Kuşlar bugün yaşayan 9000 ayrı türüyle, uçan omurgalılar sınıfının en başarılı grubudur. Sürüngenlerle yakın akraba olmalarından ötürü, sürüngenlerle birlikte Sauropsida üst sınıfı altında toplanırlar. Özellikle Dr. Jacques Gauthier’nin, 80’li yıllarda yaptığı detaylı kladistik(1) analizlerden sonra, kuşların, theropod (canavar-ayak) dinozorların torunu oldukları büyük ölçüde kanıtlanmıştır.
Yaklaşık bir asır boyunca, kuşların nasıl evrim geçirdiğini bilimsel olarak incelemek için 1800’lü yıllarda bulunan bir avuç fosilden yararlanılmak zorundaydı. Ancak son on yıl içerisinde, İspanya, Çin, Moğolistan, Madagaskar ve Arjantin gibi birçok ülkede gün ışığına çıkartılan fosiller kuşlarla dinozorların yakın ilişkisini iyice kuvvetlendirdi: Caudipteriks gibi tüylü dinozorlar; kemiklerinin içerisinde kuşlar gibi hava keseleri ve lades kemikleri bulunan Velociraptor’lar; kuluçkaya yatan, yumurtaları kuşlarınkiyle aynı yapıya sahip Oviraptor’lar; modern kuşlara Archaeopteriks’ten daha yakın, ancak kanatları olmayan Mononykus ve Shuvuıia; ikinci parmağının ucunda, Velociraptor’ın öldürücü tırnağına sahip ilkel kuş, Rahona.
Günümüzde, dinozorların neslinin tükendiğini söylemek teknik olarak doğru değil. Hatta terminolojiyi doğru anlamıyla kullanırsak, günümüzde yaşayan kuşların her biri aslında uçabilen bir dinozor.
“ Çin’deki tüylü dinozorların keşfi çok daha heyecan verici ve çarpıcı bir gerçeği kanıtlıyor: Dinozorların nesli tükenmedi; aksine, günümüzde, Arz tarihinin hiç bir döneminde görülmediği kadar çok farklı çeşidi yaşıyor… ”
Dr. Mark Norell,
Amerika Doğa Tarihi Müzesi, Omurgalı Paleontoloji Departmanı
Kuşların evrimine tarihsel bir bakış
18. yüzyılda yaşayan bir düşünür, kuşların balıklardan geldiğini ileri sürmüştü: “Yüzgeçler kanatlara, kurumuş pullar tüylere, karındaki yüzgeçler ise ayaklara dönüştü”. 19. yüzyılın ortalarına kadar, bilim adamları kuşların tıpkı bir sürüngen gibi inşa edilmiş olduğunun farkına varamadı. Dişleri yerine gagaları vardı. Sürüngenlere özgü tırnakları da tüylerinin altında gizliydi.
Geçtiğimiz yüzyılın başlarında, bazı araştırmacılar, kuşların Triyas’ta (245–208 milyon yıl) bile varlığını sürdürdüğüne inanıyorlardı. Bu inanışın kökeni, Kuzey Amerika’daki Geç Triyas yaşlı tabakalarda bulunan bol miktardaki bir kuşunkine benzer ayak izleriydi. Ancak bu ayak izlerinin, aslında dinozorlara ait olduğu uzun süre anlaşılamadı.
Charles Darwin “Türlerin Kökeni(Origin of Species)” adlı kitabında evrim kuramını ortaya attığından beri, bilim adamları, kuşların evrimsel tarihçesi üzerine kıyasıya tartışıyorlar. 1860 yılında, Charles Darwin kuramını açıkladıktan bir yıl sonra, Bavyera’daki Solnhofen kireçtaşı tabaklarının içerisinde tek bir kuş tüyü(telek) izi bulundu. Yaklaşık 150 milyon(Geç Jura)yaşındaki bu tüy, Jura’da kuşların yaşadığının bugün bile doğrulanabilir ilk kanıtıdır.
Ertesi yıl ise tüm düşünceleri altüst eden keşif yapıldı. Bavyera’da eski bir lagündeki kireçtaşı tabakalarını kazan bir işçi, tıpkı kuşlar gibi kanatlara ve tüylere sahip, ancak başı olmayan bir hayvanın iskeletini(fosilini) buldu( “Londra Örneği” olarak bilinen ünlü fosil Londra Doğa Tarihi Müzesi’nde sergileniyor.) Bu hayvanın kuşlardan farklı olarak, üzerinde dişleri olan bir çenesi, uzun ve kemikli bir kuyruğu vardı. Bunlar, bilinen en yaşlı kuş türü olan bir karga büyüklüğündeki Archaeopteriks lithographica’ya aitti. Bu keşif, Von Mayer’ın (1861) 30 Eylül 1861 yılında Profesör H. Bronn’a yazdığı mektupta ilk olarak rapor edildi. Keşifle birlikte kuşların kesinlikle Triyas sona erdikten sonra ortaya çıktığı anlaşıldı.
Dinozorlarla kuşların yakın ilişkisi
Archaeopterix’in iskelet anatomisi bile tek başına, kuşların bir dinozor atadan türediğinin kanıtıydı; ancak 1861 yılında bilim adamları daha bu bağlantıyı kurabilecek düzeyde değildi. Başlangıçtaki tartışmalar bulunan iskelet örneklerinin sistematik sınıflandırılması üzerinde odaklanıyordu. Bunlar gerçekten Jura’da yaşamış bir kuşun mu, yoksa yalnızca tüylü bir dinozorun mu kalıntılarıydı? Mesela, Wagner(1861), görmemesine karşın bu fosillerin gerçek olduğunu kabul ettiyse de, “sürüngen-kuş” olmalarının imkânsız olduğunu ileri sürdü. Yanlış yorumlayarak, bunların Griphosaurus problematicus adını verdiği “tüylü dinozorlar” olduğunu açıkladı(ki daha sonra gerçekten de Çin’de tüylü dinozorlar bulunacaktı). Ancak Wagner’in ve diğer evrim karşıtlarının itirazlarına rağmen, Archaeopteriks, kuşların sürüngen ataları olduğuna işaret eden, hala en inandırıcı kanıtlarından bir tanesi.(Ostrom, 1976)
Archaeopteriks lithographica örneklerinin bulunmasından birkaç yıl sonra, Darwin’in ateşli savunucusu Thomas Henry Huxley, kuşların dinozorlarla yakından ilişkili olduğunu ileri süren ilk bilim adamı oldu. Dev bir theropod türü olan Megalosaurus’un, arka üyelerini(yani bacaklarını) bir devekuşununkiyle karşılaştırdı. Yalnızca bu iki hayvanın paylaştığı, ancak diğer hayvanların toplu halde paylaşmadığı 35 tane özellik tanımladı. Huxley, kuşların ve theropodların(canavar-ayak) yakın akraba olabilecekleri sonucuna vardı. Ancak, kuşların theropodların kuzeni mi olduklarını yoksa onlardan mı türediklerini düşündüğünü kimse bilmiyor.
Huxley, 1870 yılında bulgularını, Geological Society of London’da sundu. Harry Govier Seeley adlı bir paleontolog, Huxley’nin theropod ve kuşların akraba olduğu fikrine şiddetle karşı çıktı. Seeley, yalnızca ikisi de iri ve iki ayaklı oldukları ve arka bacaklarını(üyelerini) aynı şekilde kullandıkları için, devekuşları ile Megalosaurus’un arka bacaklarının benzer görünebileceğini ileri sürdü. Bunun da ötesinde, dinozorlar devekuşlarından çok daha büyüktü ve hiçbiri uçamıyordu. Öyleyse uçma yeteneğine sahip kuşlar nasıl olurdu da dinozorlardan türeyebilirdi?
