Fosil
| Üzerine bir serinin parçası ⓘ |
| Paleontoloji |
|---|
 |
|
Paleontoloji Portalı Kategori |
Fosil (Klasik Latince fossilis, lit. 'kazarak elde edilen'), geçmiş bir jeolojik çağa ait bir zamanlar yaşayan herhangi bir şeyin korunmuş kalıntıları, izlenimi veya izidir. Örnekler arasında kemikler, kabuklar, dış iskeletler, hayvanların veya mikropların taş izleri, kehribar içinde korunmuş nesneler, saç, taşlaşmış odun, petrol, kömür ve DNA kalıntıları yer alır. Fosillerin toplamı fosil kayıtları olarak bilinir. ⓘ
Paleontoloji fosillerin incelenmesidir: yaşları, oluşum yöntemleri ve evrimsel önemleri. Örnekler genellikle 10.000 yaşın üzerindeyse fosil olarak kabul edilir. En eski fosiller yaklaşık 3,48 milyar yıl ile 4,1 milyar yıl arasındadır. 19. yüzyılda bazı fosillerin belirli kaya tabakalarıyla ilişkili olduğunun gözlemlenmesi, jeolojik bir zaman ölçeğinin ve farklı fosillerin göreceli yaşlarının tanınmasına yol açmıştır. Radyometrik tarihleme tekniklerinin 20. yüzyılın başlarında geliştirilmesi, bilim insanlarının kayaların ve barındırdıkları fosillerin mutlak yaşlarını niceliksel olarak ölçmelerine olanak sağlamıştır. ⓘ
Fosilleşmeye yol açan permineralizasyon, döküm ve kalıplar, otijenik mineralizasyon, yer değiştirme ve yeniden kristalleşme, adpresyon, karbonizasyon ve biyoimmurasyon gibi birçok süreç vardır. ⓘ
Fosillerin boyutları bir mikrometrelik (1 µm) bakterilerden, metrelerce uzunlukta ve tonlarca ağırlıktaki dinozorlara ve ağaçlara kadar çeşitlilik gösterir. Bir fosil normalde ölen organizmanın sadece bir kısmını, genellikle omurgalıların kemikleri ve dişleri veya omurgasızların kitinli veya kalkerli dış iskeletleri gibi yaşam sırasında kısmen mineralize olan kısmını korur. Fosiller, hayvan izleri veya dışkıları (koprolitler) gibi organizmanın hayattayken geride bıraktığı izlerden de oluşabilir. Bu tür fosillere, vücut fosillerinin aksine, iz fosilleri veya ichnofosiller denir. Bazı fosiller biyokimyasaldır ve kemofosil ya da biyo-imza olarak adlandırılır. ⓘ
_NMNS.jpg)
Fosil, yer kabuğunun en üst bölümünü oluşturan tortul kayaçların çoğunda, bazen iyi korunmuş, bazen de erozyon ve sedimantasyon sırasında tahrip olmuş, ölü organizma kalıntılarıdır. ⓘ
Fosiller, içinde bulundukları sedimanter kayaçların oluştukları jeolojik zamanları gösterirler. Ayrıca paleobiyocoğrafya, paleoklimatoloji, paleoekoloji ve sedimanter fasiyesler hakkında bilgiler verirler. Bunların yanı sıra jeolojik devirlerde yaşamış ancak günümüze kadar gelmemiş pek çok canlıyı bize tanıttıkları gibi, canlı türlerinin ortaya çıkışlarından günümüze kadar geçirmiş oldukları evrim hakkında değerli bilgiler verirler. ⓘ
Büyük boyutlu olanları makrofosil, küçük boyutlu olup mikroskop altında incelenenlerine mikrofosil olarak adlandırılır. Her iki grubun da önemi, sahadan toplanması ve incelenmesi kendine özgü farklılıklar gösterir. ⓘ
Fosilleşme süreçleri
Fosilleşme süreci doku tipine ve dış koşullara göre değişir. ⓘ
Permineralizasyon
Permineralizasyon, bir organizma gömüldüğünde meydana gelen bir fosilleşme sürecidir. Bir organizmanın içindeki boş alanlar (yaşam sırasında sıvı veya gazla dolan alanlar) mineral bakımından zengin yeraltı suyuyla dolar. Mineraller yeraltı suyundan çökerek boş alanları kaplar. Bu süreç, bir bitki hücresinin hücre duvarı gibi çok küçük alanlarda gerçekleşebilir. Küçük ölçekli permineralizasyon çok detaylı fosiller üretebilir. Permineralizasyonun gerçekleşmesi için organizmanın ölümünden kısa bir süre sonra tortu ile kaplanması gerekir, aksi takdirde kalıntılar leş yiyiciler veya ayrışma tarafından yok edilir. Kalıntıların üzeri örtüldüğünde ne derece çürüdüğü, fosilin daha sonraki ayrıntılarını belirler. Bazı fosiller sadece iskelet kalıntıları veya dişlerden oluşurken, diğer fosiller deri, tüy ve hatta yumuşak doku izleri içerir. Bu bir çeşit diyajenezdir. ⓘ
Dökümler ve kalıplar
