14 Tekhücreli Adsız Kahraman
Evrim kuramının Almanya'da yaygınlaşmasını sağlayan Ernst Haeckel yeni sözcükler uydurmayı severdi. Yarattığı sözcüklerin büyük bölümü yarım yüzyıl önce onunla birlikte öldü, ama "bireyoluş" [ontogeny], "soyolüş" [phylogeny] ve "ekoloji" [ecology] hâlâ yaşayanlar arasındadır. Sonuncusu şimdi tersi bir yazgıyla karşı karşıya: kapsam genişlemesi ve Fazla kullanım nedeniyle an lam aşınması. Genel kullanım şimdi "ekoloji"yi, kentin uzağında kalan bütün güzel şeyleri ya da sentetik kimyasal maddeler içer meyen ürünleri tanımlayan bir etikete dönüştürmekle tehdit edi yor. Daha kısıtlı ve teknik anlamıyla ekoloji, organik çeşitliliğin araştırılmasıdır. Organizmaların çevreleriyle etkileşimine odakla narak, evrimsel biyolojinin en temel sorusuna yanıt bulmaya çalı şır: "Niçin bu kadar çok canlı çeşidi vardır?" Darwinciliğin ilk yüzyılında, bu sorunun yanıtını arayan ekologlar pek başarılı olamadılar. Yaşamın sonsuz karmaşıklığı kar şısında ampirik yöntemi seçerek, sınırlı alanlardaki basit sistem-
lerle ilgili bir yığın veri topladılar. Şimdi, Darwin'in Türlerin Kökeni'nin yüzüncü yıldönümü üzerinden yaklaşık yirmi yıl geçtik ten sonra, evrimsel disiplinlerin bu zavallı kız kardeşi sonunda li derliği ele almış bulunuyor. Ekologlar, matematiksel eğilimli bi lim adamlarının çabalarının da teşvikiyle, organik etkileşimin ku ramsal modellerini kurdular ve bunları, alan verilerinin açıklan masında başarıyla uyguladılar. Sonunda organik çeşitliliğin ne denlerini anlayabiliyor ve sayılara dökebiliyoruz. Önemli bilimsel ilerlemeler genellikle, ilişkili alanlardaki kalıcı sorunlara çözüm anahtarları sunarak etkilerini genişletir. En kısa "ekolojik" sürelerle (mevsimler ya da en fazla yıllar ölçeğinde gö rülen organik etkileşimlerle) ilgilenen kuramsal ekoloji, üç milyar yıllık yaşam tarihinin koruyucusu olan fosilbilimi etkilemeye baş ladı. 16. denemede, organik çeşitlilikle yaşanabilir alan arasında ilişki kuran bir ekoloji kuramının, Permiyen soy yıkımının büyük gizemini nasıl çözebileceğini anlatacağım. Bu denemede ise, çeşit lilikle yırtıcılık arasında ilişki kuran bir başka ekoloji kuramından söz edeceğim. Bu kuramın, fosilbilimin ikinci büyük açmazı olan "Kambriyen" yaşam patlamasının çözümü için bir ipucu sağlaya bileceğini göstermeye çalışacağım. Büyük omurgalı hayvan filumlarının çoğu, ilk olarak yaklaşık 600 milyon yıl önce, jeologların Kambriyen dedikleri dönemin ba şında, birkaç milyon yıl gibi kısa bir-süre içinde ortaya çıktı. Dün ya tarihinin daha Önceki dört milyar yılında neler olmuştu? Erken Kambriyen dünyanın, böyle bir evrimsel etkinlik patlamasına yol açan özelliği neydi? Evrimci görüş yüz yıl önce zafer kazandığından beri, bu soru lar fosilbilimcileri rahatsız edegelmiştir. Çünkü, hızlı evrim patla maları ve kitlesel yok oluş dalgalan Darwinci kuramla çelişmese de, Batı düşüncesinin derin bir önyargısı bizi süreklilik ve aşama lı değişim aramaya iter: Eski doğabilimcilerin söylediği gibi, natu ra non facit saltum ("doğa sıçrama yapmaz"). Kambriyen patlama Darwin'i o kadar rahatsız etmişti ki, Tür lerin Kökeni'nin son basımında şunları yazmıştı: "Bu olay henüz 120
