Araştırmacılar eski kayalardan elde ettikleri yeni kanıtlara dayanarak, Dünya’daki ilk hayvanların büyük olasılıkla modern deniz süngerlerinin ataları olduğunu ileri sürdü.
Massachusetts Teknoloji Enstitüsü’nden jeokimya araştırmacıları, 541 milyon yıldan daha eski kaya örneklerinde eski süngerlere ait olabilecek kimyasal fosiller tespit etti. Kimyasal fosiller, bir zamanlar yaşamış bir organizmadan köken alan, daha sonra gömülen, dönüştürülen ve sediment (tortul) içinde yüz milyonlarca yıl boyunca korunan biyomolekül kalıntıları kapsıyor.
Yeni tanımlanan kimyasal fosiller, özel tip steranlar olarak geçiyor. Steranlar, karmaşık organizmaların hücre zarlarında bulunan kolesterol gibi sterollerin jeolojik olarak kararlı formlarına deniyor.
Araştırmacılar, bu özel steranları “demospongiae” olarak bilinen bir deniz süngeri sınıfına kadar takip etti. Çok çeşitli boyut ve renklerde olan demospong’lar okyanusların her yerinde yumuşak ve sıkışabilen filtre besleyiciler olarak yaşıyor.
MIT’nin Dünya, Atmosfer ve Gezegen Bilimleri Bölümü’nden Jeobiyoloji Profesörü Roger Summons, “Bu organizmaların o zamanlar tam olarak neye benzediğini bilmiyoruz ancak kesinlikle okyanusta yaşıyorlardı, yumuşak vücutluydular ve iskelete sahip değillerdi” diyor.
30-karbonlu sterollerin izi sürüldü
Yeni çalışma, ekibin ilk olarak 2009’da bildirdiği bulguların üzerine inşa edildi. Ekip, eski süngerlerden geldiği görülen ilk kimyasal fosilleri tanımladı. Umman’daki bir kayadan aldıkları örnekleri analiz ettiklerinde 30-karbonlu (C30) sterollerin korunmuş kalıntıları olduklarını belirledikleri steranlar buldular. 30-karbonlu steroller, nadir bir steroid formu ve eski deniz süngerlerinden geldiği düşünülüyor.
Steranlar, 541 milyon yıldan yaklaşık 635 milyon yıl öncesine kadar uzanan Ediyakaran Dönemi’nde oluşmuş çok eski kayalarda bulundu. Aynı dönem, Dünya’da karmaşık çok hücreli yaşamın patlama yaşadığı Kambriyen döneminden hemen öncesine denk geliyor. Keşif, eski süngerlerin çok hücreli yaşamın çoğundan çok daha erken ortaya çıktığını ve muhtemelen Dünya’nın ilk hayvanlarından biri olduğunu gösteriyor.
Öte yandan, bulgular yayınlandıktan kısa bir süre sonra, C30 steranlarının kökenlerine ilişkin alternatif hipotezler ortaya atıldı; kimyasalların diğer organizma grupları tarafından veya cansız jeolojik süreçlerle üretilmiş olabileceği iddia edildi.
Ekip ise yeni çalışmanın eski hipotezlerini güçlendirdiğini ileri sürüyor. Çünkü aynı Prekambriyen kayalarda kökeni neredeyse kesinlikle biyolojik olan yeni bir kimyasal fosil daha tanımlandı.
Farklı ülkelerden alınan kaya örnekleri analiz edildi
Önceki çalışmalarında olduğu gibi, araştırmacılar Ediyakaran Dönemi’ne kadar uzanan kayalardaki kimyasal fosilleri aradı. Umman, Batı Hindistan ve Sibirya’daki sondaj karotları ve kayalardan örnekler edindiler. Kayaları, tüm ökaryotlarda (bitkiler, hayvanlar, çekirdeğe ve zarla çevrili organellere sahip organizmalar) bulunan sterollerin jeolojik olarak kararlı formu olan steranların izlerini bulmak için analiz ettiler.
Bir sterolün temel yapısı, birbirine kaynaşmış dört karbon halkasından oluşur. Bir organizmanın belirli genlerinin ne üretebileceğine bağlı olarak, ilave karbon yan zincirleri ve kimyasal eklemeler sterollerin yapısına bağlanabilir. Örneğin insanlarda, kolesterol sterolü 27 karbon atomu içerirken, bitkilerdeki steroller genellikle 29 karbon atomuna sahip. Çalışmadaki gibi 30 karbonlu bir sterol bulmak ise oldukça sıra dışı.
Araştırmacıların 2009’da tanımladığı kimyasal fosil, 30-karbonlu bir sterol. Ekip bu bileşiğin, demospong’lar için ortak bir gen tarafından kodlanan ayırt edici bir enzimin varlığı nedeniyle sentezlenebileceğini belirledi.
Yeni çalışmalarında ekip, bu bileşiklerin kimyasına odaklandı ve aynı sünger kaynaklı genin, 31 karbon atomlu (C31) daha da nadir bir sterol üretebileceğini fark etti. Kaya örneklerini C31 steranları için analiz ettiklerinde, bahsedilen C30 steranlarıyla birlikte şaşırtıcı bollukta bulundu.
Araştırmacılar ayrıca günümüz demospong’larından aldıkları örnekleri C31 sterolleri için analiz etti. Kayalarda bulunan C31 steranlarının biyolojik öncülleri olan steroller, çağdaş demospong türlerinin bazılarında mevcuttu.
Daha sonra, laboratuvarda kimyasal yapılarını doğrulamak için sekiz farklı C31 sterolünü kimyasal olarak sentezlediler. Molekülleri, sterollerin yüz milyonlarca yıl boyunca depolandığında, gömüldüğünde ve basınç altında kaldığında nasıl değişeceğini simülasyonla analiz ettiler.
Sadece iki sterolün ürünlerinin, eski kaya örneklerinde buldukları C31 sterol formuyla birebir eşleştiğini keşfettiler. İki sterolün varlığı ve diğer altısının yokluğu, bu bileşiklerin rastgele, biyolojik olmayan bir süreçle üretilmediğinin işareti.
Bulgular, eski kayalarda bulunan steranların gerçekten de jeolojik süreçler yerine, yaşayan organizmalar tarafından üretildiği fikrini güçlü bir şekilde destekliyor. Üstelik bu organizmaların muhtemelen, günümüze kadar aynı bileşik dizini üretme yeteneğini koruyan demospong’ların ataları olduğu düşünülüyor.
Ekip, C30 ve C31 sterollerinin eski süngerlerin güvenilir sinyalleri olduğunu gösterdi. Sırada, dünyanın diğer bölgelerindeki eski kayalarda bu kimyasal fosilleri aramak var. Şu ana kadar örnekledikleri kayalardan yalnızca sedimentlerin ve süngerlerin Ediyakaran Dönemi sırasında bir zamanda oluştuğunu söyleyebiliyorlar. Daha fazla örnekle, ilk hayvanlardan bazılarının ne zaman şekillendiğini daraltma şansına sahip olabilecekler.
Makale, 29 Eylül’de PNAS dergisinde yayınlandı.
Kaynak: phys.org
