T. rex'in vücut sıcaklığı 36 derece: diş minesindeki termometre nasıl okundu

Rakamın kendisi kulağa sıradan geliyor olabilir. Önemli olan, bu rakamın nasıl elde edildiği. Çünkü dinozorların sıcakkanlı mı soğukkanlı mı olduğu sorusu yarım yüzyıldır tartışılıyor ve tartışma bugüne kadar büyük ölçüde dolaylı kanıtlar üzerinden yürüyordu: kemik dokusunun büyüme hızı, vücut oranları, duruş biçimi, tüy izleri. Şimdi masada doğrudan bir sıcaklık değeri var.

Elli yıllık tartışmanın kısa tarihi

1960'lara kadar ders kitaplarındaki dinozor, güneşin altında ısınmayı bekleyen ağır bir sürüngendi. Bu resmi Yale'den John Ostrom'un Deinonychus çalışmaları sarstı; öğrencisi Robert Bakker 1975'te Scientific American'da yayımladığı “Dinosaur Renaissance” yazısıyla tabloyu tersine çevirdi: hızlı, atik, kuşlara yakın hayvanlar. Bu dönem literatüre “dinozor rönesansı” diye geçti.

Sonraki otuz yıl, iki tarafın da kesin kanıt bulamadığı bir çekişmeyle geçti. 1994'te Reese Barrick ve William Showers, Science'ta T. rex kemiklerindeki oksijen izotoplarına bakıp vücudun farklı bölgeleri arasındaki sıcaklık farkının 4 dereceden küçük olduğunu, yani hayvanın sıcaklığını sabit tuttuğunu öne sürdü. 2014'te John Grady ve arkadaşları, yine Science'ta 381 omurgalı türünün büyüme ve metabolizma verisini karşılaştırıp üçlü bir çözüm önerdi: dinozorlar ne tam sıcakkanlı ne tam soğukkanlıydı, ikisinin arasında bir yerdeydi. Bu ara kategoriye “mezotermi” adı verildi ve bugün hâlâ ciddiye alınan bir seçenek.

2020'de Robin Dawson öncülüğündeki ekip, aynı UCLA laboratuvarının geliştirdiği yöntemi fosilleşmiş yumurta kabuklarına uygulayıp üç büyük dinozor grubunun da çevresinden sıcak olduğunu gösterdi. Yeni çalışma, bu zincirin son halkası; farkı, ölçümün doğrudan yırtıcının kendi dokusundan yapılmış olması.

İzotop termometresi neyi ölçüyor

Yöntemin adı “kümelenmiş izotop paleotermometrisi”. Mantığı şaşırtıcı ölçüde basit. Diş minesi, kimyasal olarak karbonat içeren bir mineral; hayvan yaşarken, kendi vücut sıcaklığında kristalleşiyor. Karbonun ağır türü olan karbon-13 ile oksijenin ağır türü olan oksijen-18, aynı molekülün içinde yan yana gelmeyi “tercih” ediyor. Ne kadar serin bir ortamda kristal oluşursa, bu ağır çiftlerin bir arada bulunma sıklığı o kadar artıyor; ortam ısındıkça titreşim artıyor ve çiftler dağılıyor.

Eagle, UCLA bülteninde süreci şöyle özetliyor: “Bu izotoplar arasındaki bağ sayısı serin sıcaklıklarda artar, sıcak sıcaklıklarda azalır.” Yani mine, oluştuğu andaki sıcaklığı bir sayıya çevirip içinde saklayan minyatür bir kayıt cihazı gibi davranıyor.

Bu yöntemin eski oksijen izotopu termometresine göre kritik bir üstünlüğü var: hayvanın içtiği suyun izotop bileşimini bilmeye ihtiyaç duymuyor. Klasik yöntemde sonuç, milyonlarca yıl öncesinin yağmur suyu hakkındaki varsayımlara bağlıydı; kümelenmiş izotoplarda ölçülen şey yalnızca termodinamik bir denge olduğu için bu belirsizlik büyük ölçüde devre dışı kalıyor.

Laboratuvar tarafı ise şu sırayla işliyor: mineden toz alınır, fosforik asitte çözülür, açığa çıkan karbondioksit gazı toplanır, basınçlandırılır ve kütle spektrometresinde izotop oranları sayılır. Kemik değil mine kullanılmasının nedeni de bu: kemik hayvan yaşarken sürekli yeniden şekilleniyor ve gömüldükten sonra kimyasal olarak daha kolay bozuluyor; mine ise cam gibi kapalı bir arşiv.

Bu tekniğin on yıl önce de bir sürümü vardı, ama çalışması için fazla malzeme gerekiyordu. Ekip geçen on yılda gereken örneklem miktarını kabaca yüzde 90 azaltmış. Bu, bir laboratuvar ayrıntısı değil, işin kapısını açan şey: Tripati'nin bültendeki sözleriyle, “Yalnızca birkaç miligrama ihtiyacınız olduğunu gösteremezseniz kimse size bir T. rex dişi vermez.” Chiappe ise müze tarafından bakınca takasın mantıklı olduğunu söylüyor: “İki dişin küçük parçalarını T. rex'in vücut sıcaklığını öğrenmek için feda etmek kesinlikle buna değer.”