Bazı durumlarda, organizmanın orijinal kalıntıları tamamen çözülür veya başka bir şekilde yok olur. Kayada kalan organizma şeklindeki boşluğa dış kalıp denir. Bu boşluk daha sonra tortu ile doldurulursa, ortaya çıkan kalıp organizmanın neye benzediğine benzer. Bir endokast veya iç kalıp, bir çift kabuklu veya salyangozun içi veya bir kafatasının içi gibi bir organizmanın içini dolduran tortuların sonucudur. Endokastlar bazen Steinkern olarak adlandırılır, özellikle de çift kabuklular bu şekilde korunduğunda. ⓘ
Otijenik mineralizasyon
Bu, döküm ve kalıp oluşumunun özel bir şeklidir. Eğer kimya doğru ise, organizma (veya organizma parçası) siderit gibi minerallerin çökelmesi için bir çekirdek görevi görebilir ve bunun sonucunda etrafında bir nodül oluşabilir. Bu durum organik dokuda önemli bir bozulma olmadan önce hızla gerçekleşirse, çok ince üç boyutlu morfolojik ayrıntılar korunabilir. Illinois, ABD'deki Karbonifer Mazon Creek fosil yataklarından elde edilen nodüller, bu tür mineralizasyonun en iyi belgelenmiş örnekleri arasındadır. ⓘ
Yer değiştirme ve yeniden kristalleşme
Kabuk, kemik veya diğer dokuların yerini başka bir mineral aldığında değişim meydana gelir. Bazı durumlarda orijinal kabuğun mineral değişimi o kadar kademeli ve ince ölçeklerde gerçekleşir ki orijinal malzemenin tamamen kaybına rağmen mikroyapısal özellikler korunur. Orijinal iskelet bileşikleri hala mevcut olduğunda ancak aragonitten kalsite olduğu gibi farklı bir kristal formda olduğunda bir kabuğun yeniden kristalleştiği söylenir. ⓘ
Adpresyon (sıkıştırma-baskı)
Fosil eğrelti otları gibi sıkıştırılmış fosiller, organizmanın dokularını oluşturan karmaşık organik moleküllerin kimyasal olarak indirgenmesinin sonucudur. Bu durumda fosil, jeokimyasal olarak değişmiş bir durumda olsa da orijinal malzemeden oluşur. Bu kimyasal değişim diyajenezin bir ifadesidir. Genellikle geriye kalan şey fito leim olarak bilinen karbonlu bir tabakadır ve bu durumda fosil bir kompresyon olarak bilinir. Bununla birlikte, çoğu zaman, fitoleim kaybolur ve geriye kalan tek şey kayadaki organizmanın bir izlenimidir - bir izlenim fosili. Bununla birlikte, birçok durumda, sıkışma ve izlenim birlikte meydana gelir. Örneğin, kaya kırılıp açıldığında, fitoleim genellikle bir parçaya (sıkıştırma) bağlı olurken, karşı taraf sadece bir izlenim olacaktır. Bu nedenle tek bir terim her iki koruma şeklini de kapsamaktadır: adpresyon. ⓘ
Yumuşak doku, hücre ve moleküler koruma
Antik olmaları nedeniyle, fosilleşme sırasında karmaşık organik moleküllerin kimyasal indirgenmesi yoluyla bir organizmanın dokularının değiştirilmesinin beklenmedik bir istisnası, dinozor fosillerinde kan damarları da dahil olmak üzere yumuşak dokuların keşfi ve proteinlerin izolasyonu ve DNA parçaları için kanıt olmuştur. 2014 yılında Mary Schweitzer ve meslektaşları, dinozor fosillerinden elde edilen yumuşak dokularla ilişkili demir parçacıklarının (goethite-aFeO(OH)) varlığını bildirmiştir. Hemoglobindeki demirin kan damarı dokusuyla etkileşimini inceleyen çeşitli deneylere dayanarak, demir şelasyonu ile birleşen çözelti hipoksisinin yumuşak dokunun stabilitesini ve korunmasını artırdığını ve fosil yumuşak dokuların öngörülemeyen korunmasına ilişkin bir açıklama için temel oluşturduğunu öne sürmüşlerdir. Bununla birlikte, Devoniyen'den Jura'ya kadar değişen sekiz taksona dayanan biraz daha eski bir çalışma, muhtemelen kolajeni temsil eden makul derecede iyi korunmuş fibrillerin tüm bu fosillerde korunduğunu ve korunma kalitesinin çoğunlukla kolajen liflerinin düzenlenmesine bağlı olduğunu ve sıkı paketlenmenin iyi korunmayı desteklediğini bulmuştur. Bu zaman dilimi içerisinde, jeolojik yaş ile korunma kalitesi arasında bir korelasyon olmadığı görülmüştür. ⓘ
Karbonlaşma ve kömürleşme
Karbonlaşmış veya kömürleşmiş fosiller, esas olarak karbon kimyasal elementine indirgenmiş organik kalıntılardan oluşur. Karbonlaşmış fosiller, orijinal organizmanın siluetini oluşturan ince bir film tabakasından oluşur ve orijinal organik kalıntılar tipik olarak yumuşak dokulardır. Kömürleşmiş fosiller esas olarak kömürden oluşur ve orijinal organik kalıntılar tipik olarak odunsu bir bileşime sahiptir. ⓘ
Wisconsin'in Silüryen Waukesha Biyotası'ndan olası bir sülüğün karbonlaşmış fosili.