açıklanamamıştır ve gerçekten de, burada ortaya konan görüşle re karşı geçerli bir sav olarak ileri sürülebilir." Aslında Darwin'in zamanında durum çok daha kötüydü. O zamanlar tek bir Prekambriyen fosil bulunmamıştı ve yeryüzündeki yaşamın en eski kanıtları, Kambriyen Dönem'deki karmaşık omurgalı patlaması na ilişkindi. Bunca yaşam formu aynı anda ve en baştan karmaşık bir yapıya sahip olarak ortaya çıkmışsa, Tann'nm yaratma anı (ya da altı günü) için Kambriyen Dönem'in başını seçmiş olduğu id dia edilemez miydi? Darwin'in karşılaştığı güçlük bir ölçüde aşılmıştır. Artık üç milyar yıldan daha geriye uzanan Prekambriyen yaşam kayıtları mız var. Birçok bölgede, iki ila üç milyar yaşında olduğu belirle nen kayalardan bakteri ve mavi-yeşil alg fosilleri çıkarılmıştır. Ne var ki Prekambriyen dönemi inceleyen fosilbilimin bu heyecan verici buluntuları Kambriyen patlama sorununu orta dan kaldırmaz, çünkü bunlar yalnızca basit bakterilerle maviyeşil alglerden (bkz. 13. deneme) ve bazı daha yüksek düzeyli bitkilerden, örneğin yeşil alglerden oluşur. Karmaşık Metazoa'lann (çokhücreli hayvanların) evrimi eşi görülmemiş dere cede ani olmuş gibidir. (Bulunan tek Prekambriyen fauna Avustralya'da, Ediacara'dadır. İçinde modern mercanların ba zı akrabaları, denizanaları, solucan benzeri yaratıklar, eklem bacaklılar ve bugün yaşayan hiçbir şeye benzemeyen iki esra rengiz form bulunur. Ne var ki Ediacara kayaları Kambriyen Dönem'in başlangıcının hemen öncesine tarihlenir ve ancak çok ince bir payla Prekambriyen olarak nitelendirilir. Dünya nın çeşitli bölgelerinde bulunan az sayıdaki diğer fosiller de aynı şekilde ancak kıl payı Prekambriyendir.) Giderek daha fazla Prekambriyen kaya üzerinde yapılan yorucu çalışmala rın, Metazoa'ların aslında var oldukları ama henüz bulunama dıkları yönündeki eski ve popüler savı yıkmasıyla, sorun daha da büyümüştür. Bu savın egemen olduğu geçen yüzyıl, Kambriyen patlamanın bilimsel açıklaması için yalnızca iki temel strateji üretebilmiştir. 121
Birincisi, patlamanın gerçek olmadığı ileri sürülebilir. Batılı önyargıların söylediği gibi, evrim gerçekten de yavaş ve aşamalı dır. Patlama denen şey yalnızca, Prekambriyen Zaman'ın uzun bir dilimi boyunca yaşamış ve gelişmiş olan yaratıkların fosil ka yıtlarında ilk kez ortaya çıkışını imler. Peki böylesine zengin fa unaların fosilleşmesinin önündeki engel neydi? Burada, saçmalık derecesinde uydurma görünenlerden, olağanüstü derecede akla yakın gelenlere kadar çeşitli önerilerle karşılaşıyoruz. Birkaçını saymak gerekirse: (1) Kambriyen Dönem, kayaların ilk kez değişiklik geçirme den korunmasını temsil eder; Prekambriyen tortular öyle büyük bir ısıya ve basınca maruz kalmıştır ki, fosil kalıntıları bütünüyle yok olmuştur. Bu