Teruzorlar ve Kuşlarda Beyin Evrimi Farklı Yollar İzlemiş

Yeni bir çalışmada uluslararası bir ekip, teruzorların güçlü uçuş için gerekli nörolojik yapıları nasıl evrimleştirdiğini ortaya koyuyor.



Yaklaşık 215 milyon yıl önceki Geç Triyas manzarasının yeniden canlandırılması. Teruzorların yakın bir akrabası olan bir lagerpetid, bir kayanın üzerinde tünemiş, yukarıda uçan teruzorları gözlemliyor. C: Matheus Fernandes

Uçuş, hayvan dünyasında nadir rastlanan bir beceri. Omurgalılar arasında yalnızca üç kez evrimleşti: yarasalarda, kuşlarda ve çok uzun zaman önce soyu tükenmiş teruzorlarda. Teruzorlar bu yarışın öncüleriydi; Archaeopteryx gibi erken kuş akrabalarının yaklaşık 150 milyon yıl önce ortaya çıkmasından çok önce, 220 milyon yılı aşkın bir süre önce göklere yükseldiler. Bilim insanlarının kuşların beyinlerinin uçuş için nasıl evrimleştiğine ışık tutan ayrıntılı bir fosil kaydına sahip olduğu bu alanda, teruzorların hikâyesi bugüne kadar çok daha belirsiz kaldı. Ta ki şimdiye dek.

Yeni bir çalışmada uluslararası bir ekip, teruzorların güçlü uçuş için gerekli nörolojik yapıları nasıl evrimleştirdiğini ortaya koyuyor.

Çalışmanın baş yazarı Mario Bronzati, “Atılım, Brezilya’daki 233 milyon yıllık Triyas kayaçlarında bulunan, Ixalerpeton adlı küçük bir lagerpetid arkozor olan eski bir teruzor akrabasının keşfiydi” diyor.

Ortak yazar Lawrence Witmer, “Erken kuşlar hakkında bol miktarda bilgiye sahiptik ve temel beyin düzenini teropod dinozor atalarından miras aldıklarını biliyorduk. Ancak teruzor beyinleri sanki birdenbire ortaya çıkmış gibi görünüyordu. Şimdi, erken bir teruzor akrabasına ilk kez göz atma fırsatı bulunca, teruzorların kendi ‘uçuş bilgisayarlarını’ sıfırdan inşa ettiklerini görüyoruz” diyor.

Araştırmacılar Beyin Evrimini Nasıl Haritaladı

Bu evrimsel hikâyeyi bir araya getirmek için araştırmacılar, mikro BT taraması da dahil olmak üzere yüksek çözünürlüklü üç boyutlu görüntüleme tekniklerini kullanarak otuzdan fazla türün beyin şekillerini yeniden kurdu. Bu türler arasında teruzorlar, Ixalerpeton gibi yakın akrabaları, erken dinozorlar ve kuş öncüleri, modern timsahlar ve kuşlar ile tüm bu hayvanları kapsayan daha büyük grup olan Triyas arkozorlarının geniş bir yelpazesi yer aldı.



Geç Triyas dönemine (yaklaşık 215 milyon yıl önce) ait bir teruzor (üstte) ve bir lagerpetidin (altta) sanatsal canlandırması. C: Matheus Fernandes

“Ardından kafa içi kalıplarının büyüklüğü ve üç boyutlu şeklinin istatistiksel analizi aracılığıyla, uçuşun evrimi boyunca beyin anatomisinde gerçekleşen adım adım değişimleri haritalayabildik” diyor ortak yazar Akinobu Watanabe.

Uçuş, fizyolojik açıdan zorlu bir hareket biçimi ve güçlü uçuş için gerekli karmaşık duyusal ve motor bilgileri koordine etmek amacıyla beyin büyümesi de dahil olmak üzere büyük nörolojik uyarlamalar gerektirdiği uzun süredir kabul ediliyor. Teruzor beyin yapısına ilişkin önceki çalışmalar, bu hayvanların Archaeopteryx gibi kuş öncüleriyle bazı nörolojik benzerlikler paylaştığını ortaya koymuştu. Bunlar arasında duyusal-motor entegrasyonuyla ilişkili serebrum ve serebelum gibi beyin bölgelerinin bir miktar büyümesi ile optik loblar gibi görsel merkezlerin genişlemesi yer alıyordu.