Wisconsin Devoniyen'den bir likopodun kısmen kömürleşmiş ekseni (dalı). ⓘ
Biyoimmurasyon
Biyoimmurasyon, bir iskelet organizması başka bir organizmayı büyüttüğünde veya başka bir şekilde alt ettiğinde, ikincisini veya onun bir izlenimini iskelet içinde koruduğunda meydana gelir. Genellikle, bir substrat boyunca büyüyen ve diğer sapsız sklerobiontları örten bir bryozoan veya istiridye gibi sapsız bir iskelet organizmasıdır. Bazen biyoimmüre organizma yumuşak gövdelidir ve daha sonra bir tür dış kalıp olarak negatif kabartma halinde korunur. Bir organizmanın, yukarı doğru büyüyen canlı bir iskelet organizmanın üzerine yerleştiği ve yerleşen organizmayı iskeletinde koruduğu durumlar da vardır. Biyoimmurasyon Ordovisiyen'den Yakın Çağ'a kadar fosil kayıtlarında bilinmektedir. ⓘ
Türler
Dizin
İndeks fosiller (kılavuz fosiller, gösterge fosiller veya bölge fosilleri olarak da bilinir) jeolojik dönemleri (veya faunal aşamaları) tanımlamak ve belirlemek için kullanılan fosillerdir. Bu fosiller, farklı tortulların biriktikleri koşullara bağlı olarak farklı görünmelerine rağmen, aynı fosil türünün kalıntılarını içerebilecekleri varsayımına dayanmaktadır. Türlerin zaman aralığı ne kadar kısa olursa, farklı tortullar o kadar kesin bir şekilde ilişkilendirilebilir ve bu nedenle hızla evrimleşen türlerin fosilleri özellikle değerlidir. En iyi indeks fosiller yaygındır, tür düzeyinde tanımlanması kolaydır ve geniş bir dağılıma sahiptir; aksi takdirde iki çökeltide bir tanesini bulma ve tanıma olasılığı zayıftır. ⓘ
İz
İz fosilleri çoğunlukla izler ve yuvalardan oluşur, ancak koprolitler (fosil dışkı) ve beslenmenin bıraktığı izleri de içerir. İz fosilleri özellikle önemlidir çünkü kolayca fosilleşen sert parçalara sahip hayvanlarla sınırlı olmayan bir veri kaynağını temsil ederler ve hayvan davranışlarını yansıtırlar. Birçok iz, bunları yapabildiği düşünülen hayvanların vücut fosillerinden çok daha öncesine tarihlenmektedir. İz fosillerinin yapıcılarına tam olarak atfedilmesi genellikle imkansız olsa da, izler örneğin orta derecede karmaşık hayvanların (solucanlarla karşılaştırılabilir) ortaya çıkışının en eski fiziksel kanıtlarını sağlayabilir. ⓘ
Koprolitler, morfolojiden ziyade hayvanın davranışı (bu durumda beslenme şekli) hakkında kanıt sağladıkları için vücut fosillerinin aksine iz fosiller olarak sınıflandırılırlar. İlk olarak 1829 yılında William Buckland tarafından tanımlanmıştır. Bundan önce "fosil çam kozalakları" ve "bezoar taşları" olarak biliniyorlardı. Paleontolojide değerli bir amaca hizmet ederler çünkü soyu tükenmiş organizmaların avlanma ve beslenme biçimlerine dair doğrudan kanıt sağlarlar. Koprolitlerin boyutları birkaç milimetreden 60 santimetreye kadar değişebilir. ⓘ
Bir trilobit tarafından yapılan Rusophycus da dahil olmak üzere Kambriyen iz fosilleri
Güneybatı Saskatchewan'da bulunan etobur bir dinozora ait koprolit
Kambriyen gelgit düzlüğünde varsayılan, sümüklü böcek benzeri bir yumuşakça tarafından yapılan yoğun paketlenmiş, hava altı veya kıyıya yakın iz yolları (Climactichnites wilsoni) ⓘ
Organizmaların kemik ya da kabuk şeklindeki kalıntıları fosilleşebileceği gibi, canlıların yuva, oyuk, yol vb. izleri de fosil izler halinde tortullar içinde korunup saklanabilir. Buna göre iz fosil, çamurlu bir zemin üzerinde yürüyen canlının bıraktığı ayak izi, sürünme izi, zeminde oluk açarak yaşayan canlıların açtıkları oyukların izleri gibi fizyolojik fosiller halindedir. İzler, fasiyes yorumlarında kullanılırken dünyada en iyi bilinen ve tanınan izlerin bile olumsuz yönlerinin olduğunu unutmamak gerekir. Örneğin;
- Farklı organizmalar hemen hemen çok benzer yapılar ve özellikler meydana getirebilir
- Bireysel türler sıkça farklı faaliyetlerin göstergesi olan; farklı ayak izleri sürünme izleri, işaretleri oluşturabilir
- Organizmalar ara sıra farklı doku veya yoğunluklardaki zeminlerdeki farklı izler bırakabilir
Bu etmenler çok ciddi sıkıntılara neden olabilir ve her zaman güvenilir olmayabilirler. ⓘ
Geçiş Dönemi
Geçiş fosili, hem atasal bir grup hem de onun soyundan gelen grup için ortak özellikler sergileyen bir yaşam formunun fosilleşmiş kalıntılarıdır. Bu özellikle, türeyen grubun atasal gruptan kaba anatomi ve yaşam biçimi açısından keskin bir şekilde ayrıldığı durumlarda önemlidir. Fosil kayıtlarının eksik olması nedeniyle, bir geçiş fosilinin ayrışma noktasına tam olarak ne kadar yakın olduğunu bilmenin genellikle bir yolu yoktur. Bu fosiller, taksonomik ayrımların bir çeşitlilik sürekliliği üzerine sonradan empoze edilmiş insan yapıları olduğunu hatırlatır. ⓘ
