Fosil diş minesindeki karbon izi: Kıyı dinozorları deniz yosunu yemiş olabilir

Bu, göründüğünden daha geniş bir konu. Dinozor besin ağlarına dair bildiklerimizin büyük kısmı tam olarak bu ölçüme, yani mine tabakasındaki karbon oranına dayanıyor. Eğer denizden gelen organik madde kara ekosistemine sızıyor ve bu ölçümü yukarı çekiyorsa, onlarca yıldır “şu dinozor şu bitkiyi yiyordu” diye kurulmuş hesapların bir kısmının yeniden gözden geçirilmesi gerekir.

Mine tabakasında tam olarak ne ölçülüyor

Karbonun doğada iki kararlı biçimi var: hafif olan karbon-12 ve ağır olan karbon-13. Bitkiler fotosentez sırasında bu ikisini farklı oranlarda tutar, oran da yiyen hayvanın dokusuna geçer. Jeologlar bu oranı δ13C diye yazıp binde (‰) cinsinden ifade eder; bir tür mutfak fişi gibi düşünülebilir, hayvanın ne yediğini geriye doğru okumaya yarar.

Diş minesi bu iş için en dayanıklı malzeme. Kemik ve dentin gömüldükten sonra çevresindeki suyla madde alışverişine girip özgün sinyalini bozabiliyor; mine ise çok daha sıkı bir kristal yapıya sahip olduğu için milyonlarca yıl sonra bile büyük ölçüde korunuyor. Ekip bu yüzden kemik ve dentin verilerini ayrı elemeye tabi tuttu, karşılaştırmayı ağırlıklı olarak mine üzerinden kurdu.

Bir de sabit bir kayma var: hayvan ne yerse yesin, mineye geçen değer yediğinden yüksek çıkıyor. Yaşayan memelilerde bu fark binde 11 ile 13 arasında ölçülmüş; çalışma standart olarak 13‰'yi kullanıyor, ancak otçul dinozorlar için daha önce önerilmiş 18‰'lik farkın tartışmasını da açık bırakıyor.

Kıyı ile iç kesim arasındaki fark

Karşılaştırma şöyle kuruldu: Oklahoma ve Teksas'taki Antlers, Teksas'taki Woodbine, Idaho'daki Wayan, Utah'taki Mussentuchit (Cedar Mountain Formasyonu'nun bir üyesi) ve Kanada'daki Dunvegan katmanları kıyı ortamı; Wyoming ile Montana'daki Cloverly Formasyonu ise iç kesim, yani denizden uzak kara ortamı. Hepsi kabaca 113-94 milyon yıl aralığına, Geç Albiyen ile Erken Senomaniyen arasına düşüyor.

Aşağıdaki değerler doğrudan makalenin ölçüm tablolarından geliyor; yalnız mine örneklerini kapsıyor:

Aradaki üç binde birlik boşluk küçük bir sayı gibi duruyor ama bu ölçekte fazlasıyla büyük. Makalenin özetinde kıyı omurgalılarının mine değerinin, beklenenin binde 5,5'ten fazla üstüne çıkabildiği, iç kesimde ise böyle bir sapma görülmediği yazıyor. Örnek sayıları da az değil: Cloverly'den 14 taksona ait 115, Mussentuchit'ten 12 taksona ait 59, Antlers'tan 12 taksona ait 56, Woodbine'dan 5 taksona ait 52, Wayan'dan 3 taksona ait 15 izotop örneği; Dunvegan'dan ise yalnızca 2 taksona ait 7 kemik örneği alınabilmiş.

Sinyal tek bir gruba özgü de değil. Forster'ın basın açıklamasındaki ifadesiyle, “deniz kaynaklarının besin zinciri boyunca aktarıldığını ve dinozorların, timsahların, kaplumbağaların ve balıkların kemik ve dişlerindeki minerallere işlendiğini tespit edebiliyoruz.”

Geriye tek bir makul kaynak kalıyor

Bu kadar yüksek bir karbon değerini kara ekosisteminde üretebilecek şey pek yok. Bugün bu işi C4 bitkileri (mısır, şeker kamışı gibi otlar) yapar, ama araştırmacılar Kretase'de C4 bitkilerinin kara ekosistemlerinde ihmal edilebilir bir yer tuttuğunu belirtiyor. Dönemin atmosferindeki karbon oranının kendisi de açıklama olamıyor: ekip atmosferik δ13C değerinin −5,97 ile −4,99‰ arasında gezindiğini, bunun kıyıyı da iç kesimi de aynı ölçüde etkileyeceğini, dolayısıyla ikisi arasındaki farkı açıklayamayacağını yazıyor.