Ortak Ata Kuramı
“Berlin Örneği” olarak bilinen ikinci Archaeopteriks, 1877 yılında gün ışığına çıkartıldığında, tartışma konuları, kuşların sistematik olarak nereye yerleştirileceğinden, kuşların kökenine ve Archaeopteriks’deki sürüngen özelliklerinin neler olduğuna doğru kaydı. 1888 yılında kuşların evrimiyle ilgili farklı bir görüş ortaya atıldı. O zamandan beri tartışma hala sürüyor: Kuşlar, dinozorların doğrudan torunları mı, yoksa iki grup da ortak bir atadan mı türedi? Fürbinger(1888), ilk kez dinozorların ve kuşların hiç bir sınıfa dahil olmayan ortak bir atadan türediğini varsaydı. “Ortak Ata Kuramı” daha sonraları birçok araştırmacı tarafından savunuldu. Bunlardan birisi de Gerhard Heilmann’dı. 1916 yılında, paleontolojiye hevesli, Danimarkalı bir tıp doktoru olan Gerhard Heilmann, “Kuşların Kökeni” adlı hayranlık uyandıran kitabını yayımladı. Heilmann, kuşların anatomik açıdan diğer fosil gruplarından ziyade, daha çok theropod dinozorlarına benzediğini gösterdi. Tek bir kaçınılmaz farklılıkları vardı: Theropodların köprücük kemikleri(clavicula) yoktu. Kuşlarda ise iki köprücük kemiği birbirine kaynayarak lades kemiğine(furcula) dönüşmüştü. Diğer sürüngenlerde köprücük kemikleri olduğu için, Heilmann, theropodların bunları kaybettiği sonucuna vardı. Ona göre, bu kayıp, kuşların theropodlardan evrimleşmiş olamayacağının bir kanıtıydı. Çünkü, evrim sırasında kaybedilen bir özelliğin yeniden kazanılamayacağına inanmıştı(oysa daha sonra bunun yanlış bir düşünce olduğu anlaşıldı). Heilmann, kuşların, köprücük kemikleri olan, daha yaşlı bir sürüngen atadan türemiş olmak zorunda olduğunu iddia etti. Ona göre, bu ortak ata, narin, iki ayaklı, ağaçlara tırmanabilen ve daha sonra ağaçlardan aşağıya doğru süzülerek uçmayı öğrenmiş yaklaşık 230 milyon yaşındaki küçük bir sürüngendi. Seeley gibi Heilmann da, kuşlarla dinozorlar arasındaki benzerliğin, iki ayaklılıktan öteye geçmediği sonucuna varmıştı.
Heilmann’ın vardığı bu sonuçlar, uzun süre geçerliliğini korudu. Oysa elde edilen yeni bilgiler farklı şeyler söylüyordu. İki farklı kanıt, theropodların aslında köprücük kemikleri olduğunu gösteriyordu. 1924 yılında yayımlanmış, garip, papağana benzer kafalı bir theropodun anatomik çizimi, açıkça köprücük kemiklerini gösteriyordu. Ama bunlar başlangıçta yanlış tanımlanmıştı. Daha sonra, 1936 yılında, Kaliforniya Üniversitesi, Berkeley’den Charles Camp, köprücük kemikleriyle(clavicula) birlikte küçük bir Erken Jura theropodunun kalıntılarını buldu. Heilmann’ın güçlü itirazı alt edilmişti.(1991 yılında Moğolistan’da bulunan, Velociraptor fosilinde bile V biçimli bir lades kemiği (furcula) bulunuyor.
Yeni bir karşılaştırma metodu: Kladistik
Huxley’nin “Geological Society of London’da” sonuçlarını açıklamasından yaklaşık bir asır sonra, Yale Üniversitesi Jeoloji Bölümü öğretim üyesi(şimdi emekli) John H. Ostrom, kuşların theropod dinozorlarıyla bağlantılı olduğu fikrini yeniden hayata döndürdü. Kuşların, doğrudan theropodların soyundan geldiğini ileri sürdü. 1969 yılında, Ostrom, “korkunç tırnak” anlamına gelen Deinonychus antirrhopus adlı bir theropodun iskelet anatomisini tanımladı: saldırgan, orak biçimli tırnaklara sahip yetişkin bir insan boyutlarında, 115 Milyon yıl önce Montana’da koşturan bir yırtıcı. Bunu izleyen on yıl boyunca, Ostrom, kuşların Deinonychus ve diğer theropodlarla paylaştığı, ancak başka sürüngenlerle paylaşmadığı birçok özellik tanımladı. Bu bulguların ışığında, kuşların doğrudan küçük theropod dinozorlarından türediği sonucuna vardı. O sıralarda, New York, Paris ve diğer doğa tarihi müzelerinde, organizmaların arasındaki bağlantıları ortaya çıkartmaya yarayan yeni bir metot kullanılmaya başlanmıştı. Filojenetik sistematik ya da daha yaygın tabiriyle “kladistik” adlı bu metot, karşılaştırmalı biyolojide standart bir uygulama haline geldi ve bunun kullanılması Ostrom’un vardığı sonuçları doğruladı. Organizmaları gruplara ayırmak için kullanılan geleneksel metotlar, hayvanlar arasındaki benzerliklere ve farklılıklara dayanıyordu. Bu metotlar, bir canlı türünü, yalnızca tek bir özelliği grubun diğer hayvanlarında olmadığı için, onu grubun dışında bırakıyordu. Oysa kladistik, organizmaları, tek başlarına anlam taşıyan ortak bazı özelliklere göre sınıflandırıyor. Bu metodun temelinde Darwin’in geliştirdiği temel prensip yatıyor: “Evrim, ancak bir organizmada diğer nesillere aktarılabilir bir özellik ortaya çıktığı zaman ve bu özellik sonraki nesillere aktarılabildiği zaman ilerleyebilir.” Bu prensibe göre, bir takım, yeni ya da “türetilmiş(geliştirilmiş)”özelliği paylaşan iki farklı gruptaki hayvanlar, bu özelliklerden yoksun hayvanlara göre birbirlerine daha yakındır. “Kladistik’i” uygulayanlar, paylaşılan türetilmiş özellikleri tanımlayarak organizmalar arasındaki bağlantıyı çıkartabilirler.
Bu tür analizlerin sonuçları bir “kladogram” olarak gösterilebilir: Yeni özelliklerin ve canlıların, hangi sırayla evrimleştiğini gösteren bir soy ağacı. Her bir dal, daha önce evrimleşen başka gruplarda olmayan, yeni özellikler içeren bir grubun atasını temsil ediyor. Bu ata ve onun soyundan gelenler, bir “klad” ya da birbiriyle yakın akraba olan bir grubu oluşturuyor. “Archaeopteriks ve Kuşların Kökeni” adlı ünlü makalenin yazarı John H. Ostrom, kuşların theropod dinozorlardan türediğini belirlerken kladistik’in metotlarını uygulamamıştı. Çünkü 1970’li yıllarda bu metot daha yeni yeni kullanılmaya başlanmıştı. Kaliforniya Üniversitesi’nden Dr. Jacques A. Gauthier ise, kuşların, dinozorların ve diğer sürüngen akrabalarının detaylı bir kladistik analizini yaptı(örn. Gauthier 1986) Gauthier, Ostrom’un karşılaştırmalarını ve bulduğu diğer özellikleri kladistik bir çatıya oturttu. Böylece, kuşların küçük theropod dinozorlardan türediğini doğrulamış oldu.
Aslında kuşların hepsi birer dinozor
Bugün, theropodlardan kuşlara doğru olan soy çizgisini gösteren bir kladogramda, Aves (Kuşlar) adlı “klad” Archaeopteriks’in atalarını ve onların diğer tüm torunlarını içeriyor. Bu klad ise, Maniraptoran theropodları (örn. Velaciraptor ) adlı, daha geniş bir kladın alt grubunu oluşturuyor. Bu da yerde yaşayan theropodlardan türemiş Tetanuran theropodlarının (Allosaurus gibi) bir alt grubunu oluşturuyor. İlkel theropodlar ise theropod olmayan dinozorlardan evrimleşti. Kladogram, kuşların sadece dinozorlardan türediğini söylemekle kalmayıp, kuşların bizzat dinozor(ve sürüngen) olduklarını gösteriyor. İnsanlar memeliler sınıfına bağlı oldukları halde diğer memelilerden nasıl farklıysalar, kuşlar da diğer sürüngenlerden farklı.
Gauthier’nin, yakın tarihli çalışmaları, daha önce kuşlara özgü olduğu düşünülen bir sürü özelliğin kuşlardan çok daha önce ortaya çıktığını sergiledi. Elbette, theropodların kuşlara benzer özelliklerinin hepsi bir anda ortaya çıkmamıştı. Bazı özellikler theropodlar bile ortaya çıkmadan önce vardı. Mesela, dinozorların en yakın sürüngen atası zaten iki ayaklıydı ve dik duruyordu. Ayrıca küçük bir etoburdu ve ikinci parmakları diğerlerinin yanında en uzunuydu(oysa diğer sürüngenlerde üçüncü parmak en uzunudur.)