Mikrofosiller
Mikrofosil, boyutu fosilin çıplak gözle analiz edilebileceği seviyenin hemen altında veya altında olan fosilleşmiş bitki ve hayvanlara uygulanan tanımlayıcı bir terimdir. "Mikro" ve "makro" fosiller arasında yaygın olarak uygulanan bir kesme noktası 1 mm'dir. Mikrofosiller kendi başlarına tam (veya tama yakın) organizmalar (deniz plankterleri foraminifer ve kokolitoforlar gibi) veya daha büyük hayvanların veya bitkilerin bileşen parçaları (küçük dişler veya sporlar gibi) olabilir. Mikrofosiller, paleoiklim bilgisi rezervuarı olarak kritik öneme sahiptir ve ayrıca biyostratigraflar tarafından kaya birimlerinin korelasyonuna yardımcı olmak için yaygın olarak kullanılır. ⓘ
Reçine
_rotated.JPG)
Fosil reçine (halk arasında kehribar olarak adlandırılır), Kuzey Kutbu da dahil olmak üzere dünya genelinde birçok tabakada bulunan doğal bir polimerdir. En eski fosil reçine Triyasik döneme ait olsa da çoğu Senozoik döneme aittir. Reçinenin bazı bitkiler tarafından salgılanmasının, böceklerden korunmak ve yaraları kapatmak için evrimsel bir adaptasyon olduğu düşünülmektedir. Fosil reçine genellikle yapışkan reçine tarafından yakalanan inklüzyon adı verilen başka fosiller içerir. Bunlar arasında bakteriler, mantarlar, diğer bitkiler ve hayvanlar bulunur. Hayvan kalıntıları genellikle küçük omurgasızlar, çoğunlukla böcekler ve örümcekler gibi eklembacaklılar ve çok nadiren küçük bir kertenkele gibi omurgalılardır. Küçük DNA parçaları da dahil olmak üzere kalıntıların korunması son derece mükemmel olabilir. ⓘ
Türetilmiş ya da yeniden işlenmiş
Türetilmiş, yeniden işlenmiş veya remanié fosil, fosilleşmiş hayvan veya bitkinin öldüğü zamandan önemli ölçüde daha sonra biriken kayada bulunan bir fosildir. Yeniden işlenmiş fosiller, erozyonun fosilleri orijinal olarak biriktikleri kaya oluşumundan çıkarması (serbest bırakması) ve daha genç bir tortul çökeltide yeniden biriktirmesi ile oluşur. ⓘ
Ahşap
Fosil ahşap, fosil kayıtlarında korunmuş olan ahşaptır. Odun genellikle bir bitkinin en iyi korunmuş (ve en kolay bulunan) kısmıdır. Fosil odun taşlaşmış olabilir ya da olmayabilir. Fosil odun, bitkinin korunmuş tek parçası olabilir: bu nedenle bu tür odun özel bir botanik isim alabilir. Bu genellikle "xylon" ve Araucarioxylon (Araucaria veya ilgili bir cinsin odunu), Palmoxylon (belirsiz bir palmiyenin odunu) veya Castanoxylon (belirsiz bir çinkapinin odunu) gibi varsayılan yakınlığını gösteren bir terim içerecektir. ⓘ
Subfosil
Subfosil terimi, fosilleşme süreci tamamlanmamış kemik, yuva veya dışkı gibi kalıntıları ifade etmek için kullanılabilir, çünkü ya ilgili hayvanın yaşamından bu yana geçen süre çok kısadır (10.000 yıldan az) ya da kalıntıların gömüldüğü koşullar fosilleşme için uygun değildir. Alt fosiller genellikle binlerce yıl boyunca korunabilecekleri mağaralarda veya diğer barınaklarda bulunur. Alt fosillerin fosil kalıntılara kıyasla temel önemi, ilkinin radyokarbon tarihleme veya DNA, protein veya diğer biyomoleküllerin ekstraksiyonu ve sıralanması için kullanılabilen organik materyal içermesidir. Ayrıca izotop oranları, nesli tükenmiş hayvanların yaşadığı ekolojik koşullar hakkında çok fazla bilgi sağlayabilir. Alt fosiller bir çevrenin evrimsel tarihini incelemek için yararlıdır ve paleoklimatoloji çalışmaları için önemli olabilir. ⓘ
Alt fosiller genellikle göl tortuları, okyanus tortuları ve topraklar gibi çökelme ortamlarında bulunur. Bir kez çökeldiğinde, fiziksel ve kimyasal ayrışma korunma durumunu değiştirebilir. ⓘ
Kimyasal fosiller
Kimyasal fosiller veya kemofosiller, kayalarda ve fosil yakıtlarda (petrol, kömür ve doğal gaz) bulunan ve eski yaşam için organik bir imza sağlayan kimyasallardır. Moleküler fosiller ve izotop oranları iki tür kimyasal fosili temsil eder. Dünya üzerindeki en eski yaşam izleri, zirkonlarda bulunan ve 4,1 milyar yıl kadar önce yaşamın varlığına işaret eden karbon izotop anomalileri de dahil olmak üzere bu tür fosillerdir. ⓘ
Tarihlendirme
Tarihleri tahmin etme
Paleontoloji, yaşamın jeolojik zaman içinde nasıl evrimleştiğinin haritasını çıkarmaya çalışır. Fosil yaşlarını belirlemenin zorluğu önemli bir engeldir. Fosilleri koruyan yataklar tipik olarak radyometrik tarihleme için gerekli radyoaktif elementlerden yoksundur. Bu teknik, yaklaşık 50 milyon yıldan daha yaşlı kayalara mutlak bir yaş vermenin tek yoludur ve %0,5 veya daha iyi bir oranda doğru olabilir. Radyometrik tarihleme dikkatli bir laboratuvar çalışması gerektirse de temel prensibi basittir: çeşitli radyoaktif elementlerin bozunma hızları bilinmektedir ve bu nedenle radyoaktif elementin bozunma ürünlerine oranı, radyoaktif elementin kayaya ne kadar zaman önce dahil olduğunu gösterir. Radyoaktif elementler yalnızca volkanik kökenli kayaçlarda yaygındır ve bu nedenle radyometrik olarak tarihlendirilebilen tek fosil içeren kayaçlar, araya giren tortullar için son nokta sağlayabilen volkanik kül tabakalarıdır. ⓘ
