Orta Devoniyen dönemine, yaklaşık 385 milyon yıl öncesine tarihlenen parçalar, daha önce bilinen en eski kehribar örneğinden yaklaşık 65 milyon yıl daha yaşlı. Kehribarın oluştuğu dönemde henüz dinozorlar ortaya çıkmamış, böcekler de bitkilerin başlıca otçulları haline gelmemişti.
Çin Bilimler Akademisi öncülüğünde yürütülen araştırmanın sonuçları hakemli bilim dergisi Science Advances’ta yayımlandı. Araştırmacılar, keşfin yalnızca kehribarın fosil kaydını daha eskiye götürmediğini, bitkilerin karadaki evrimine ilişkin bilgileri de değiştirebileceğini belirtti.
Çalışmanın başyazarı paleontolog Cihang Luo, ScienceAlert’e yaptığı açıklamada, “Önemli olan yalnızca kaydın daha eski olması değil” dedi.
Luo, daha önce doğrulanmış en eski kehribarın Geç Karbonifer dönemine ait olduğunu ve büyük ihtimalle tohumlu bitkiler tarafından üretildiğini hatırlattı. Yeni bulunan kehribarın ise tohumlu bitkilerin ortaya çıkıp çeşitlenmesinden önceki bir döneme ait olduğuna dikkat çekti.
Bu durum, tohumsuz damarlı bitkilerin de kimyasal olarak karmaşık reçineler üretebildiğini gösteriyor.
DİNOZORLARDAN 150 MİLYON YIL ÖNCE
Kehribar, bitkiler tarafından salgılanan reçinenin milyonlarca yıl boyunca kimyasal ve fiziksel değişim geçirerek fosilleşmesiyle oluşuyor.
Genellikle sarı, turuncu ve kahverengi tonlarıyla tanınan kehribar, yalnızca süs eşyalarında kullanılan bir madde değil. İçinde bulunduğu döneme ait polenleri, bitki parçalarını, mantarları, böcekleri ve kimi zaman küçük omurgalıların kalıntılarını koruyabildiği için paleontologlar açısından önemli bir bilgi kaynağı oluşturuyor.
Ancak Çin’de bulunan yeni kehribar örnekleri, takılarda ya da müzelerde görülen büyük ve parlak parçalar halinde değildi.
Araştırmacılar, Çin’in Sincan Uygur Özerk Bölgesi’nde bulunan Hujiersite Formasyonu’ndan çıkarılan yaklaşık 10 kilogram kömürün içinde toplam 241 küçük kehribar parçası tespit etti. Parçaların çapları yalnızca 0,1 ila 1,5 milimetre arasında değişiyordu.
Kehribar parçaları o kadar küçüktü ki çıplak gözle fark edilmeleri oldukça zordu. Araştırmacılar, örnekleri belirleyebilmek için ultraviyole ışık kullandı. Kehribar parçaları ultraviyole ışık altında güçlü bir floresans göstererek çevresindeki kömürden ayrıldı.
Kehribarın bulunduğu kömür tabakasının yaklaşık 385 milyon yıllık olduğu daha önce jeolojik yöntemlerle belirlenmişti. Araştırmacıların yanıtlaması gereken temel soru ise kömür içinde parlayan parçaların gerçekten kehribar olup olmadığıydı.
ÖNCE TEMKİNLİ YAKLAŞTILAR
Luo, parçaları ilk gördüklerinde büyük heyecan duyduklarını ancak keşfin olağanüstü niteliği nedeniyle temkinli hareket ettiklerini söyledi.
“Yaklaşık 385 milyon yıllık bir kehribarın tanımlanması olağanüstü olurdu” diyen Luo, bu nedenle başlangıçta parçaları doğrudan kehribar olarak kabul etmek yerine “reçine benzeri organik madde” biçiminde tanımladıklarını anlattı.
Bilim insanları parçaları optik analiz, kızılötesi spektroskopisi ve kütle spektrometrisi dahil olmak üzere bir dizi kimyasal incelemeye tabi tuttu.
Elde edilen bulgular, parçaların fosilleşmiş bitki reçinesi olduğunu doğruladı. Araştırmacılar ayrıca örneklerde, günümüzdeki kozalaklı bitkilerin reçinelerinde de görülen karmaşık organik bileşiklerin izlerini belirledi.
Kehribarın kimyasal yapısı, onu üreten bitkinin basit bir salgı oluşturmadığını, gelişmiş bir reçine biyosentezi mekanizmasına sahip olduğunu gösterdi.
REÇİNE ÜRETİMİ SANILANDAN ÇOK DAHA ESKİ
Bitkilerin reçine üretimi, günümüzde çoğunlukla böceklere karşı geliştirilmiş bir savunma mekanizması olarak değerlendiriliyor. Yapışkan reçine, bitki dokusuna zarar veren böcekleri uzaklaştırabiliyor veya bitkinin yaralanan bölgelerini kapatarak hastalık etkenlerinin içeri girmesini engelleyebiliyor.
Ancak yeni kehribar örneklerinin oluştuğu dönemde böcekler henüz bitkilerin başlıca otçulları değildi.
Bu nedenle araştırmacılar, erken dönem damarlı bitkilerde reçine üretiminin böceklerden farklı çevresel baskılar sonucunda gelişmiş olabileceğini düşünüyor.