Theropodlardan kuşlara
Dinozorların atalarında, ayak bileği eklemi menteşe gibiydi; metatarsallar(tarak kemikleri) uzamıştı ve yere değmiyordu, dolayısıyla dinozorlar ve onların en yakın akrabaları tırnakları üzerinde yürüyordu. Ayrıca gelişigüzel yürümeyip bir ayaklarını diğerinin tam önüne atıyorlardı(manken yürüyüşü). Ayaklardaki bu değişimlerin, adımları büyüttüğü ve koşma hızını arttırdığı düşünülüyor. Bu da, günün birinde bazı theropodların uçabilmesine imkan sağlayacaktı.
İlk theropodların kafataslarında boşluklar ve kemiklerinin içerisinde hava boşlukları vardı. Bu da iskeletlerini oldukça hafifletti. Ayrıca, uzun boyunları vardı ve sırtları diğer kuşlar gibi yere paralel konumda duruyordu. Ellerinde ise, dördüncü ve beşinci parmakları zaten körelmişti; hatta beşinci parmakları yok gibiydi. Bu körelmiş parmaklar tetanuran theropodlarında tamamen yok olmuştu ve geriye kalan üç tanesi, Archaeopteriks’ten sonra birbirine kaynayarak tamamen yok oldu. Ayrıca, ilk theropodlarda, arka bacaklar tıpkı kuşlarınki gibiydi. Uyluk kemiği, incik ve baldır kemiğinden(fibula) kısaydı. Bu dinozorlar, modern kuşlar gibi ortadaki üç tırnakları üzerinde yürüyorlardı. İlk tırnak ise diğerlerinden daha yüksekte duruyordu ve başlangıçta bir işe yaramıyordu. Oysa Archaeopteriks ortaya çıktıktan sonra, bu tırnak ters dönerek diğerlerinin yanına geldi. Daha modern kuşlarda ise kavrayıcı(tüneyici) ayakların bir parçası oldu. Theropodlardaki birçok değişim kuşların daha sonra çok işine yarayacaktı. Örneğin, ön kollar ve omuz kemerinde önemli değişiklikler oluştu. Bu değişimler, başlangıçta theropodların kurbanlarını yakalamalarına yardımcı oldu; ardından uçmaya terfi etmelerine neden oldu. Theropodların evriminde, Carnotaurus, Allosaurus ve Tyrannosaurus gibi ön kolları kısa olan etoburlarda hariç, diğer theropodlarda özellikle kollar giderek uzadı. İlk theropodlarda, ön kollar(üyeler) neredeyse arka bacakların(üyelerin) yarısı kadardı. Archaeopteriks ortaya çıktıktan sonra ise ön kollar, arka üyelerden(bacaklardan) uzun hale geldi ve daha sonra yaşayan kuşlarda ön kollar uzamaya devam etti. Bu da kuşların daha güçlü bir biçimde kollarını -kanatlarını- çırpabilmelerini sağladı.
Eller iyice uzadı ve bileklerin şeklinde inanılmaz değişimler oldu. İlk theropodların yassı bilek kemikleri vardı. Maniraptoranlarda, bilek kemikleri, kol kemiklerine değen yüzey boyunca yarım ay biçimini almıştı. Bu şekil değişimi onlar için oldukça önemliydi. Böylece, hayvanlar, bileklerini aşağıya yukarıya esnetmelerinin yanısıra yanlara doğru da esnetebilir hale geldiler. Nitekim bugünkü kuşların yaptığı gibi uzun ellerini bükebiliyorlardı.
İlkel theropodların omuz kemerlerindeki, kürekkemiği(scapula) uzun ve şerit biçimliydi; coracoid’leri(sternumu humerusa bağlayan kemik) yuvarlanmıştı ve S harfi biçimli köprücük kemikleri(clavicula), omuzu, sternuma(göğüs kemiğine) bağlıyordu. Kürekkemiği(scapula) kısa bir süre içinde uzamış ve daralmış; coracoid de ayrıca incelmiş, uzamış ve göğüs kemiğine doğru gerilmişti. Köprücük kemikleri birleşmiş ve bumerang biçimli bir lades kemiği meydana getirecek şekilde genişlemişti. Başlangıçta kıkırdaktan oluşan, göğüs kemiği(sternum), tetanuranlarda, sertleşerek birbirine kaynamış iki kemik levhaya dönüştü. Bu değişimler iskeleti güçlendirdi; güçlü, tekne salması biçimli sternum uçuş kaslarını desteklemek için kullanıldı ve uçuşa imkân sağladı.
Sözgelimi, başlangıçta avlanmak için kullanılan yeni lades kemiği, daha sonra uçuş esnasında ön kolları(üyeleri) hareket ettiren kaslar için bir dayanak noktası oldu. Leğen kemiği(pelvis) bölgesinde ise, kalça kemerine daha fazla omur eklendi ve pübik yönelim değişti. İlk theropodlarda tıpkı diğer birçok sürüngende olduğu gibi, pubis aşağıya, ileriye doğruydu, daha sonra yavaş yavaş önce aşağıya, ardından arkaya bakacak şekilde dönmeye başladı. Sonuçta pubis, Archaeopteriks’ten daha gelişmiş kuşlarda ischium’a (kalça sokumunun altından uzanan kemiğe) paralel hale geldi. Theropodların gelişimi boyunca, son olarak, kuyruk dereceli olarak kısaldı ve sertleşti. Bu organ zamanla koşu esnasında önemli bir denge unsuru haline geldi. Brown Üniversitesi’nden Steven M. Gatesy’e göre, kuyruk yapısındaki bu değişim başka bir fonksiyon değişimine de neden oldu: kuyruk kısaldıkça, bacak kasları için gittikçe daha güçsüz bir dayanak noktası haline geldi. Pelvis bu görevi üstlendi ve maniraptoranlarda daha önce bacağı arkaya atmaya yarayan kas, şimdi kuyruğu kontrol etmeye başlamıştı.
Özetlemek gerekirse, sadece kuşlara özgü olarak kabul edilen özelliklerin birçoğu daha kuşlar evrimleşmeden önce zaten theropodlarda bulunuyordu; hafif, hava keseleri olan kemikler, uzun kollar, ikinci parmağın uzun olduğu üç parmaklı eller, lades kemiği, arkaya doğru olan pelvis ve üç tırnaklı arka ayaklar gibi.
Elbette bu özellikler, başlangıçta uçmak için kullanılmıyordu. Ama daha sonra kuşların uçabilmesine imkân sağladı. Evrimin “yap-tak” oyunu burada da kendini göstermişti.
Devrim Yaratan Fosiller
Kurban edilen Konfüçyüs
Peki ya tüyler, onlar da yalnızca kuşlara mı özgüydü? Uçma yeteneğinin evrimi gerçekten de kuşların evrimiyle doğrudan ilişkili miydi? Yoksa dinozorlar da kuşlar gibi kuluçkaya mı yatıyordu?
Geçtiğimiz on yıl boyunca dünyanın dört bir yanında, gün ışığına çıkarılan fosiller kuşların ve uçma yeteneğinin kökeniyle ilgili düşüncelerimizi temelden değiştirdi. Eski kemiklere ilgi duyan biri varsa, mutlaka Çin’e gitmeli. Çin’in kuzeydoğusundaki Liaoning, özellikle kuşların evrimiyle ilgili düşünceleri alt üst eden bölgelerden bir tanesi. Bölgede, bir pasta gibi üst üste dizilmiş 120 milyon yıldan daha yaşlı, silttaşı, kil, volkanik kül tabakaları zengin bir fosil kaynağı içeriyor. Yixian adlı bu formasyonun içerisinde neler yok ki; son derece iyi korunmuş tüyler, küçük kuşlar, deri izleri, bitkiler, böcekler. Burası Kretase devrinde, etrafı yemyeşil, içerisinde(ve çevresinde) böceklerin, kurbağaların, kertenkelelerin, timsahların, balıkların ve memelilerin yaşadığı bir göldü. Ama bu huzur dolu ortam fazla uzun sürmedi. Kıyamet batıdan geldi. Şimdi İç Moğolistan adlı bölgedeki volkanlardan püsküren kül ve zehirli gazlar yüzlerce mil doğuya hareket etti. Sihetun’daki, bitki ve hayvanlar bir anda öldü; cansız bedenleri gölün tabanına çöktü. Zamanla, bunların üstü, sakin bir ortamda volkanik kül ve siltle örtüldü: fosilleşme için bundan daha güzel bir ortam olamazdı herhalde. Nitekim tüyler bile en hassas biçimde korundu.
