seti içeriyor. Araştırmacılar kemikli balıkların kafatası plakalarındaki değişimin ilk kez burada ortaya çıkmış olabileceğini düşünüyor.
Omuz Paletine Sahip Atasal Balıklar
Bir başka benzersiz özellik ise modern köpek balıkları ve vatozların öncüleri olan iki ilkel kıkırdaklı balığın kalıntılarında görülebilir. Chongqing'de keşfedilen ve yaklaşık 436 milyon yıllık bir tür olan Shenacanthus vermiformis, normal köpek balığı özelliklerinin çoğuna sahiptir, ancak omuz bölgesi zırhlı bir balıkta olduğu gibi büyük, sert zırh plakalarıyla kaplıdır. Bu tür zırhlı balıklar ve çenesizlerin vücutlarının etrafında kalınlaşmış deri parçalarından oluşan tam bir halka vardır.
Zırhlı omuz bölgesi nedeniyle zırhlı balıklara çarpıcı bir benzerlik gösteren ve 439 milyon yıl önce yaşamış bir köpekbalığı olan Fanjingshania renovata, benzer yapıya sahip kıkırdaklı balıklar için hoş bir örnektir. Öte yandan balık, kemikli balıklarınkine benzer dişlere ve pullara sahip. Qujing Normal Üniversitesi'nden ilk yazar Plamen Andreev liderliğindeki araştırma grubuna göre bu kombinasyon, bu antik balığı bilinen diğer tüm omurgalılardan ayırıyor.
Yeni ve Heyecan Verici Zamanlar
Bu yeni fosiller birlikte, çeneli ilk hayvanların ortaya çıktığı zaman dilimine büyüleyici bir ışık tutmaktadır. Kuşkusuz bu yeni fosillerin benzersiz özellikleri ve sınıflandırılmalarının karmaşıklığı üzerine hararetli tartışmalar olacaktır. Sonuçta, yakın zamanda bulunan balıkların çeşitliliği hakkında bilinmeyen çok şey var.
Bu bölgelerde Erken Silüriyen'e ait daha fazla çeneli balık bulunmuştur, ancak bunlar henüz karakterize edilmemiştir. Sonuç olarak, ilkel çeneli balıkların incelenmesi yeni ve ilginç bir döneme girmiştir. (Nature, 2022; doi: 10.1038/s41586-022-05136-8; doi: 10.1038/s41586-022-05233-8)