iddia, hiçbir kuşkuya yer bırakmayacak şekil de, ampirik olarak yanlıştır. (2) Yaşam kara göllerinde evrimleşmiştir. Kambriyen Dönem bu faunanın denizlere göçünü temsil eder. ( 3 ) . ilk Metazoa'ların hepsi yumuşak gövdeliydi. Kambriyen Dönem, fosilleşebilen sert kısımların evrimleşmesini temsil eder. Alglerden daha karmaşık hiçbir şey içermeyen çok sayıda Pre kambriyen fosil yatağının bulunmasıyla, ilk stratejinin popülari tesi düşmüştür. Ancak sert kısımlarla ilgili sav, tam bir yanıt sağlayamasa da, büyük olasılıkla doğruluk payı içerir. Kabuksuz bir midye olamaz; herhangi bir yumuşak gövdeli hayvana kabuk ta kıp bir midye yapamazsınız. Narin solungaçlar ve karmaşık kas yapısı belli ki sert bir dış kapakla birlikte evrimleşmiştir. Sert kı sımların evrimi genellikle yumuşak gövdeli atada eşzamanlı ve karmaşık değişimler gerektirir; o halde Kambriyen Dönem'de aniden ortaya çıkmaları, üzerini örttükleri hayvanın gerçekten hızlı bir evrim geçirmiş olduğunu gösterir. İkinci bir strateji olarak, Kambriyen patlamanın büyük bir hız la evrimleşen karmaşıklığı temsil eden gerçek bir olay olduğu öne sürülebilir. Kambriyen Metazoa'ların basit, yumuşak gövdeli müjdecilerinin yaşadığı çevrenin bu denli büyük bir patlamaya yol açabilmesi için, bu çevreye bir şeyler olmuş olması gerekir.
Birbiriyle örtüşen iki olasılığımız var: fiziksel çevrede ya da biyo lojik çevrede ortaya çıkan değişiklikler. 1965'te, Dallas Üniversitesi'nden iki fizikçi, Lloyd V. Berkner ve Lauriston C. Marshall, Dünya'nın atmosferindeki oksijen dü zeylerinin, Kambriyen yaşam patlaması üzerinde dolaysız bir fi ziksel kontrol sağladığını ileri süren ünlü bir makale yayınladılar. Jeologlar, Dünya'nın ilk atmosferinin hiç serbest oksijen içerme diği ya da çok az serbest oksijen içerdiği konusunda uzlaşma için deler. Oksijen, organik etkinlikler —Prekambriyen alglerin yaptı ğı fotosentez— sonucunda aşamalı olarak oluşmuştur. Metazoa'lar yüksek serbest oksijen düzeylerine iki nedenle ihtiyaç duyar. Bi rincisi dolaysız olarak; solunum için, ikincisi dolaylı olarak; oksi jenin ozon hali atmosferin üst tabakasında zararlı morötesi ışınla rı soğurarak, bunların Dünya üzerindeki yaşama ulaşmasını en gellediği için. Berkner ve Marshall, atmosferdeki oksijenin solu numa ve zararlı ışınların engellenmesine yetecek düzeye ilk kez, Kambriyen Dönem'in başında ulaştığını öne sürüyorlar. Ancak bu ilginç görüş coğrafi kanıtlar karşısında çökmüştür. Fotosentez yapan organizmalar büyük olasılıkla iki buçuk milyar yıldan daha önce de bolca bulunuyordu. Solunum için yeterli ok sijenin oluşmasının iki milyar yıl gerektirmesi mantıklı mıdır? Üs telik, bîr ila iki milyar yaşındaki birçok kaya yatağı, yüksek dere cede oksitlenmiş büyük kaya kütleleri içerir. Berkner ve Marshall'ın hipotezi, yanında makinelerin çok ye tersiz modeller olarak kaldığı organik karmaşıklığı iyi kavraya mamış olan biyoloji dışı bilim adamları arasında yaygın olan bir tutumu yansıtır. Fiziksel