Buradaki ilk ilkel kuş fosili, 1994 yılında bir çiftçi tarafından bulunup bir trompetçiye satılmıştı. Bu kişi, fosili, kuş fosilleri konusunda uzman olan, Çin Bilimler Akademisi’nden Hou Lianhai’ye vermişti. Lianhai, fosilin Archaeopteriks’le olan benzerliği karşısında hayrete düştü. Bir saksağan boyutlarındaki hayvanın, uzun parmakları ile kıvrık, geniş tırnakları vardı. Ancak bu canlının Archaeopteriks’ten farklı olarak dişlerle dolu bir ağzı yerine, sert, üzerinde dişler olmayan bir gagası vardı. Bu fosil bulunana kadar, Lianhai, kuşların ortaya çıktıktan sonra 70 milyon yıl boyunca gagalarının evrimleşmediğini savunanlardan biriydi. Hou, neredeyse Archaeopteriks kadar yaşlı olan ama modern bir gagası olan bu hayvana, “kurban edilen Konfüçyüs”anlamına gelen “Confuciusornis sanctus” adını verdi.(resim sayfa 93 National Geographic). Yıllardır Solnhofen’da yapılan kazılar sırasında 6 tane Archaeopteriks iskeleti ve bir tüy bulunurken, Liaoning bölgesinde, yalnızca birkaç yıl içerisinde çiftçiler tarafından yüzlerce Confuciusornis bulundu.
Confuciusornis sanctus, belirli bir mesafe uçabildiği bilinen dişleri olmayan bir gagaya sahip ilk kuştur. Archaeopteriks’in saltanatına son vermişti, ancak bu ne kadar yaşlı olsa yine de bir kuştu. Peki ya kuş olarak adlandırabildiğimiz canlılardan önce nasıl bir canlı yaşamıştı? Kayıp bağlantı neredeydi?
Çinli ejderhanın tüyü
Beijing’deki Ulusal Jeoloji Müzesi’nin yöneticisi Ji Qiang, bir fosil tüccarının kendisine getirdiği kutuyu açtığında şaşkına döndü. İçerisinde, bir tavuğun boyutlarında, iğne gibi dişleriyle geniş bir kafatası, kısacık kolları olan ve bedeninin iki katı uzunluğunda kemikli bir kuyruğa sahip bir yaratık bulunuyordu(resim). Bu tıpkı küçük etçil bir dinozora benziyordu. Önemli bir fark dışında: Boynundan kuyruğuna kadar, sırtında uzanan koyu lif yolları vardı
( resim S.A 35) Yoksa bu lifler, kuş tüylerinin ilk örnekleri miydi? İlk defa, 1996 yılında bölgede keşfedilen, Sinosauropteriks prima (ya da ilk Çinli ejderhanın tüyü) adlı 120 milyon yaşındaki bu fosil, bir kuşa değil, üzerinde proto-tüyler bulunan bir dinozora aitti ve bu canlı kesinlikle uçamıyordu. İlk tüylü dinozor bulunmuştu. Ne var ki, Sinosauropteriks’in üzerinde bulunan tüylerin, modern tüylerin ortaya çıkmasına öncülük ettiği konusunda yine de şüpheler var. Ancak aynı bölgede gün ışığına çıkartılan iki fosil var ki, kuşların evrimiyle ilgili düşünceleri büsbütün alt üst etti: “Protarchaeopteriks robusta” ve “Caudipteriks zoui (ya da kuyruk tüyü)” adı verilen iki tüylü dinozor türü. Bu fosiller, kuşları tanımlamanın sanıldığı kadar basit olmadığını, hatta bir kuşu da kuş yapan temel ayırt edici özelliğin “tüyler” olmadığını ve tüylerin uçma yeteneğinin evriminden daha önce ortaya çıktığını gösterdi. Ayrıca ünlü Archaeopteriks’in, kuşların kökenini incelemek için kullanılacak temel canlı olduğu görüşünü değiştirdi. 23 Temmuz 1998 tarihli Nature, dergisinde tanımlanan, 120 milyon yaşındaki bu dinozor türlerinin üstü, tartışmaya yer bırakmayacak biçimde gerçek tüylerle kaplı. Bu iki yaratık da, kuşların küçük, etobur, yerde dolanan dinozorlardan türediğini doğruluyor. Yapılan keşif, uluslararası bir araştırma grubu tarafından dünyaya duyuruldu: Çin, Ulusal Jeoloji Müzesi direktörü, Ji Qiang; Canada, Drumheller’daki Royal Tyrell Paleontoloji Müzesi müdürü Philip Currie, New York’taki Amerika Doğa Tarihi Müzesi, Omurgalı Paleontoloji Departmanı müdür yardımcısı Mark Norell ve Çin, Ulusal Jeoloji Müzesi’nden Ji Shu-An.
Modern bir hindi boyutlarındaki“Protarchaeopteriks robusta” adlı dinozorun, kuyruğunun ucunda bir öbek tüy bulunuyordu. Adını ise Archaeopteriks’e olan benzerliğinden alıyor; ama aslında ondan çok daha ilkel. Bedeninin geri kalan kısmı da, Sinosauropteriks’te görüldüğü gibi tüy benzeri bir dokuyla kaplı olabilir. Ama kesin olan tek bir şey var: Protarchaeopteriks’in kuyruk tüyleri, neredeyse modern bir tüyle aynı. Oysa, Protarchaeopteriks, Velociraptor’dan çok zor ayırt edilebilecek derecede bir dinozor. “Caudipteriks zoui” adını, kuyruğunun sonunda görülen yelpaze biçimli(yarı-hav) tüylerinden alıyor. Ayrıca minyatür kanatları andıran ön kollarının (üyelerinin) üzerinde de büyük olasılıkla tüyler bulunuyordu. Ama Archaeopteriks dahil diğer bütün kuşlarda olduğu gibi, tüyleri asimetrik değildi. Asimetrik tüyler ise uçuş için gerekli aerodinamik özelliklerin olmaması demek. Yani Caudipteriks’in uçması mümkün değildi. Ayrıca Caudipteriks’in midesinde fosilleşmiş olarak gastrolitler de bulunmuştu: Modern kuşların sindirim için yuttuğu kum tanecikleri.
Tüyler uçmak için ortaya çıkmadı
İki hayvanın da göreceli olarak uzun bacaklara sahip olması, bunların çevik ve yerde dolanan koşucular olduğunu gösteriyor. Araştırma ekibi, bu iki yeni türü, kuşların ve dinozorların soy ağacına yerleştirebilmek için 90 farklı fiziksel özelliğini belirledi. Buna göre, ne Caudipteriks ne de Protarchaeopteriks gerçek bir kuş değildi, ama bu iki dinozor da kuşlarla yakından ilişkiliydi. Hatta Caudipteriks, gerçek kuşlara en yakın dinozor olarak tanımlandı. Kuş olmamalarına rağmen bu hayvanların üzerinde bulunan tüyler, kuşların nasıl tanımlanması gerektiği konusunda önemli sorunlar çıkarttı.
Eğer Caudipteriks de Protarchaeopteriks de uçamıyorlarsa, üzerlerindeki tüyleri ne için kullanıyorlardı? Bunun en makul açıklaması, tüylerin uçmak için değil, sıcaklık yalıtımı için ortaya çıktığıdır. Ancak bu, başka bir hararetli tartışmayla ilgili de ilginç sonuçlar ortaya koyuyor. Tüylerin vücut sıcaklığını sabit tutabilmek için ortaya çıktığı fikri, dinozorların soğukkanlı hayvanlar olduğu iddiasına karşı geliyor. Ancak bu, ilkel kuşların ya da dinozorların modern kuşlar gibi bir metabolizmaları olduğu anlamına gelmiyor. Hatta yeni bulgular, dinozorların, ne soğukkanlı ne de sıcakkanlı olmadıklarını gösteriyor. Aksine, kendilerine özgü ikisinin arasında bir metabolizmaları olduğuna işaret ediyor. Belki de tüyler, karşı cinse kur yapmak için ortaya çıkmıştı ya da bu hayvanların hızlı koşarken duraylı kalabilmeleri için tıpkı Formula1 yarış arabalarının arka kanatları(spoiler) gibi bir denge görevi üstlenmişti. Dinozorların üzerinde tüyler bulunması başka hangi düşünceleri yıktı?
Örneğin evrimsel biyologların “anahtar” dedikleri bir özellik, doğrudan hayvanın ne olduğunu tanımlamakta kullanılırdı; örneğin memelilerde, birbirine bağlı üç kemik içeren ortakulağın varlığı gibi. Bu özelliğe sahip olmayan bir canlı, diğer bütün memeli özelliklerine-süt verme, saçlar gibi- sahip olsa bile tanım olarak bir memeli olamazdı. Kuşlarda ise, tüyler böyle bir “anahtar” özellik olarak görülüyordu: “Kuşların en belirgin özelliği, üyelerinin tümünün tüyler taşımasıdır” Tüylü dinozorların bulunması, bu anlayışı temelden yıktı. Başka deyişle, artık geçmişte yaşamış tüylü bir hayvanın fosili bulunursa bunun mutlaka bir kuş olarak adlandırılması gerekmeyecek.