Teruzorların yakın akrabası lagerpetid Ixalerpeton, teruzorlara özgü nörolojik özelliklerin bir bölümünü sergiliyordu; fakat hepsini değil. Bronzati’nin belirttiğine göre “lagerpetidler muhtemelen ağaçlarda yaşıyordu ve beyinleri, büyütülmüş optik lob gibi gelişmiş görme işleviyle bağlantılı özellikler taşıyordu. Bu adaptasyon daha sonra teruzor akrabalarının göklere açılmasına yardımcı olmuş olabilir. Ancak teruzorlara özgü kilit nörolojik özelliklerden yoksundular.”

Ixalerpeton gibi lagerpetidlerin beyinleri, daha ilkel arkozorlar ile teruzorlar arasında orta bir şekle sahipti; ama erken dinozorlara daha fazla benzerlik gösteriyorlardı. Teruzorlarda, kuşlarda ve bunların yakın teropod akrabalarındakine benzer bir konumda yer alan büyütülmüş optik lob dışında, Ixalerpeton’da teruzorlarda neler olacağına ilişkin pek az işaret bulunuyor.

Teruzor beyninin kendine özgü bir özelliği, büyük ölçüde genişlemiş bir flokkül. Bu, serebellumun bir parçası olup büyük olasılıkla gözleri bir hedefe sabitlerken uçuş sırasında zarımsı kanatlardan gelen duyusal bilgilerin işlenmesinde rol oynuyor. Ixalerpeton’daki flokkül ise teruzorlardaki gibi genişlemiş değildi. Aksine erken kuşlar ve bunların yakın uçamayan teropod akrabaları da dahil olmak üzere diğer arkozorların daha mütevazı flokkülüne benziyordu.

Benzer biçimde, yeni analizler teruzorların mütevazı beyin boyutlarını koruduğunu ortaya koyuyor.



Geç Triyas dönemine (yaklaşık 215 milyon yıl önce) ait bir teruzor (üstte) ve bir lagerpetidin (altta) sanatsal canlandırması. Sağdaki görüntüler, bilgisayarlı tomografi (BT) taramalarıyla elde edilen beyinlerinin üç boyutlu canlandırmalarını gösteriyor. C: Rodrigo Müller, Mario Bronzati, Matheus Fernandes

Teruzor ve Kuş Beyinlerinin Karşılaştırılması

“Teruzorlar ile kuşlar arasında bazı benzerlikler bulunmakla birlikte, beyinleri özellikle boyut açısından oldukça farklıydı” diyor ortak yazar Matteo Fabbri. “Teruzorların beyinleri kuşlarınkinden çok daha küçüktü. Bu da uçmak için büyük bir beyne ihtiyaç duyulmadığını gösteriyor.”

Şaşırtıcı biçimde, teruzorların genel beyin şekli en çok troodontidler ve dromaeosauridler gibi küçük, kuş benzeri dinozorlara benziyordu. Bu hayvanların güçlü uçuş yeteneği ya hiç yoktu ya da son derece sınırlıydı. Buna karşın teruzorlar ve kuşlar, uçuşun evriminde birbirinden tamamen bağımsız iki ayrı deneyimi temsil ediyor. Kuşlar, uçamayan dinozor atalarından aktarılmış, zaten adapte olmuş bir beyni miras alırken; teruzorlar, uçuşa hazır beyinlerini kanatlarını geliştirdikleri dönemle eş zamanlı olarak evrimleştirdi.

Yazarlara göre kuşların dikkat çekici biçimde büyük beyinleri büyük olasılıkla daha sonra geldi ve uçma eylemine değil, artan zekâya ve karmaşık davranışlara bağlıydı. Witmer’a göre çalışmanın temel çıkarımı şu: “Göklere açılmak için büyük bir beyin gerekmediği anlaşılıyor; hem kuşlarda hem de teruzorlarda gerçekleşen sonraki beyin genişlemesi büyük olasılıkla uçuşun kendisiyle değil, bilişsel kapasiteyi artırmayla daha çok ilgiliydi.”

Bir diğer önemli çıkarım ise paleontolojik saha çalışmasının yeni atılımlara zemin hazırlamayı sürdürmesi.

Brezilya, paleontolog ve ortak yazar Rodrigo Temp Müller şu değerlendirmede bulunuyor: “Güney Brezilya’daki keşifler, dinozorlar ve teruzorlar gibi büyük hayvan gruplarının kökenlerine ilişkin olağanüstü yeni bilgiler sundu. Her yeni fosil ve çalışmayla birlikte, bu grupların erken akrabalarının nasıl varlıklar olduğuna dair çok daha net bir tablo ortaya çıkıyor. Bu, yalnızca birkaç yıl önce neredeyse hayal dahi edilemeyecek bir şeydi.”

[Sadece kayıtlı ve aktif kullanıcılar bağlantıları görebilir. ]