Çıkan rakamlar

Aşağıdaki değerler UCLA bülteni ile çalışmayı aktaran Sci.News'un derlemesinden; karşılaştırma satırları araştırma ekibinin kendi kullandığı referanslar.

Timsahgil ölçümü burada süssüz bir ayrıntı değil, işin denetim mekanizması. Aynı bölgede, aynı çağda yaşamış bir hayvanın dişi belirgin biçimde daha serin çıkıyor. Eğer sıcak değeri fosilleşme sırasındaki jeolojik işlemlerden kaynaklansaydı, iki hayvanın dişi de aynı yöne kayardı. Kaymamış.

Eagle'ın yorumu ölçülü: “Sıcaklık aşağı yukarı tahmin edeceğim gibi çıktı — bir sürüngenden ya da tembel hayvan gibi yavaş bir memeliden yüksek, ama bir kuştan düşük.” Tripati'ye göre asıl cümle şu: “Dişler bize T. rex'in çevresinden sıcak olduğunu söylüyor.”

Neden Alaska'ya bakmak gerekiyor

Bu bulgunun en somut karşılığı coğrafyada. Kretase dönemi bugünkünden yaklaşık 6 ila 14 derece daha sıcaktı, ama kuzey enlemler yine de aylarca karanlık ve soğuktu. Buna rağmen Alaska'nın kuzeyinde tyrannosaur fosilleri bulunuyor; oysa aynı katmanlarda vücut sıcaklığını çevreden alan sürüngenler yok denecek kadar az.

Tripati bunu doğrudan bağlantılıyor: “Sıcakkanlı bir T. rex, Arktik dahil kıtada neredeyse her yere gidebilir.” Chiarenza ise kanıt düzeyindeki değişime dikkat çekiyor: “Artık bu jeolojik termometreyi kullanan deneysel bir kanıtımız var.” Yani daha önce fosillerin dağılımından çıkarılan bir tahmin, şimdi bağımsız bir ölçümle destekleniyor.

Bulgunun sınırları

Sonucu olduğundan büyük okumamak için birkaç çekince var ve bunların çoğunu ekibin kendisi söylüyor:

• Örnek sayısı çok küçük. Elde birkaç diş var; bir türün tüm bireylerini, tüm yaşlarını ve tüm mevsimlerini temsil ettiklerini varsaymak için erken.
• Belirsizlik payı ihmal edilebilir değil. ±2,5 derecelik aralık, 36 dereceyi yaklaşık 34 ile 39 arasına yayıyor. Bu aralık, “insan gibi” ile “kuşa yaklaşan” arasındaki farkı tek başına çözmez.
• Vücut sıcaklığı, metabolizma hızı demek değil. Bir hayvan yüksek sıcaklığı iç ısı üreterek de tutabilir, çok büyük bir gövdenin ısıyı yavaş kaybetmesiyle de. Bu ikincisine gigantotermi deniyor ve yetişkin bir T. rex'in kütlesi bu ihtimali tamamen elemeyecek kadar büyük. Yani “sıcak” ölçüldü, “sıcakkanlı” güçlü biçimde destekleniyor ama dosya kapanmış değil.
• Mine bir anın kaydı. Ölçülen şey, o dişin oluştuğu dönemdeki sıcaklık. Genç bireyle yetişkin ya da farklı mevsimler arasında fark olup olmadığı henüz bilinmiyor.

Bir de küçük bir tutarsızlık var: UCLA bülteni Thomas'a ait iki dişten parça alındığını söylüyor, çalışmayı aktaran bilim siteleri ise Hell Creek'ten gelen üç T. rex dişinden söz ediyor. İkisi birbirini dışlamıyor — müze örneklerine ek bir parça eklenmiş olabilir — ama yazıya geçirirken bu ayrımı belirtmek doğru olur.

Sırada ne var

Asıl ilginç soru artık “T. rex sıcak mıydı” değil. Yöntem bu kadar az malzemeyle çalışabildiğine göre, aynı termometre başka türlere de tutulabilir: yavru ve yetişkin tyrannosaurlar aynı sıcaklıkta mıydı, dev otçullarda değer ne çıkar, kuşlara giden soy hattı boyunca sıcaklık ne zaman kuş düzeyine tırmandı? Her biri, ders kitabındaki tek cümlelik “dinozorlar sıcakkanlıydı” ifadesini parçalayıp daha ilginç bir tabloya çevirebilecek sorular.

Ve bir tarih notu: Eagle ile Tripati bu projeyi, yapılabilir hale gelmesini bekleyerek on beş yıl konuşmuş. Bilimde bir sorunun cevapsız kalması çoğu zaman sorunun zorluğundan değil, aletin henüz yeterince küçülmemiş olmasından kaynaklanıyor.

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