Patagonya’nın “Yarım Kuşu”
1989 yılında, bir fosil avcısı, İspanya Güney Pireneler’de ilkel bir kuş fosili buldu. Madrid Özerk Üniversitesi’nden Jose L. Sanz ve arkadaşları, bu ilkel kuşun modern kuşlarla olan bağlantısını inceledi ve bulgularını 6 Haziran 1997 tarihli Science dergisinde açıkladı. Tıpkı ünlü Archaeopteriks gibi bu kuşun da çenesinde dişleri ve modern kuşlar gibi birbirlerine düzgün bağlanmış kanatları vardı. Çok rahat biçimde kanatlarını çırpabiliyordu. 135 milyon yaşındaki bu canlı, Archaeopteriks’ten sadece 10 milyon yıl genç olmasına rağmen, uçma konusunda ondan çok daha yetenekliydi. Ancak kafatasının bazı özellikleri -göz kemiğinin ardında bulunan kemik oluşumları gibi- theropod dinozorlarına benziyordu. Ayrıca bu “fosil kuşun” üzerinde hav tüylerinin(boyun tüylerinin) izleri bulunuyordu. Hatta bunlar bulunan en eski hav tüyleriydi. Fosil kuşun, kafatasının dinozor benzeri ilkel bir yapıya sahip olması ve tüylerinin, kuşlara özgü özelliklerinin bulunması “dinozor-kuş” hipotezini destekliyor: “Modern kuşlar, theropodların, kısa kuyruklu ve tüylü torunlarıdır.” Dinozorlar ve kuşlar arasındaki diğer başka bir kayıp bağlantı da 1996 Ocak ayında Patagonya’dan geldi. Buenos Aires’teki Arjantin Doğa Bilimleri Müzesi’nden Fernando E. Novas ve Trelew Paleontoloji Müzesi’nden Pablo F. Puerta, 22 Mayıs 97 tarihli Nature’da kuşlarla dinozorlar arasında bir ara form bulduklarını duyurdu. Ayakta durduğunda 1 metreye varan bu canlıya, Mapuçe yerlilerinin dilinde “Yarı Kuş” anlamına gelen Unenlagia adını verdiler. 90 milyon yaşındaki Unenlagia birçok yönüyle açıkça bir dinozordu, mesela üzerinde tüy olduğuna dair hiçbir kanıt yoktu. Ama bu canlı ön kollarını tıpkı diğer kuşlar gibi yukarıya aşağıya hareket ettirebiliyordu.
Unenlagia uçamamasına rağmen, kalıntıları, uçma yeteneğinin nasıl ortaya çıktığıyla ilgili önemli kanıtlar içeriyor. Novas ve Puerta kuşların pterosaurlar(dip not) gibi süzülerek uçmaya başlamadığına inanıyor. Uçmaktan farklı bir amaç için kanat çırpma hareketi yaparak uçuşa başladılar. Arjantinli araştırmacılara göre, Unenlagia, kollarını sadece avlanmak için değil ayrıca dengesini sağlamak ve koşarken ya da sıçrarken vücut konumunu korumak için kullanmıştı. Tıpkı bir sörf tahtasının üzerinde denge sağlamaya çalışan sörfçü gibi.
Kuluçkaya yatan dinozorlar
Kuşların dinozorlarla doğrudan akraba olduğu kuramı, sadece iskeletlerindeki ortak özelliklerle(her ikisinin de kemiklerinin içerisinde hava keselerinin bulunması gibi) ya da tüyleriyle sınırlı değil. 1990’lı yıllarda, Moğolistan ve Montana’da gün ışığına çıkartılan dinozor yuvaları, kuşların bazı üreme özelliklerini uçmayan dinozorlardan aldığını gösteriyor. Theropodlar, diğer sürüngenlerin yaptığı gibi tüm yumurtalarını bir anda yumurtlamıyor. Tıpkı kuşlar gibi, her seferinde bir ya da iki olmak üzere, bir kaç gün arayla dereceli olarak yuvayı yumurtayla dolduruyorlar. Kretase döneminde yaşamış olan bir theropod, Oviraptor’ın yeni bulunan fosilleri çok ilgi çekici, hatta çok şaşırtıcı. Oviraptor, tıpkı bir kuş gibi yumurtalarını korurken fosilleşmiş olarak gün ışığına çıkartıldı( Oysa bu keşiften önce Oviraptor’ın adı gibi bir “yumurta hırsızı” olduğu ve diğer dinozorların yumurtalarını çalarak yaşamını sürdürdüğü düşünülüyordu.) Ayrıca theropodların yumurta kabuklarının yapısı yalnızca kuşlarda görülen özellikler sergiliyor. Bu kabuklar, iki katlı kalsitten oluşuyor: biri prizmatik(kristal yapılı), diğeri süngerimsi(daha düzensiz ve delikli) olan kat.
Çöl Kuşu
Theropodlarla(dinozorlarla) kuşların yakından bağlantılı olduğuna dair birçok kanıttan söz ettik, ancak evrim çizgisi dinozorlardan kuşlara doğru dümdüz bir hat üzerinde uzanmıyor. Evrimin izlediği yol bir hayli karmaşık ve dallı budaklı. Moğolistan Gobi Çölü’nde gün ışığına çıkartılan yaklaşık 75 milyon yaşındaki(Kretase) Moğol lisanında “Çöl Kuşu” anlamına gelen “Shuvuuia deserti” bunun en güzel kanıtı. Nature’da 19 Mart 1998 tarihli raporda, ilk olarak Luis M. Chiappe tarafından tanımlanan bu canlının, ön üyeleri oldukça kısaydı ve kanatları yoktu, dolayısıyla uçamıyorlardı. Ancak, Moğolistan Bilimler Akademisi ve New York, Amerika Doğa Tarihi Müzesi’nden bir araştırma ekibinin bulduğu bu fosil hayvan, kanatları olmamasına rağmen modern kuşlara Archaeopteriks’ten daha çok benziyor. Kuşlar en kolay kafatasları yardımıyla tanımlanabilir. Shuvuuia’nın gagası olmamasına rağmen, ince ve uzun çenesinin üzerinde küçücük dişler bulunuyor ve kafatası, üst çenesinin yukarı doğru yükselebilmesine izin verecek biçimde hareket edebiliyordu; tıpkı modern kuşlarda olduğu gibi. Bu da, sanıldığı gibi kuşların evrimiyle, uçma yeteneğinin evriminin birbirleriyle doğrudan ilişkili olmadığını gösteriyor.
Uçan Ejderha
1995 yılında, Madagaskar adasında garip bir hayvanın fosili bulundu. Bu, Velociraptor gibi korkunç bir tırnağa sahip, ilkel, garip bir kuşa aitti(Rahoma1) Fosil, 1995 yılında Stony Brook’daki, New York Eyalet Üniversitesi’nden paleontolog Catherine Forster’ın önderliğindeki bir ekip tarafından keşfedildi. John Ostrom’a ithaf edilerek, fosile, Rahona ostromi adı verildi. Fosilin kanat kemikleri boyunca uzanan küçük, yükseltiler vardı. Bunlar kanat tüylerinin tutturulduğu bölgelerdi. Rahona’nın arka sol ayağı oldukça ilgi çekiciydi: Bulunduğu zaman baş tırnağı tıpkı kuşlar gibi geriye doğruydu, tünemeye uygun bir ayağı vardı.
Ancak ikinci tırnağı, bir dinozora aitti. Tırnağın tam ucunda, orak biçimli öldürmeye yarayan bir tırnak vardı. Bu, yalnızca Velociraptor gibi dinozorları içeren, theropod dinozorların alt grubu olan dromaeosaurlarda görülen bir özellik
65 ile 70 milyon yıl önce yaşamış, Rahona adlı bu ilkel kuş fosili, dinozorlarla kuşların yakından bağlantılı olduğu tezine bir kanıt daha sundu.
Uçmak kolay mı?
Günümüzde devekuşu ya da penguen gibi az sayıda kuş türünün dışında neredeyse bütün kuşlar uçabiliyor. Kuşların öyle bir anatomisi var ki, bu da, onların adeta uçmak için tasarlandıklarını düşünmemizi sağlıyor. Ama işin aslı böyle değil, kuşların kökeni ile uçuşun kökeni birbirlerinden tamamen bağımsız incelenen konular.