Orman yangınları, fiziksel yaralanmalar ve parazit mantarlar, bitkilerin reçine üretme becerisini geliştirmesine yol açmış olabilir.
Luo, araştırmanın bitkilerde gelişmiş reçine üretiminin daha önce fosil kayıtlarıyla gösterilenden çok daha erken ortaya çıktığına ilişkin doğrudan kanıt sunduğunu söyledi.
Reçine üretiminin; odun, yaprak, uzun gövde ve daha derin kök sistemleri gibi özelliklerin gelişmesiyle birlikte bitkilerin karasal ortamlara yayılmasını sağlayan önemli evrimsel yeniliklerden biri olabileceğini belirtti.
BİTKİLERİN DÜNYAYI DEĞİŞTİRDİĞİ DÖNEM
Orta Devoniyen dönemi, bitkilerin karasal ekosistemleri önemli ölçüde dönüştürmeye başladığı bir dönem olarak biliniyor.
Bu dönemde bazı bitkiler daha uzun boylara ulaştı, odunsu dokular geliştirdi ve toprağın daha derinlerine uzanan kök sistemleri oluşturdu. Bitkilerin karalar üzerindeki yayılımı, toprak oluşumundan nehir sistemlerine, atmosferdeki gaz dengesinden kıtaların fiziksel yapısına kadar çok sayıda süreci etkiledi.
Kehribarın bulunduğu kömür tabakasının da nemli, organik madde bakımından zengin ve erken dönem damarlı bitkilerin yetiştiği bir ortamda oluştuğu düşünülüyor.
O dönemde mantarlar ve karada yaşayan eklembacaklılar bulunmasına rağmen, karasal besin ağları daha sonraki orman ekosistemlerine kıyasla çok daha basitti.
Luo, “Bitkilerin uzadığı, odun geliştirdiği, daha derin kökler oluşturduğu ve kıtaların fiziksel yapısını değiştirdiği kritik bir dönemdi” dedi.
Mikroskobik kehribar parçalarının da bu büyük ekolojik dönüşüm sırasında oluştuğunu vurguladı.
HANGİ BİTKİ ÜRETTİ?
Araştırmacılar, reçineyi hangi bitkinin ürettiğini henüz kesin olarak belirleyemedi.
Kehribarın kimyasal yapısının günümüzdeki kozalaklı bitki reçineleriyle bazı benzerlikler taşıması, reçineyi mutlaka bir kozalaklı ağacın ürettiği anlamına gelmiyor. Çünkü kehribar, tohumlu bitkilerin çeşitlenmesinden önceki bir döneme ait.
Bilim insanları bu nedenle reçinenin, soy ağacı henüz kesin olarak belirlenemeyen tohumsuz bir damarlı bitki tarafından üretildiğini düşünüyor.
Keşif, karmaşık kimyasal savunma mekanizmalarının yalnızca modern ağaçlara ya da tohumlu bitkilere özgü olmadığını gösteriyor.
Reçine üreten bitkinin kimliğinin belirlenebilmesi için Hujiersite Formasyonu’ndaki bitki fosilleriyle kehribar parçaları arasındaki ilişkinin daha ayrıntılı biçimde incelenmesi gerekiyor.
DAHA ESKİ KEHRİBARLAR DA BULUNABİLİR
Araştırmacılara göre dünyanın en eski kehribarına ilişkin rekor ilerleyen yıllarda yeniden kırılabilir.
Moleküler araştırmalar, bitkilerin reçinenin temelini oluşturan terpen adlı kimyasal bileşikleri üretebilmesini sağlayan genlerin Orta Devoniyen’den daha önce ortaya çıkmış olabileceğini gösteriyor.
Bu durum, 385 milyon yıldan daha eski bitkilerin de reçine üretmiş olabileceği anlamına geliyor. Ancak söz konusu reçinelerin fosilleşmiş örnekleri ya henüz bulunmadı ya da başka organik maddelerle karıştırıldığı için tanımlanamadı.
Araştırmacılar, Paleozoik Çağ’a ait kehribar örneklerinin genellikle çok küçük parçalar halinde bulunduğunu belirtti. Erken dönem kehribarları mikroskobik, belirli bölgelerle sınırlı ve çevresindeki kömürleşmiş bitki maddelerinden ayrılması zor bir yapıya sahip olabilir.
Bu nedenle geçmişte incelenen bazı kömür ve tortul kaya örneklerinin içinde fark edilmemiş kehribar parçalarının bulunabileceği değerlendiriliyor.
Luo, daha eski kehribarların aranması için en umut verici alanların, bitki yüzeylerini koruyan ve yüksek sıcaklık altında fazla değişime uğramamış Erken Devoniyen kömürleri, kömürlü şeyller ve ince taneli tortullar olduğunu söyledi.
Araştırmacılara göre ultraviyole tarama, mikroskobik ayıklama, kızılötesi spektroskopisi ve organik jeokimyasal incelemelerin birlikte kullanılması, kehribarın fosil kaydını daha da geriye götürebilir.
Çin’de bulunan 385 milyon yıllık parçalar ise şimdilik dünyanın bilinen en eski kehribarları olarak kayıtlara geçti. Milimetreden küçük bu parçalar, bitkilerin karaları dönüştürmeye başladığı ve bugünkü ormanların temellerinin atıldığı bir dünyadan kalan en eski kimyasal kayıtlardan birini oluşturuyor.