Hiç şüphesiz yaşamlarımız tümüyle oksijenin varlığına muhtaç. Her nefes alışımızda bir miktar oksijeni kullanarak besinleri enerjiye dönüştürdüğümüzü ilkokul çağından beri biliyoruz. Hal böyle olunca oksijen solunumuyla yaşamlarını sürdüren tüm canlıların Dünya’nın oksijen seviyesinin artmasıyla evrildiğini düşünmek gayet mantıklı görünüyor. Fakat son araştırmalarda ortaya çıkan bulgular durumun böyle olmadığını, hayvanların oksijen seviyesinin yükselmesinden çok daha sonra ortaya çıktığını ortaya koyuyor.
Dünyamız yaklaşık 4,5 milyar yaşında ve günümüz itibariyle sahip olduğu atmosferin yaklaşık %21’i oksijenden oluşuyor. Elbette 4,5 milyar yıl boyunca bu oran sabit değildi. Oksijen miktarı Dünya’nın ilk oluştuğu zamanlarda yok denecek kadar azdı. Atmosferdeki oksijen miktarının artışı 2,5 milyar yıl önce ilk fotosentetik organizmaların (güneş ışığını ve havadaki karbondioksiti kullanarak besin üreten ve bu sırada da atmosfere oksijen bırakan canlılar) evrilmesiyle başladı. Oksijen seviyesinin hayvanların solunumu için yeterli seviyeye ulaşması milyonlarca yıl sürdü. Baskın görüşe göre bu yeterli seviyeye günümüzden yaklaşık 600 milyon yıl öncesinde ulaşılmıştı. Bilim insanları, 550 milyon yıl önce gerçekleşen ve ilk kompleks canlıların ortaya çıktığı kambriyen patlamasının ana nedenlerinden birinin atmosferdeki oksijen miktarının yeterli seviyeye gelmiş olması olarak görüyordu. Ancak son bulguların ortaya koyduğuna göre ilk hayvanların evriminin oksijen seviyesindeki artışla doğrudan bir ilgisi yokmuş gibi görünüyor.
Dünya 4,5 milyar yıl önce oluştuğunda kaynayan bir kazanı andıran yapıdaydı. Yoğun bir göktaşı yağmuru altında çok yüksek bir sıcaklıktaydı. Bu kaosun durulması yaklaşık 1 milyar yıl kadar bir zaman aldı ve günümüzden yaklaşık 3,6 milyar yıl önce ilk canlılar ortaya çıktı. Günümüzden 542 milyon yıl öncesine kadar durağan bir dönem yaşandı. Biyologların ‘Kambriyen Patlaması’ olarak adlandırdıkları olayla 542 milyon yıl önce ilk bitkiler, hayvanlar ve mantarlar gibi çok hücreli canlılar oluştu. 3,6 milyar yıl öncesinden 542 milyon yıl öncesine kadar geçen yaklaşık 3 milyar yıllık süreçte Dünya üzerindeki canlı çeşitliliği mikroskobik boyuttaki tek hücreli organizmalardan öteye geçemedi. 542 milyon yıl önce gerçekleşen Kambriyen Patlamasıyla (patlamadan kasıt canlı çeşitliliğinde birdenbire meydana gelen artıştır ve bu çeşitlilik Kambriyen dönemin başında gerçekleştiğinden ‘Kambriyen Patlaması’ olarak isimlendirilmiştir) çok hücreli canlıların ortaya çıkışının temel nedeninin oksijen seviyesinin yeterli düzeye gelmesi olarak görülüyordu.
China National Petroleum Corporation (Ulusal Çin Petrol Kurumu) ve Kopenhag Üniversitesi’nden bir ekibin ortak yayınladıkları bir çalışmada oksijen miktarının yeterli düzeye ulaşmasının 542 milyon yıl önce ortaya çıkan ilk hayvanlardan çok daha öncesinde gerçekleşmiş olduğunu ortaya koyuyor. Ekibin Kuzey Çin’de bulunan Xiamaling kayaçlarında yaptıkları çalışmalar, günümüzden 1,4 milyar yıl önce de oksijen seviyesinin ilk hayvanların evrimi için yeterli seviyede olduğu gerçeğini gün yüzüne çıkardı.
Araştırma ekibi, 1,4 milyar yıl önce düşük oksijen dönemlerinde oluşan çökeltilerdeki bazı metallerin jeokimyasal analizleri sonucu atmosferdeki oksijen miktarının günümüzdekinin en az %4’ü kadar olduğu sonucuna ulaştılar. Bu oransa ilk hayvanların evrimi için yeterli bir miktar. Günümüzde süngerler ve solucanlar gibi bazı hayvanların %4’ün altındaki oksijen seviyelerinde bile hayatta kalabildikleri biliniyor.
Eğer atmosferdeki oksijen miktarının hayvanların evrimiyle doğrudan ilişkili olduğu fikrinde ısrar edersek 1,4 milyar yıl önce oksijen miktarının yeterli olmasına rağmen ilk hayvanların evriminin neden 800 milyon yıl daha bekleyerek günümüzden 542 milyon yıl önce gerçekleştiği sorusunu cevaplandırmak zorunda kalacağız. Oksijen miktarı artmasaydı günümüz canlılarının evrilmesinin mümkün olamayacağını biliyoruz. Diğer taraftan, ekibin ulaştığı sonuçlar, sanılanın aksine oksijen miktarındaki artışın ilk hayvanların evrimini tetikleyen nedenlerden biri olmadığını söylüyor. Araştırma ekibinden Emma Hammarlund’a göre ilk hayvanların evrimi, oksijen seviyesinin yanı sıra daha pek çok farklı nedenin birden sonucu olabilir.
Levent Özkarayel / Twitter: @lozkarayel
Kaynaklar:
- Science Newsline - Enough Oxygen Long Before Animals Rose
- PNAS (Proceedings of the National Academy of Sciences) - Sufficient oxygen for animal respiration 1,400 million years ago
- IFLScience - Animals Evolved Long After Earth's Oxygen Levels Were High Enough
- [Kapak Görseli: Care for Engineering]