Tabakalanma
Sonuç olarak, paleontologlar fosilleri tarihlendirmek için stratigrafiye güvenirler. Stratigrafi, tortul kayıtlar olan "katman pastasını" deşifre etme bilimidir. Kayalar normalde nispeten yatay katmanlar oluşturur ve her katman bir altındakinden daha gençtir. Yaşları bilinen iki katman arasında bir fosil bulunursa, fosilin yaşının bilinen iki yaş arasında olduğu iddia edilir. Kaya dizileri sürekli olmadığından, faylar veya erozyon dönemleriyle parçalanabildiğinden, doğrudan bitişik olmayan kaya yataklarını eşleştirmek çok zordur. Bununla birlikte, nispeten kısa bir süre hayatta kalan türlerin fosilleri, izole kayaları eşleştirmek için kullanılabilir: bu tekniğe biyostratigrafi denir. Örneğin, konodont Eoplacognathus pseudoplanus'un Orta Ordovisyen dönemde kısa bir yayılımı vardır. Yaşı bilinmeyen kayaçlarda E. pseudoplanus izleri varsa, bu kayaçların yaşı Orta Ordovisyen'dir. Bu tür indeks fosillerin yararlı olabilmesi için ayırt edici olması, küresel olarak dağılmış olması ve kısa bir zaman aralığında yer alması gerekir. İndeks fosiller yanlış tarihlendirilirse yanıltıcı sonuçlar ortaya çıkar. Tabakalanma ve biyostratigrafi genel olarak sadece göreceli tarihleme sağlayabilir (A, B'den önceydi), bu da evrimi incelemek için genellikle yeterlidir. Ancak, kıtalar arasında aynı yaştaki kayaların eşleştirilmesindeki sorunlar nedeniyle bazı zaman dilimleri için bu zordur. Aile ağacı ilişkileri de soyların ilk ortaya çıktığı tarihi daraltmaya yardımcı olur. Örneğin, B veya C fosilleri X milyon yıl öncesine aitse ve hesaplanan "aile ağacı" A'nın B ve C'nin atası olduğunu söylüyorsa, A daha önce evrimleşmiş olmalıdır. ⓘ
DNA mutasyonlarının sabit bir hızda biriktiğini varsayarak, yaşayan iki klonun ne kadar zaman önce farklılaştığını, başka bir deyişle son ortak atalarının yaklaşık olarak ne kadar zaman önce yaşamış olması gerektiğini tahmin etmek de mümkündür. Ancak bu "moleküler saatler" yanılabilir ve yalnızca yaklaşık zamanlama sağlar: örneğin, Kambriyen patlamasında yer alan grupların ilk ne zaman evrimleştiğini tahmin etmek için yeterince kesin ve güvenilir değildir ve farklı tekniklerle üretilen tahminler iki kat farklılık gösterebilir. ⓘ
Sınırlamalar
Organizmalar en iyi koşullarda bile nadiren fosil olarak korunur ve bu tür fosillerin sadece bir kısmı keşfedilmiştir. Fosil kayıtlarından bilinen tür sayısının, bilinen canlı türlerinin sayısının %5'inden az olması, fosillerden bilinen tür sayısının şimdiye kadar yaşamış tüm türlerin %1'inden çok daha az olması gerektiğini göstermektedir. Biyolojik bir yapının fosilleşmesi için gereken özel ve nadir koşullar nedeniyle, yaşam formlarının yalnızca küçük bir yüzdesinin keşiflerde temsil edilmesi beklenebilir ve her keşif evrim sürecinin yalnızca bir anlık görüntüsünü temsil eder. Geçişin kendisi yalnızca geçiş fosilleri ile gösterilebilir ve desteklenebilir, ki bu da asla tam bir yarı yol noktasını göstermeyecektir. ⓘ
Fosil kayıtları, sert parçalara sahip organizmalara karşı güçlü bir şekilde önyargılıdır ve yumuşak vücutlu organizma gruplarının çoğuna çok az veya hiç rol bırakmaz. Yumuşakçalar, omurgalılar, ekinodermler, brakiyopodlar ve bazı eklembacaklı grupları ile doludur. ⓘ
Siteler
Lagerstätten
Olağanüstü korunmuş fosil alanları -bazen korunmuş yumuşak dokular da dahil olmak üzere- Lagerstätten-Almanca "depolama yerleri" olarak bilinir. Bu oluşumlar, karkasın minimum bakteri içeren anoksik bir ortamda gömülmesi ve böylece ayrışmanın yavaşlaması sonucu meydana gelmiş olabilir. Lagerstätten'ler Kambriyen döneminden günümüze kadar uzanan jeolojik zaman dilimine yayılmaktadır. Dünya çapında, mükemmele yakın fosilleşmenin en iyi örneklerinden bazıları Kambriyen Maotianshan şeylleri ve Burgess Şeyli, Devoniyen Hunsrück Kayrakları, Jura Solnhofen kireçtaşı ve Karbonifer Mazon Creek lokaliteleridir. ⓘ
Stromatolitler
Stromatolitler, mikroorganizmaların, özellikle de siyanobakterilerin biyofilmleri tarafından tortul tanelerin yakalanması, bağlanması ve çimentolanması ile sığ sularda oluşan katmanlı yığılma yapılarıdır. Stromatolitler, 3,5 milyar yıl öncesine kadar uzanan, Dünya üzerindeki yaşamın en eski fosil kayıtlarından bazılarını sağlar. ⓘ