Öncelikle, uçabilmek için omurgalılara gerekli olan bazı özelliklerin neler olduğuna değinelim. Geçtiğimiz 200 milyon yıllık evrim tarihi boyunca yalnızca birkaç omurgalı grubu uçmak için gerekli koşulları yerine getirdi. İlk olarak uçan bir omurgalı hayvan, yerçekimine karşı koyabilmeli. Böcekler gibi küçük omurgasızlar için bu pek sorun değil. Ancak omurgalılar açısından aşılması gereken en önemli engel.
Uçan bir omurgalı, kanatlarını hareket ettiren kaslarının gücüne bağlı olarak hafif olmalı. Uçan bir omurgalı ancak belirli bir büyüklüğe ulaşabilir. Çünkü kas gücü, kemik gücü, kanat yüzeyiyle vücut ağırlığının oranı buna bir kısıtlama getirir. Yani motoru güçlendikçe boyutları büyütülebilen uçaklar gibi, dev boyutlara ulaşamaz. Uçan omurgalıların hafif olabilmeleri için, kemikleri, hava keseleriyle doludur ve ince bir dış duvara sahiptir. Uçabilen bir omurgalının mutlaka kanatlara ihtiyacı vardır. Uçuş makinesini desteklemesi için kiriş görevini üstlenecek güçlü bir omurgası olmak zorundadır. Ayrıca kanatlarını aşağıya, yukarıya hareket ettirmeye yarayan güçlü kol kasları ve tabii bu kasların bağlanabileceği geniş alanlar olmalıdır (ki bunlar genellikle sternum, göğüs kemikleridir). Bir çeşit, iniş takımı da olmak zorundadır. Bu da, arka üyelerin(bacakların) gelişimiyle sağlanmıştır.
Elbette, uçuş esnasında, iskelet ve kas sisteminin dışında da kullanılan özellikler vardır. Mesela, uçan bir omurgalının; yarasalar gibi zarla ya da kuşlar gibi tüylerle kaplı bir uçuş yüzeyi olmalıdır. Uçma yeteneği çeşitli duyuları da ilgilendirir. Uçan omurgalıların, ya tıpkı kuşlar gibi üstün görüş yetenekleri vardır ya da yarasalar gibi yönlerini sonar sistemiyle bulabilirler. Uçmak ayrıca, keskin bir denge duyusu ve nöral kontrol gerektirir. Bu da, aşırı derecede uzmanlaşmış bir beyincik ve sinir sistemi anlamına gelir. Uçmayı başaran ilk omurgalılar, bu özelliklere kısmen de olsa sahip olmalıydı.
Kuşlar uçmaya nasıl başladı: İki farklı kuram
Kuşların uçmaya nasıl başladığıyla ilgili üretilen başlıca iki kuram var.
İlki “arboreal (ya da aşağıya doğru süzülme)” kuramı. Buna göre, kuşların ilk atası, ağaçlara tırmanıp üzerindeki cılız tüyleri kullanarak daldan dala süzülerek uçmayı öğrendi. Tıpkı günümüzde yaşayan, uçan memeliler(uçan sincap, uçan keseli sincap ve Dermoptera) ya da uçan sürüngenler(Draco volans-Uçan Kerkentele) gibi. Tüyleri zamanla genişledi, kanatlarını çırparak uçmayı öğrendi ve nihayet gökyüzüne terfi etti. Diğerine yani, “koşarak uçma” kuramına göre ise, hızlı koşabilen bir theropod türü dinozor, üzerindeki küçük kanatları kullanarak böcekleri yakalamaya çalışıyordu. Koşarken dengede kalmak için kanatlarını açan, kuşların yerde dolanan ilk atası, bir sineği yakalamak ya da bir yırtıcıdan kaçmak için hızla yukarıya sıçrıyordu. Elbette, yukarıya doğru sıçramak, ağaçtan aşağıya süzülmek kadar bir ivme sağlamıyordu; bu yüzden yerden havalanmak için kuşların ilk atasının çok hızlı koşması gerekiyordu.
Bu iki kuram içinde bugün özellikle ikincisi kabul görüyor. İlk kuramla ilgili önemli problemler var. Aşağıya süzülerek uçma kuramının temelinde, Archaeopteriks’in ağaçlara tırmanmak için ellerini, ayaklarını ve tırnaklarını kullandığı, yani ağaçlara uyum sağlamış olduğu fikri yatıyor. Oysa Archaeopteriks’in ya da onun maniraptoran kuzenlerinin,-ayaklarının tamamen tünemeye uygun olması gibi- ağaçlara uyum sağladığına dair kesin bir kanıt yok. Belki de bazıları ağaçlara tırmanabiliyordu. Ama Archaeopteriks’in ön üyelerini kullanarak ağaçlara nasıl tırmandığını ya da onlarla nasıl süzüldüğünü gösteren güvenilir bir analiz bulunmuyor. Ayrıca Archaeopteriks fosillerinin bulunduğu bölgelerde yapılan incelemeler, onun geçmişte yaşadığı çevrede birkaç metreden yüksek bitkiler yaşamadığını gösterdi. “Koşarak uçma” kuramını ise destekleyen birçok kanıt bulunuyor. Theropodlar ve kuşlar arasında birçok benzerlik var. Örneğin Velociraptor uçamamasına rağmen, kemiklerinin içinde hava keseleri var ve havalanması için gerekli olan hıza ulaşabilecek özellikler taşıyor. Kuşların ilk atası da büyük olasılıkla küçük, hareketli, yırtıcı, hafif, uzun bacaklı çok iyi koşuculardı. Hatta Caple ve diğerleri(1983), kuşların atalarının böcekleri yakalamak için nasıl sıçradığını gösteren aerodinamik bir model bile geliştirdiler.
Kuşlar ileriye doğru nasıl hareket ediyor?
Uçma yeteneğinin evrimindeki bir diğer kilometre taşı ise kuşların, uçarken kendilerini ileriye doğru itiş kabiliyetleri. Bu itiş gücü yalnızca kuşun havalanmasını sağlamıyor ayrıca onu ileriye doğru hareket ettiriyor. Kuşlarda ve yarasalarda, kanadın el kısmı ileriye doğru hızlanmayı, kanadın geri kalanı ise havalanmayı sağlıyor. (Oysa uçaklarda, ileriye doğru itiş gücünü jetler, havada kalmayı ise kanatlar sağlıyor)
Bristol Üniversitesi’nden Jeremy M. V. Rayner, 1970 yıllarda şunu gösterdi: Kuşlarda ve yarasalarda, kanatların aşağıya hareket edip ileriye doğru itiş gücü sağlaması, simit biçimli küçük girdaplar oluşturarak hayvanı ileriye doğru itiyor. Kevin Padian ve Jacques Gauthier, 1980’li yılların ortalarında, kuşlarda bu tür girdapları yaratan – elin yanlara doğru esneme hareketinin – maniraptoranlarda (Deinonykus ve Velociraptor) ile Archaeopteriks’te kuşlardan çok daha önce var olduğunu gösterdi. Elbette, ilk maniraptoranlar bunu, uçmak için değil, avlarını yakalamak için kullandı. Archaeopteriks ve diğer kuşların ortaya çıkmasıyla, omuz eklemi, açısını aşağıya ve geriye olmak yerine yana doğru değiştirdi. Bu açı değişimi, ön üyelerin hareketinin, böcek yakalamak yerine ileriye doğru itiş gücü yaratmasını sağladı.
Kuşların nasıl uçmaya başladığıyla ilgili çalışmalar günümüzde yaşayan kuşlar üzerinde de yapılıyor. Harvard Üniversitesi’nden Farish A. Jenkins, Jr ile Brown Üniversitesi’nden George E. Goslow ve arkadaşları, kuşların havalanma, uçuş ve iniş sırasında kullandıkları kasları ve kemikleri inceledi. Uçuş esnasında lades kemiğinin önemini ve uçarken ileriye doğru itiş gücünün nasıl sağlandığını açıkladılar. Lades kemiği, bazı kuşlarda omuz kemerleri arasında boşluk bırakmak için kullanılır. Uçuş hareketi sırasında, harcanan enerjiyi depolar. İlk kuşlarda, bu kemik büyük olasılıkla o kadar da elastik değildi, esas işlevi yalnızca ön üyeleri hareket ettiren kaslara dayanak noktası olmaktı.