modellerde genellikle, fiziksel kuvvetle rin etkisine otomatik olarak tepki veren, basit, bilardo topu ben zeri edilgin nesneler kullanılır. Ancak bir organizma kolayca itilip çekilemez; otomatik olarak evrimleşmediği açıktır. Berkner ve Marshall'ın hipotezi, "fizikselcilik" adını verdiğim bilardo topu düşünüşüne dayanır - varoluşlarının önündeki fiziksel engel kalk tığında Metazoa'iar otomatik olarak ortaya çıkıverir. Ne var ki yeterli oksijenin varlığı, onu soluyabilecek her şeyin hemen ev-
rimleşmesini garantilemez. Oksijen, Metazoa'ların evrimi için ge rekli ama son derece yetersiz bir koşuldur. Yeterli oksijen büyük olasılıkla, Kambriyen patlamadan bir milyar yıl önce de vardı. Belki de biyolojik etkenlere bakmalıyız. Johns Hopkins Üniversitesi'nden Steven M. Stanley, yakın zaman önce, popüler bir ekolojik kuram olan "biçicilik ilkesi"nin böyle bir biyolojik kontrol sağlayabileceğini ileri sürdü (Proceedings of the National Academy of Sciences, 1973). Büyük jeolog Charles Lyell, bir bilimsel hipotezin, sağduyuyla ne kadar çelişir se o kadar şık ve heyecan verici olacağını söylemiştir. Biçicilik il kesi bu türden, sezgilere ters düşen bir görüştür. Organik çeşitli liğin nedenlerini düşünürken, ister etçil ister otçul olsun, bir "bi çicinin" bir bölgede var olan türlerin sayısını düşürmesini bekle riz: Ne de olsa, el değmemiş bir bölgedeki besinleri yiyen bir hay vanın çeşitliliği azaltması ve ender türlerden bazılarını tümüyle ortadan kaldırması beklenir. Oysa organizmaların nasıl dağılım gösterdiğinin araştırılması, ters yönde bir beklentiyi ortaya çıkarmıştır. Birincil üreticilerden (fotosentezle kendi besinlerini üreten ve başka canlılarla beslen meyen organizmalardan) oluşan topluluklarda, bir ya da birkaç tür rekabetten üstün çıkar ve alanı tekeline alır. Bu tür topluluk lar çok büyük biyolojik kütlelere sahip olabilir, ama genellikle tür sayısı yönünden yoksuldur. Şimdi, böyle bir sistemdeki bir biçici, bol bulunan türlerle beslenme eğilimi gösterecek, böylece onların baskınlık yeteneklerini sınırlayarak başka türlere yer açacaktır. İyi evrimleşmiş bir biçici, en sevdiği türün tümünü de ğil büyük bir kısmını yok edecektir (yoksa sonunda aç kalıp ken disini yemek zorunda kalır). Dengeli bir biçiciliğe maruz kalmış bir ekosistem büyük bir çeşitliliğe sahiptir; birçok farklı tür ve her türe mensup az sayıda birey. Başka bir ifadeyle, ekolojik pi ramide eklenen yeni bir düzey, altında kalan düzeyi genişletme eğilimi gösterir. Biçicilik ilkesi birçok alan araştırmasından destek görmektedir: Yapay bir göle yırtıcı bir balık atılması zooplanktonların çeşitlili124