Forster'ın sözleriyle, “kıyıda yaşayan canlılar okyanustan gelen bir tür organik maddeyi ya da onu yemiş bir avı yemiş olmalı” ve “bu ölçütleri deniz makroalgleri ya da makrofitleri, yani deniz yosunları dışında karşılayan pek az canlı var.”

Aynı davranış bugün de sürüyor

Ekolojide bunun bir adı var: deniz sübvansiyonu (marine subsidization). Fırtına deniz kaynaklı organik maddeyi karaya yığar, karadaki canlılar da onu yer. Makalede verilen ölçülmüş örnekler fikri somutlaştırıyor: kıyıda yaşayan Amerikan timsahlarının değeri iç kesimdeki akrabalarınınkinden binde 5,4 yüksek çıkıyor ve beslenmelerinin yaklaşık yüzde 65'inin deniz kaynaklı avlardan geldiği tahmin ediliyor. Kıyı örümcekleri ve akrepleri, karadaki üretim düştüğü kurak yıllarda deniz kökenli besine daha çok yöneliyor. İsveç dağlarındaki bir tilki topluluğunun tüyündeki karbon değeri ise göçmen deniz kuşlarıyla beslendiği için, C3 bitkilerinin baskın olduğu bir ekosistemde beklenenin belirgin biçimde üstünde.

Yani 110 milyon yıl önce kıyıdaki bir dinozorun yosun yığınına dadanması, bugün aynı kıyı şeridinde olup bitenin eski bir sürümü olurdu — olağanüstü değil, sıradan.

İstisna: Tenontosaurus

Bulgunun en öğretici tarafı, kuralı bozan hayvan. İri gövdeli otçul Tenontosaurus tilletti hem kıyıdaki Antlers'ta hem iç kesimdeki Cloverly'de bulunuyor ve iki yerde de aynı şeyi söylüyor: kıyıdan gelen diş örneğinin mine değeri −9,6‰, iç kesimden gelenlerin ortalaması −10,5 ± 0,56‰. Aradaki fark yok denecek kadar küçük. Deniz kıyısında yaşasa bile bu hayvan kara bitkisi yemeye devam etmiş.

Makale bunu açıkça kayda geçiriyor: kıyıda yaşayan her canlıda bu yükselme görülmüyor. Yani bulgu “Kretase kıyısındaki bütün dinozorlar yosun yiyordu” demek değil; kıyının menüsünde böyle bir seçenek bulunduğunu ve bazı türlerin ondan yararlandığını gösteriyor.

Bu yöntemin kanıtlayamadıkları

İzotop ölçümü ne yendiğini isim isim söylemez, yalnız besinin karbon imzasını verir. Bunun birkaç doğrudan sonucu var:

• Hayvanın yosunu kendi ağzıyla mı yediği, yoksa yosun yemiş bir avı mı yediği ayırt edilemiyor. Makale, deniz kökenli karbon imzasının besin zincirinin tabanından miras alındığını, bu yüzden etçille otçul arasındaki farkın da benzer kaldığını belirtiyor.
• Örneklem coğrafi olarak dar: kutup ve ekvator enlemlerinden Erken Albiyen ve Erken Senomaniyen verisi yok. Deniz sübvansiyonunun her enlemde ve başka jeolojik dönemlerde de geçerli olup olmadığı açık soru.
• Karşılaştırılan katmanlar farklı coğrafyalarda, farklı paleo-enlemlerde ve farklı yaşlarda çöktü; yazarların kendi ifadesiyle deniz kaynaklı karbon katkısı ve ona eşlik eden δ13C değerleri henüz doğrulanmış değil, karıştırıcı değişken çok.
• Gömülme sonrası kimyasal bozunma titizlikle elendi ama tamamen sıfırlanamaz; Mussentuchit örnekleri ek bir denetim olan lazer ablasyonlu nadir toprak elementi analizine sokulamadı.

Sırada ne var

Çalışmanın asıl sarsıcı iddiası dinozorların menüsüyle ilgili değil, yöntemle ilgili. Yazarlar, Kretase omurgalılarının izotop hesaplarında bundan sonra deniz kökenli ve karbon-13 bakımından zenginleşmiş organik madde akışının hesaba katılması gerektiğini söylüyor. Bu doğruysa, kıyı yakınındaki katmanlardan çıkmış eski beslenme yorumlarının bir kısmı yeniden okunmalı.

Asıl merak edilen ise şu: bu kıyı-iç kesim farkı yalnızca Kuzey Amerika'nın bu dar zaman aralığına mı özgü, yoksa Jura'dan Senozoik başına kadar uzanan bir kural mı? Yanıt, kıyıya yakın başka katmanlardan alınacak mine örneklerinde duruyor. Malzeme müze çekmecelerinde hazır bekliyor; eksik olan ölçüm.

Fotoğraf: Jonathan Chen, CC BY-SA 4.0, Wikimedia Commons