Stromatolitler Prekambriyen döneminde çok daha bol miktarda bulunmaktaydı. Daha eski, Arkean fosil kalıntılarının siyanobakteri kolonileri olduğu tahmin edilirken, daha genç (yani Proterozoik) fosillerin ökaryot klorofitlerin (yani yeşil alglerin) ilkel formları olabileceği düşünülmektedir. Jeolojik kayıtlarda çok yaygın olan bir stromatolit cinsi Collenia'dır. Mikrobiyal kökenli olduğu teyit edilen en eski stromatolit 2,724 milyar yıl öncesine aittir. ⓘ
2009 yılında yapılan bir keşif, mikrobiyal stromatolitlerin 3,45 milyar yıl öncesine kadar uzandığına dair güçlü kanıtlar sunmaktadır. ⓘ
Stromatolitler, yaşamın ilk 3,5 milyar yılındaki fosil kayıtlarının önemli bir bileşenidir ve yaklaşık 1,25 milyar yıl önce zirveye ulaşmıştır. Daha sonra bolluk ve çeşitlilik bakımından azalmışlar ve Kambriyen'in başlangıcında zirve noktalarının %20'sine düşmüşlerdir. En yaygın olarak desteklenen açıklama, stromatolit yapıcılarının otlayan canlılara (Kambriyen substrat devrimi) kurban gittiği ve bunun da 1 milyar yıl önce yeterince karmaşık organizmaların yaygın olduğunu ima ettiğidir. ⓘ
Otlayıcı ve stromatolit bolluğu arasındaki bağlantı, genç Ordovisyen evrimsel radyasyonunda iyi belgelenmiştir; stromatolit bolluğu da Ordovisyen sonu ve Permiyen sonu yok oluşlarının deniz hayvanlarını yok etmesinden sonra artmış, deniz hayvanları iyileştikçe daha önceki seviyelere geri düşmüştür. Metazoan popülasyonu ve çeşitliliğindeki dalgalanmalar, stromatolit bolluğundaki azalmada tek faktör olmayabilir. Çevrenin kimyası gibi faktörler de değişikliklerden sorumlu olmuş olabilir. ⓘ
Prokaryotik siyanobakterilerin kendileri hücre bölünmesi yoluyla eşeysiz olarak ürerken, daha karmaşık ökaryotik organizmaların evrimsel gelişimi için ortamın hazırlanmasında etkili olmuşlardır. Siyanobakterilerin (ekstremofil Gammaproteobakterilerin yanı sıra), devam eden fotosentezleri yoluyla ilkel dünya atmosferindeki oksijen miktarının artmasından büyük ölçüde sorumlu oldukları düşünülmektedir. Siyanobakteriler besinlerini oluşturmak için su, karbondioksit ve güneş ışığı kullanırlar. Siyanobakteriyel hücrelerden oluşan matların üzerinde genellikle bir mukus tabakası oluşur. Modern mikrobiyal matlarda, çevredeki habitattan gelen kalıntılar mukus içinde sıkışabilir ve bu kalıntılar kalsiyum karbonat tarafından çimentolanarak ince kireçtaşı laminasyonları oluşturabilir. Bu laminasyonlar zaman içinde birikerek stromatolitlerde yaygın olan bantlı desene neden olabilir. Biyolojik stromatolitlerin domal morfolojisi, fotosentez için organizmalara güneş ışığının sürekli olarak sızması için gerekli olan dikey büyümenin sonucudur. Onkolitler olarak adlandırılan katmanlı küresel büyüme yapıları stromatolitlere benzer ve fosil kayıtlarından da bilinmektedir. Trombolitler, fosil kayıtlarında ve modern tortularda yaygın olan siyanobakteriler tarafından oluşturulan zayıf lamine veya lamine olmayan pıhtılaşmış yapılardır. ⓘ
Namibya'nın güneybatısındaki Zaris Dağları'nın derin kesitlerinde yer alan Kubis platformunun Zebra Nehri Kanyonu bölgesi, Proterozoik dönemde gelişen trombolit-stromatolit-metazoan resiflerine son derece iyi maruz kalmış bir örnek sunmaktadır; buradaki stromatolitler, daha yüksek akım hızları ve daha fazla tortu akışı koşulları altında yukarı doğru yerlerde daha iyi gelişmiştir. ⓘ
Denizlerde hayatın çok zengin olması bakımından en uygun ortamı oluşturur. Ayrıca, denizlerde sedimantasyonun kolay ve çabuk olması fosilleşme için iyi ortam hazırlar. Temiz yerlerde yaşayan organizmalar çok olacağından, bunların ölümüyle geride kalan kabuklar da deniz dibinde çok bol miktarda bulunur ve fosilleşerek kireçli formasyonları oluştururlar. ⓘ
Astrobiyoloji
Biyominerallerin dünya dışı yaşamın önemli göstergeleri olabileceği ve bu nedenle Mars gezegeninde geçmiş veya şimdiki yaşamın araştırılmasında önemli bir rol oynayabileceği öne sürülmüştür. Ayrıca, genellikle biyominerallerle ilişkilendirilen organik bileşenlerin (biyo-imzalar) hem pre-biyotik hem de biyotik reaksiyonlarda önemli roller oynadığına inanılmaktadır. ⓘ
24 Ocak 2014'te NASA, Curiosity ve Opportunity keşif araçlarının Mars'taki mevcut çalışmalarının artık ototrofik, kemotrofik ve/veya kemolitotrofik mikroorganizmalara dayalı bir biyosferin yanı sıra yaşanabilir olabilecek fluvio-lacustrine ortamlar (eski nehirler veya göllerle ilgili ovalar) dahil olmak üzere eski su da dahil olmak üzere eski yaşamın kanıtlarını arayacağını bildirdi. Mars gezegeninde yaşanabilirlik, tafonomi (fosillerle ilgili) ve organik karbon kanıtlarının araştırılması artık birincil NASA hedefidir. ⓘ
Sahte fosiller