ğini artırır; yüksek çeşitliliğe sahip bir alg topluluğundan biçici deniz kestanelerinin çekilip alınması tek bir türün topluluğa ege men olmasına yol açar. İki buçuk milyar yıl boyunca yeryüzünde tutunmuş olan Pre kambriyen alg topluluğunu ele alalım. Topluluk tümüyle basit ve birincil üreticilerden oluşuyordu. Biçicisi yoktu ve bu nedenle bi yolojik çeşitlilikten yoksundu. Son derece yavaş evrimleşti ve hiç bir zaman büyük çeşitliliğe ulaşamadı, çünkü fiziksel alan, sayıca bol olan birkaç türün güçlü tekeli altındaydı. Stanley'nin iddiası na göre, Kambriyen patlamanın anahtarı, biçici otçulların —başka hücreleri yiyen tekhücreli Protista'ların— evrimleşmesi olmuştur. Biçiciler daha fazla çeşitliliğe sahip üreticilerin yolunu açmış, çe şitliliğin artması ise daha özelleşmiş biçicilerin evrimine izin ver miştir. Ekolojik piramit iki taraftan birden patlamıştır; alttaki üre tim düzeylerine birçok yeni tür eklenirken, piramidin tepesine de yeni etçil düzeyler eklenmiştir. Böyle bir fikir nasıl kanıtlanabilir? Belki de yaşam tarihinin adsız kahramanı olan ilk biçici Protista büyük olasılıkla fosilleşmedi. Ancak, fikir verebilecek bazı dolaylı kanıtlar vardır. Prekamb riyen Zaman'ın en yaygın üretici toplulukları, stromatolitler (tor tulları yakalayıp bir araya getiren mavi-yeşil alg örtüleri) olarak günümüze ulaşmıştır. Bugün stromatolitler yalnızca, çokhücreli biçici hayvanların pek bulunmadığı çetin ortamlarda (örneğin aşı rı tuzlu göllerde) gelişebilmektedir. Peter Garrett bu örtülerin, daha normal deniz ortamlarında, ancak biçiciler yapay olarak uzaklaştırıldığında yaşayabildiğini bulmuştur. Prekambriyen Zaman'da bol olmaları büyük olasılıkla biçicilerin var olmadığının göstergesidir. Stanley, kuramını geliştirirken Prekambriyen topluluklarla il gili ampirik çalışmalar yapmamıştır. Bu kuram, Prekambriyen Dünya'nın olgularıyla çelişmeyen ve eldeki birkaç gözlemle tutar lılık içinde olan, yerleşmiş bir ekolojik ilkeye dayalı bir tümden gelimdir. Stanley, samimi bir sonuç paragrafında, bu kuramı ka bul edişinin dört gerekçesini sunar: (1) "Prekambriyen yaşamla 125
ilgili bildiğimiz olguları açıklar görünüyor"; (2) "Karmaşık ya da zorlamalı değil, basit"; (3) "Dışsal kontrollerin amaca uygun kul lanımından kaçınacak şekilde, baştan sona biyolojik"; (4) "Yerleş miş bir ekolojik ilkenin dolaysız bir çıkarımı". Bu tür gerekçeler, çoğu lisede öğretilen ve medyanın büyük bir bölümünce de desteklenen basit bilimsel ilerleme görüşleriy le uyuşmaz. Stanley, titiz deneylerden elde ettiği yeni bilgilerden kanıt sağlama yolunu seçmemiştir. ikinci ölçütü yöntemsel bir varsayım, üçüncüsü felsefi bir tercih, dördüncüsü ise var olan bir kuramın bir uygulamasıdır. Stanley'in yalnızca birinci gerekçesi Prekambriyen olgulara göndermede bulunur ve kuramının, elde ki bilgilen "açıkladığını" zayıf bir vurguyla ortaya koyar (diğer birçok kuramın yaptığı da aynı şeydir). Ancak bilimde yaratıcı düşünce tam olarak budur: Olguların mekanik bir şekilde toplanıp bunlardan kuramlar çıkarılması de ğil; sezgileri, önyargıları ve başka alanlardan gelen içgörüleri içe ren karmaşık bir süreç. Bilim, en iyimser açıdan, eldeki verilerin üzerine insanın yargı ve becerilerini bindirir. Ne de olsa (kimi za man aklımızdan çıksa da) bir insan etkinliğidir.