Kasların ürettiği enerji ise hayret verici. Goslow “ Kanadı yukarıya kaldırmak için gerekli olan kas, kuşun kendi ağırlığının on katı kadar bir kuvvet üretebilir” diyor. Goslow ve arkadaşı Sam Poore, sığırcık kuşlarının nasıl kanat çırptığı üzerine araştırmalar yaptı. Amaç kanat çırpmaya yarayan kasın asıl işlevini ortaya koymaktı. Sonuçta, bu kasın yalnızca kanatları havaya kaldırmaya değil ayrıca, kanadın aşağıya doğru çırpılması için eski haline gelmesine yaradığını keşfettiler. Bu da, Archaeopteriks’in nasıl uçtuğuna ışık tutacak bir bilgi. Anatomik kanıtlar, Archaeopteriks’in uçtuğunu söylüyor. Ancak kanatlarını çırparak uçmak konusunda o kadar da başarılı değildi; örneğin bunu sağlayacak, uçuş kaslarına destek olan büyük ve aşağıya doğru uzanan(salmalı) geniş bir göğüs kemiği(sternum) yoktu. Goslow, modern kuşların kanatlarının, kanadı kaldırmaya ve döndürmeye yarayan, akıllı, tuhaf bir makara mekanizmasına sahip olduğunu söylüyor. Ne var ki Archaeopteriks ve diğer ilkel kuşların, kanatlarını günümüz kuşları kadar hızlı ve çevik hareket ettirdiklerine dair bir kanıt bulunmuyor.
Archaeopterix’ten sonra neler oldu?
Archaeopterix’ten sonraki, Kretase dönemindeki fosil kayıtlarında oldukça boşluk var. Ancak son 20 yıl içerisinde bulunan Kretase fosilleri üzerinde yapılan analizler(özellikle Kevin Padian tarafından), onların günümüz kuşlarının uçuş sistemlerine az çok sahip olduklarını gösteriyor. Ayrıca kuşların, 65 milyon yıl öncesine(Kretase sonuna) kadar, hızla farklı biçimler kazandığına, davranışlar edindiğine işaret ediyor. Erken Kretase döneminde bir kuş gözlem turuna katılsaydık neler görürdük? Burada yaşayan ilkel kuşlar, zamanlarının çoğunu ağaçlarda geçirirlerdi ve çoğu tüneme özelliğine sahipti. Ancak onların ağaçlarda yuva yaptığına, karmaşık şarkıları olduğuna ve uzak mesafelere göç ettiklerine dair hiç bir kanıt yok. Bilim adamları yalnızca bu hayvanların nasıl göründüğünü hayal edebilir. Şüphesiz, tırnaklı parmakları ve dişlerle dolu çeneleriyle oldukça garip görünüyorlardı.
İskelet özellikleri, Erken Kretase boyunca modern kuşlara daha benzer hale geldi ve kuşların düzgün biçimde uçabilmelerine imkan sağladı. Eldeki ve kalça kemerindeki birçok kemik birbirine kaynadı ve uçmak için iskeletin güçlenmesi sağladı. Göğüs kemiği(sternum) genişleyip, göğsün tam orta çizgisine denk gelerek, uçuş kaslarının tutturulması için bir dayanak noktası, “salma” haline geldi. Ön üyeler(kollar) uzadı ve kafa kemikleriyle, omurlar hafifledi(Kemiklerin hafiflemesinin nedeni, bazı kuş türleri hariç, diğer tüm kuşlarda, memelilerde görülen kemik iliğinin kaybedilmesidir. Boşalan bölümler havayla dolmuştur) Bazı omurlar birbirlerine kaynayarak, kuyruk tüylerini kontrol eden kuyruk kemiğini(Pygostyl) oluşturdu. Yavaş uçuş sırasında, uçuş kontrolü için büyük önem taşıyan bir öbek başparmak tüyü, alula, ilk kez bu dönemde ortaya çıktı.(İlk olarak 115 milyon yıl önce İspanya’da bulunan Eoalulavis adlı kuş da görüldü) Tünemeye yarayan baş parmak da, ilk olarak bu dönemde kullanıldı.
İlk kuşlar uçabildiğine göre, onların soğukkanlı sürüngenlerden daha hızlı bir metabolizmaları olmalıydı. En azından, uçmak için gerekli ısıyı ve enerjiyi dış çevrenin sıcaklığına muhtaç olmadan sağlayabiliyorlardı. Uçma yeteneklerini kazanmaları ve sabit sıcaklık özellikleriyle, Mezozoyik’te yaygın olan sürüngenlere karşı üstünlük kazanmışlardı. Bu iki özellik sayesinde, o zamana kadar değişkensıcaklıklı canlılara kapalı olan, soğuk ve yüksek bölgelere de yayılma olanağı sağladı.
Arz tarihi boyunca yaşamış, nesli tükenen ya da günümüzde var olan tüm kuşların, yerde dolanan, küçük, bir theropod dinozorundan türediğine artık neredeyse kesin gözüyle bakılıyor. Daima hayal ettiğimiz, filmlere konu olan dinozorların hepsi, 65 milyon yıl önce dünyaya düşen bir göktaşıyla yok olmamış mıydı? Hayır, aksine onları evlerimizdeki küçük kafeslerde bile besliyoruz. Bir muhabbet kuşu, bir papağan, güvercinler, kısacası yaşayan tüm kuşlar, küçük kısa kuyruklu, tüylü theropod dinozorlarından başka bir şey değiller.
Kretase döneminde yaşamış bazı kuş türleri ve yeni bulgular
Geç Kretase’nin dişli kuşları, Kuzey Amerika’da bulunan fosillerle çok iyi temsil edilmişlerdir. Kuzeydeki tüm kıtalarda ve Avustralya’daki Erken Kretase yaşlı çökeller oldukça fazla miktarda kuş fosili içeriyor. Çin’de bulunan serçe büyüklüğündeki, Erken Kretase yaşlı Sinornis, bu canlının Archaeopteryx’ten çok daha iyi uçtuğuna işaret ediyor. Vücudu ve kuyruğu kısa, ayrıca kuyruğunun ucunda birbirine kaynamış omurları yer alıyor.
Vücudunun ağırlık merkezi öne, kanatlara daha yakın. Sinorsis’in göğüs kemiği ve omuz eklemi kanatlarını yatay düzlemin üzerine çıkartmasına izin verecek biçimde. Ayrıca, tüyleri destekleyecek şekilde parmaklara sahip.
Takım: Herperornithiformes (Yenidünyanın fosil kuşları)
Hesperornis 1 metreden uzundu, uzun bir boyna, körelmiş bir kuyruğa ve uzun, güçlü bacaklara sahipti. Kanatları körelmişti. Alt ve üst çene arasında eklem olmadığı için avlarını yılanlar gibi yutuyorlardı. Hesperornis ve daha küçük akrabası Baptornis’e Geç Kretase yaşlı Kansas Niobrara Tebeşir Formasyonunda bolca rastlanıyor.
Hesperonithiform’lar kesinlikle uçamıyorlardı. Bunlar, ayaklarını çırparak hızla yüzebilen, deniz dalgıç kuşları gibiydi.
Takım: Icthyornithiformes (Balık benzeri kuşlar)
Yine aynı formasyonun içinde bulunan, Ichtyornis küçük bir martı boyutlarındaydı. Kanatları iyice gelişmişti ve aşağıya doğru uzanan sert bir göğüs kemikleri vardı. Kuyruğu Herperornis’den daha fazla körelmişti. Icthyornis büyük olasılıkla Niobrara denizindeki balıkları avlıyordu.
Tersiyerin başlaması ile, bugün yaşayan 16 kuş takımı belirginleşmiştir. Bu devirde yaşayan, Diatryma adlı, 2 metre boyunda, uçma yeteneği olmayan, dev gagalı, yırtıcı, koşucu bir kuşun nesli tükenmiştir. Passeriformes’in bulunmuş en eski fosili Amerika’nın Miyosen katmanlarında rastlanmış Palaospiza’dır. Oligosen’de bugün yaşayan kuş takımlarının hepsi oluşmuştur. Miyosen’de çoğunluğu bugünkü cinse benzeyen 2600 kuş türünün olduğu tahmin ediliyor.
Neornithes (Günümüz Kuşları)
Nesillleri tükenmiş olan kuşlardan bazı geliştirilmiş özelliklerle ayrılır; kemiklerin kaybolması ve humerus’da hava boşluğu bulunması gibi.
Modern kuşlar iki ayrı klad’dan oluşur.1) Palaeognathae: Uçamayan kuşlar, 2) Neognathae: Diğer uçan tüm kuşlar
Kladistik Nedir?