Sahte fosiller, kayalarda biyolojik süreçlerden ziyade jeolojik süreçler tarafından üretilen görsel modellerdir. Kolaylıkla gerçek fosillerle karıştırılabilirler. Jeolojik dendrit kristalleri gibi bazı sözde fosiller, kayada doğal olarak oluşan çatlakların sızan mineraller tarafından doldurulmasıyla oluşur. Diğer sözde fosil türleri böbrek cevheri (demir cevherindeki yuvarlak şekiller) ve yosun ya da bitki yapraklarına benzeyen yosun agatlarıdır. Bazı tortul tabakalarda bulunan küresel veya oval şekilli nodüller olan konkresyonların bir zamanlar dinozor yumurtası olduğu düşünülmüştür ve genellikle fosillerle de karıştırılırlar. ⓘ
Fosil çalışmalarının tarihçesi
Fosillerin toplanması en azından kayıtlı tarihin başlangıcına kadar uzanmaktadır. Fosillerin kendileri fosil kayıtları olarak adlandırılır. Fosil kayıtları, evrim çalışmalarının temelini oluşturan ilk veri kaynaklarından biridir ve Dünya'daki yaşamın tarihiyle ilgili olmaya devam etmektedir. Paleontologlar, evrim sürecini ve belirli türlerin nasıl evrimleştiğini anlamak için fosil kayıtlarını inceler. ⓘ
Eski uygarlıklar
Fosiller doğa tarihinin büyük bir bölümünde görünür ve yaygın olmuştur ve bu nedenle belgelenmiş insan etkileşimi kayıtlı tarih kadar veya daha öncesine dayanmaktadır. ⓘ
Avrupa'da, Homo heidelbergensis ve Neandertallere kadar uzanan, el tutamağına tam olarak yerleştirilmiş fosil ekinodermlere sahip birçok paleolitik taş bıçak örneği vardır. Bu eski insanlar aynı zamanda bu yuvarlak fosil kabukların ortasına delikler açmış ve görünüşe göre bunları kolye boncuğu olarak kullanmışlardır. ⓘ
Eski Mısırlılar, taptıkları modern türlerin kemiklerine benzeyen türlerin fosillerini toplamışlardır. Tanrı Set su aygırı ile ilişkilendirilirdi, bu nedenle su aygırı benzeri türlerin fosilleşmiş kemikleri bu tanrının tapınaklarında saklanırdı. Beş ışınlı fosil deniz kestanesi kabukları, Roma mitolojisindeki Venüs'ün karşılığı olan Sabah Yıldızı Sopdu ile ilişkilendirilmiştir. ⓘ
Fosillerin, antik Yunanlılar da dahil olmak üzere birçok medeniyetin mitolojisine doğrudan katkıda bulunduğu görülmektedir. Klasik Yunan tarihçisi Herodotos, Hyperborea yakınlarında gryphonların altın hazinelerini koruduğu bir bölgeden bahsetmiştir. Gerçekten de gagalı Protoceratops kafataslarının fosil olarak yaygın olduğu yaklaşık o bölgede altın madenciliği yapılıyordu. ⓘ
Daha sonraki bir Yunan bilgini olan Aristoteles, sonunda kayalardan elde edilen fosil deniz kabuklarının sahilde bulunanlara benzediğini ve bunun da fosillerin bir zamanlar yaşayan hayvanlar olduğunu gösterdiğini fark etti. Aristo daha önce bu fosilleri, İranlı polimat İbn-i Sina'nın taşlaşan sıvılar (succus lapidificatus) teorisine dönüştürdüğü buharlı ekshalasyonlarla açıklamıştı. Fosil deniz kabuklarının denizden kaynaklandığının kabul edilmesi 14. yüzyılda Saksonya'lı Albert tarafından geliştirilmiş ve 16. yüzyıla gelindiğinde çoğu doğa bilimci tarafından bir şekilde kabul edilmiştir. ⓘ
Romalı doğa bilimci Yaşlı Pliny, glossopetra adını verdiği "dil taşlarından" bahsetmiştir. Bunlar, bazı klasik kültürler tarafından insan ya da yılan diline benzetilen fosil köpekbalığı dişleriydi. Ayrıca Ammon'un boynuzları hakkında da yazmıştır ki bunlar fosil ammonitlerdir ve kabuklu ahtapot kuzenleri grubu modern adını buradan almıştır. Pliny ayrıca, 18. yüzyıla kadar kurbağaların kafalarından çıkan zehir için büyülü bir tedavi olduğu düşünülen, ancak Kretase dönemine ait ışın yüzgeçli bir balık olan Lepidotes'in fosil dişleri olan kurbağa taşlarına bilinen en eski atıflardan birini yapar. ⓘ
Kuzey Amerika'nın Ova kabilelerinin de, bölgede doğal olarak ortaya çıkan çok sayıdaki bozulmamış pterozor fosilleri gibi fosilleri kendi gök gürültülü kuş mitolojileriyle benzer şekilde ilişkilendirdikleri düşünülmektedir. ⓘ
Tarih öncesi Afrika'dan bilinen böyle doğrudan bir mitolojik bağlantı yoktur, ancak oradaki kabilelerin fosilleri kazıp tören alanlarına taşıdıklarına ve görünüşe göre onlara biraz saygı gösterdiklerine dair önemli kanıtlar vardır. ⓘ
Japonya'da fosil köpekbalığı dişleri efsanevi tengu ile ilişkilendirilmiş ve bu yaratığın jilet gibi keskin pençeleri olduğu düşünülmüş ve MS 8. yüzyıldan sonra belgelenmiştir. ⓘ
