Okyanusun mikroskobik kabukları neden aynı anda ters yöne kıvrılmaya başladı?

Solak mı, sağlak mı?

Salyangoz kabuğuna benzeyen spiral kabuklu planktonik foraminiferlerin bir kısmı, kıvrılma yönünde güçlü bir tercih gösteriyor. Quanta'ya göre bazı türlerde bireylerin yüzde 97'si aynı yöne kıvrılıyor. Buna bilim dilinde kiralite, yani "elcilik" deniyor: Sağ ve sol elimiz gibi, birbirinin ayna görüntüsü olan ama üst üste çakışmayan iki biçim.

Olguyu ilk kez 1950'lerin başında İsviçreli mikropaleontolog Hans Bolli tanımladı. 1959'da Columbia Üniversitesi'nden deniz jeoloğu David Ericson, Kuzey Atlantik'ten toplanan Neogloboquadrina pachyderma kabuklarında ilginç bir örüntü buldu: Buzul çağlarının soğuk dönemlerinde kabuklar sola, sıcak dönemlerde sağa kıvrılıyordu. Açıklama gibi görünen şey sıcaklıktı.

Sıcaklık açıklaması neden çöktü?

Dünyanın dört bir yanından yeni karotlar ve genetik yöntemler geldikçe bu fikir zayıfladı. Stirling Üniversitesi'nden Kate Darling 2006'da yayımladığı genetik çalışmada, N. pachyderma'nın iki "biçiminin" aslında her biri kendi kıvrılma yönüne sahip iki ayrı tür olduğunu gösterdi. Japonya'daki Kochi Üniversitesi'nden evrimsel paleobiyolog Yurika Ujiié ise 2013'te farklı okyanuslardan toplanan türlerde kıvrılma yönünün sıcaklıkla örtüşmediğini buldu. Üstelik belirgin bir sağı solu olmayan tek hücreli bir canlıya kabuğunun hangi yöne döndüğünün ne avantaj sağlayacağını hayal etmek de zordu.

56 milyon yıllık veri, tek bir fikir

University College London'dan mikropaleontolog Bridget Wade ve ekibi, beş on yıllık çalışmaların verilerini bir araya getirerek son 56 milyon yıldaki kıvrılma değişimlerini inceledi. PNAS'ta mayıs ayında yayımlanan çalışmada her türde, farklı okyanus havzalarında ve iklim kuşaklarında yön değişimi izleri bulundu. Örneğin Globorotalia scitula 15 milyon yıl önce karışık kıvrılmadan sola, 10 milyon yıl önce ise sağa geçmiş.

En çarpıcı örnek bugün hâlâ tropik okyanuslarda yaşayan Pulleniatina obliquiloculata. Son 860 bin yıldır kabuğu neredeyse yalnızca sağa kıvrılıyor. Ondan önce ise birkaç bin yılda bir, dünya çapında hızlı yön değişimleri geçirmiş. Wade, Quanta'ya olayın yerel olmasının açıklamayı kolaylaştıracağını, ama her yerde birden yaşanmasının başka bir süreci işaret ettiğini söylüyor.

Ekibin önerisi şu: Kıvrılma yönü tek başına bir uyum değil, bir iz. Tek bir tür sanılan canlının içinde, kabukları neredeyse aynı görünen "gizli türler" bulunabiliyor. Bunlardan biri küçük bir alt toplulukta genel bir avantaj elde ederse, akıntılarla ve kendi başarısıyla bütün okyanuslara yayılıp öbürlerinin yerini alabilir. Kıvrılma yönü de bu yayılmanın fosil kayıttaki imzası olarak kalır. Wade bunu Covid-19 varyantlarına benzetiyor: Bir yerde ortaya çıkan, hafif bir üstünlüğü olan varyantın kısa sürede neredeyse her ülkede baskın hâle gelmesi gibi.

Uzmanlar aynı yere bakmıyor

Çalışmaya katılmayan Darling, Quanta'ya "Bana göre yön değiştirmek, türleştikleri anlamına gelir" diyor. Ujiié ise daha temkinli: Kıvrılma yönünün genetik bir temeli olduğu görülse de, sağa ve sola kıvrılan bireylerin mutlaka ayrı genetik topluluklar olduğu sonucu çıkmıyor.

Fransa'daki Cerege araştırma enstitüsünden Julie Meilland, laboratuvarda üretilen foraminifer kültürlerinde yön oranlarının fosillerden beklenenle her zaman örtüşmediğini gözlemlemiş. Ona göre işin içinde genler, genetik karışım, çevre ve biraz da şans olabilir. Meilland, derin zaman araştırmacılarıyla canlı foraminifer çalışanların bu soruda buluşmasını da ayrıca değerli buluyor.

Bir başka önemli uyarı zamanlamayla ilgili. Darling ve Ujiié'nin belirttiğine göre fosil kayıtta "anlık" görünen bir değişim, gerçekte bin yıl ya da daha uzun sürmüş olabilir. Bu süre, okyanus sularının gezegeni dolaşmasına yetecek kadar uzun; yani eşzamanlılık göründüğü kadar gizemli olmayabilir.

Açık soru: Neden tek yön?

Asıl bilmece yerinde duruyor. Bazı türlerde kabuklar iki yöne de aşağı yukarı yarı yarıya kıvrılırken, neden bazılarında tek bir yön ezici üstünlük kuruyor? Quanta'nın aktardığına göre araştırmacıların üzerinde anlaştığı tek şey, bunu henüz bilmedikleri.

Yine de bu mikroskobik kabuklar nadir bir fırsat sunuyor. Başka deniz canlılarında da yeni bir özelliğin ya da türün bütün okyanuslara yayıldığı olaylar yaşanmış olabilir; ama geride kolay okunur bir fosil işareti bırakmadıkları için göremiyoruz. Foraminiferlerin kıvrılma yönü, evrimin gezegen ölçeğinde nasıl işlediğine bakabildiğimiz az sayıdaki pencereden biri.

Fotoğraf: Haruka Takagi, Katsunori Kimoto, Tetsuichi Fujiki, Hiroaki Saito, Christiane Schmidt, Michal Kucera, and Kazuyoshi Moriya, CC BY 4.0, Wikimedia Commons