Dünyayı ve onun içindeki yerimizi anlamanın tek yolu, tüm canlıların, uzun bir zaman içerisinde, kalıtımsal değişimlere bağlı olarak nasıl evrim geçirdiklerini kavrayabilmektir. İnsanlar nasıl kendi aile ağaçlarını oluşturuyorsa, bilim adamları da evrimsel tarihçeyi yeniden kurmak için evrimsel “aile ağaçları” oluşturur.
Evrimsel tarihçeyi baştan kurabilmenin en iyi yolu nedir?
Bilim adamları, kladistik adlı yöntemi kullanarak evrimsel soy ağaçları oluşturur. Kladistik’de, organizmalar paylaştıkları özelliklere göre sınıflandırılır. Bu özelliklerin dağılımı, büyük grupların küçük grupları kapsadığı, ağ gibi bir yapı oluşturur. Örneğin “tetrapodlar- 4 bacaklılar(üyeliler)-“ adlı grup, omurgalılar adlı daha geniş bir grubun alt grubunu oluşturur. Çünkü tetrapodların, tıpkı diğer omurgalılar gibi bel kemikleri ve kafatasları vardır. Bu özellikler de omurgalıların tanımlayıcı özellikleridir. Her bir grup, ya da klad, ortak bir atadan miras alınan bu tür geliştirilmiş özelliklerle tanımlanır. Bir klad, ortak atanın tüm torunlarını içerir.
Kladogram nedir?
Bir kladogram, bir grup hayvanın, yeni evrimleşmiş(geliştirilmiş) özelliklerin dağılımına göre evrimsel tarihçesinin kurulmasıdır. İki örnekde, taşımacılığın ve omurgalıların “evrimini” gösteren iki ayrı kladogram bulunuyor.
Geliştirilmiş” özellik nedir?
Hayvanlar evrimleşirken, yeni özellikler ya da karakterler geliştirir. Onların soyundan gelenler ise, çeşitlenir ve diğer grupları oluşturur. Ama grupların hepsi, bu geliştirilmiş özellikleri miras alır. Geliştirilmiş özellik hayvanın herhangi bir doğal özelliği olabilir; kemiklerinin ve kaslarının şeklinden, genetik kimyası ile DNA’sına kadar. “Geliştirilmiş” terimi görecelidir. Yeni özellik, ilkel özellikten her zaman daha etkin ya da iyi olmak zorunda değildir.
KUŞLARA DOĞRU GİDEN YOL
Bu kronolojik bir evrimsel dizilim değil, ancak modern bir kanadın özelliklerinin, farklı canlılarda, farklı zamanlarda ve farklı yerlerde nasıl geliştiğini gösteriyor.
Sinosauropteryx 
Üstü, başlangıçta sıcaklık yalıtımı veya cinsel gösteriş için ortaya çıkmış incecik tüylerle kaplı. Sinosauropteryx kısa kolları ve üç tırnaklı elleriyle, yerde dolanan bir koşucu dinozordu.
Velociraptor
Moğolistan’da fosilleri bulunan, bu yırtıcı theropod’un bilek kemikleri kurbanlarını rahatlıkla yakalayabilmesi için bir “fırdöndü” gibi dönebilmesine izin veriyordu. Bu esnek bilek kemiği, güçlü bir uçuş için oldukça önemli bir işlev.
Unenlagia
Patagonya’da bulunan yaklaşık 1 metre boyundaki bu uçmayan hayvan, tıpkı sörf yapan bir insan gibi kollarını, denge sağlamak için aşağıya yukarıya hareket ettirebiliyordu. Bu kuşlarda kanat çırpma hareketinin başlangıcı.
Caudipteryx
Bulunan en yaşlı tüylü dinozor türü. Uçmaya yarayacak aerodinamik özelliklerden mahrum olan ancak gerçek tüylerle kaplı.
Protarchaeopteryx
Bu Archaeopteryx’e çok benzeyen ancak ondan daha ilkel bir dinozor türü. Kollarının üzerindeki simetrik tüyler ve kuyruğu Caudipteryx’ten uzundu, ancak gerçek bir kuş gibi uçamıyordu.
Archaeopteryx
Bu kuşun üzeri simetrik tüylerle kaplıydı ve bu da mükemmel olmasa bile uçmak için, tüylerin havayı yarmasına izin veriyordu.
Eolulavis
İspanya’da bulunan bu hayvan baş parmağa bağlı bir alulanın, bir öbek tüyün en yaşlı örneğini taşıyor. Alula, kuşlara iniş ve kalkışlar için hayati değeri olan yavaş uçuşlarda kontrol ve manevra yeteneği sağlıyor.
Corvus (Karga)
Modern kuşlar, ön üyelerinin gelişmesiyle, kısalan kuyruklarıyla ve geniş kanat yüzeyleriyle, uçuşun tüm zorluklarının üstesinden gelebiliyorlar.
Teropod dinozorları ve kuşların karşılaştırması
Lades kemiği ve göğüs kemiği
Birçok theropod dinozorun iki clavicula (köprücük kemiğinin) kaynaşmasıyla oluşan bir lades kemiği(furcula) vardır. Göğüs kemiği(sternum) ise hem dinozorlara hem de kuşlara özgü bir özelliktir.
Omuz bıçağı
Kuşların ve dinozorların uzun ve ince omuz bıçakları vardır.
Kemik kütlesi
Kuşlar ve dinozorların içi hava keseleriyle dolu ve ince bir duvara sahip kemikleri vardır. Dolayısıyla vücutları hafiftir.
Dönebilen bilek kemikleri
Yarım ay biçimli kemikler, ellerin alt kola ve vücuda doğru katlanmasını sağlar.
El tasarımı
Hem kuşlar hem de kuş gibi olan theropodlar iki parmaklarını kaybetmişlerdir. Kalan üç tane parmaktan, ortadaki en uzunudur
Pubis
Pubik kemik birçok dinozorda ileriye doğru, ancak theropodlarda ve kuşlarda geriye uzanır
Bacaklar
Kuşlarda theropodlarda iki ayak üzerinde yürüyecek biçimde tasarlanmıştır.
Ayaklar
Kuşların da, theropodların da üç tane ileriye doğru bakan tırnakları ve bir “hallux’u(I. parmak)” vardır. Diğer birçok tüneyici kuşlarda olduğu gibi, dinozorlarda “hallux” tam geriye doğeu dönmemiştir.
Bu soy ağacı, kuşların atasını en erken dinozorların atasına kadar geriye uzandırıyor. Buna kladogram adı veriliyor. Bir kladogram üzerindeki, her bir dal(nokta) yeni bir geliştirilmiş özelliği temsil eder. Bu kladograma göre, Therapoda, içerisinde hava boşlukları bulunan kemikleri ve üç tırnağı olan bir dinozor atadan türedi. Bu şemaya göre, theropodlar, aslında yalnızca Saurischian dinozorların bir alt sınıfı olan bir dinozordur. Her bir nesil (dal), ya da klad, daha büyük bir kladın içinde yer alıyor (renkli dikdörtgenler). Bu sınıflamaya göre, Aves (Kuşlar) maniraptoran, tetanuran ve theropod dinozorlardır.
Kuşların evrim sürecinde bazı theropodlar, araştırmacıların kuşlarla dinozorlar arasındaki bağlantıyı kurmasına yardımcı oluyor. Üç ayrı tırnağı olan ayak (Mor), üç parmaklı el(yeşil), yarımay biçimli bilek kemiği(kırmızı). Bilinen en yaşlı kuş, Archaeopteryx, bazı yeni özellikler sergiliyor.
Anatomik yapıların karşılaştırılması
Pelvis’de, pubik kemik(kahverengi) başlangıçta ileriye doğru bakıyordu(sağa doğru), ancak daha sonra dik hale geldi ve geriye bakmaya başladı. Ellerde, kemiklerin birbirlerine göre oranı ilk kuşlara kadar hemen hemen sabit kaldı ancak bilek değişti. Maniraptoranların bileği, kuşlarda kanat çırpmaya yarayacak yarım ay biçimini aldı(kırmızı). Geniş, bumerang biçimli lades kemiği (kaynaşmış klavikulalar), ilk kuşlar, tetanuranlar ve diğer gruplarda birbirinin neredeyse aynı.
Bir maniraptoran theropod türü olan, Oviraptor yuvasında yumurtalarını koruyor(çizim); tıpkı bugün devekuşlarının yaptığı gibi. Başka deyişle, kuluçkaya yatma özelliği kuşlardan önce ortaya çıktı. Oviraptor’ın bu fosilinde ise, tırnakların pozisyonu, üyelerin yumurtaları koruduğuna işaret ediyor.

http://saridefterler.blogspot.com/2008/05/aves-kular-dinozorlar.html

Yorumlar kapatıldı.