Ortaçağ Çin'inde, Homo erectus da dahil olmak üzere eski memelilerin fosil kemikleri genellikle "ejderha kemikleri" ile karıştırılmış ve ilaç ve afrodizyak olarak kullanılmıştır. Buna ek olarak, bu fosil kemiklerden bazıları, çeşitli eserlerin üzerine koleksiyona eklendikleri zamanı belirten yazılar bırakan alimler tarafından "sanat" olarak toplanmıştır. Buna iyi bir örnek, 11. yüzyılda Song Hanedanlığı'ndan ünlü bilgin Huang Tingjian'ın, üzerine kendi şiirini kazımış olduğu özel bir deniz kabuğu fosilini saklamasıdır. Song Hanedanlığı'ndan Çinli bilgin-yetkili Shen Kuo, 1088 yılında yayınlanan Dream Pool Essays adlı eserinde, Pasifik Okyanusu'ndan yüzlerce mil uzakta bulunan dağların jeolojik katmanlarında bulunan deniz fosillerinin, bir zamanlar orada tarih öncesi bir deniz kıyısının var olduğunun ve yüzyıllar içinde yer değiştirdiğinin kanıtı olduğunu varsaymıştır. Bugünkü Yan'an, Shaanxi eyaleti, Çin'in kuru kuzey iklim bölgesinde taşlaşmış bambuları gözlemlemesi, bambunun doğal olarak daha nemli iklim bölgelerinde yetişmesi nedeniyle kademeli iklim değişikliğine dair ilk fikirleri geliştirmesine yol açtı. ⓘ
Ortaçağ Hıristiyan dünyasında, dağ yamaçlarındaki fosilleşmiş deniz canlıları İncil'deki Nuh'un Gemisi tufanının kanıtı olarak görülüyordu. Antik Yunan filozofu Xenophanes (MÖ 570-478) dağlarda deniz kabuklarının varlığını gözlemledikten sonra, dünyanın bir zamanlar büyük bir tufanla sular altında kaldığını ve canlıların kuruyan çamura gömüldüğünü düşünmüştür. ⓘ
1027 yılında İranlı İbn-i Sina, Şifa Kitabı'nda fosillerin taşlığını açıklamıştır:
Eğer hayvanların ve bitkilerin taşlaşması hakkında söylenenler doğruysa, bu (fenomenin) nedeni, belirli taşlık noktalarda ortaya çıkan veya deprem ve çöküntüler sırasında aniden yeryüzünden yayılan ve onunla temas eden her şeyi taşlaştıran güçlü bir mineralize edici ve taşlaştırıcı erdemdir. Aslında bitki ve hayvan bedenlerinin taşlaşması, suların dönüşümünden daha olağanüstü değildir. ⓘ
13. yüzyıldan günümüze kadar bilim adamları, Girit ve Yunanistan'da bulunan Deinotherium giganteum fosil kafataslarının Yunan mitolojisindeki Cyclopes kafatasları olarak yorumlanabileceğini ve muhtemelen bu Yunan efsanesinin kökeni olduğunu belirtmişlerdir. Kafataslarının önünde, tıpkı modern fil kuzenleri gibi tek bir göz deliği varmış gibi görünse de, aslında bu delik hortumlarının açıklığıdır. ⓘ
İskandinav mitolojisinde, ekinoderm kabukları (deniz kestanesinden arta kalan yuvarlak beş parçalı düğme) tanrı Thor ile ilişkilendirilmiş, sadece gök gürültüsü taşlarına, Thor'un çekicinin temsillerine ve daha sonra Hıristiyanlığın kabul edilmesiyle çekiç şeklindeki haçlara dahil edilmekle kalmamış, aynı zamanda Thor'un korumasını sağlamak için evlerde de tutulmuştur. ⓘ
Bunlar, İngiliz folklorunun çoban taçlarına dönüşmüş, dekorasyon ve iyi şans tılsımı olarak kullanılmış, evlerin ve kiliselerin kapı girişlerine yerleştirilmiştir. Suffolk'ta farklı bir tür, fırıncılar tarafından iyi şans tılsımı olarak kullanılmış ve fırınladıkları benzer şekilli ekmeklerle ilişkilendirilerek peri somunları olarak adlandırılmıştır. ⓘ
Erken modern açıklamalar
Fosillere ilişkin daha bilimsel görüşler Rönesans döneminde ortaya çıkmıştır. Leonardo da Vinci, Aristoteles'in fosillerin eski yaşamın kalıntıları olduğu görüşüne katılmıştır. Örneğin Leonardo, fosillerin kökenine ilişkin bir açıklama olarak İncil'deki tufan anlatısında tutarsızlıklar olduğunu fark etmiştir:
Eğer Tufan deniz kabuklarını denizden üç ya da dört yüz mil uzağa taşımış olsaydı, onları diğer çeşitli doğal nesnelerle birlikte yığılmış olarak taşırdı; ancak denizden bu kadar uzakta bile istiridyeleri hep birlikte, kabuklu deniz hayvanlarını, mürekkep balıklarını ve bir arada bulunan diğer tüm kabukluları hep birlikte ölü olarak görüyoruz; tek başına bulunan kabuklular ise her gün deniz kıyılarında gördüğümüz gibi birbirlerinden ayrı olarak bulunuyor. ⓘ
Ve istiridyeleri çok büyük aileler halinde bir arada buluruz, bunların arasında bazılarının kabukları hala birbirine yapışık olarak görülebilir, bu da deniz tarafından orada bırakıldıklarını ve Cebelitarık Boğazı kesildiğinde hala yaşadıklarını gösterir. Parma ve Piacenza dağlarında çok sayıda kabuk ve delikli mercan hala kayalara yapışmış olarak görülebilir.... ⓘ
1666 yılında Nicholas Steno bir köpekbalığını incelemiş ve dişlerini antik Yunan-Roma mitolojisindeki "dil taşları" ile ilişkilendirerek bunların aslında zehirli yılanların dilleri değil, uzun süre önce soyu tükenmiş bir köpekbalığı türünün dişleri olduğu sonucuna varmıştır. ⓘ
Robert Hooke (1635-1703) Micrographia adlı eserinde fosillerin mikrograflarına yer vermiş ve foram fosillerini ilk gözlemleyenler arasında yer almıştır. Bazıları artık var olmayan canlıların taşlaşmış kalıntıları olduğunu belirttiği fosiller üzerine gözlemleri ölümünden sonra 1705 yılında yayımlanmıştır. ⓘ
İngiliz kanal mühendisi William Smith (1769-1839), farklı yaşlardaki kayaların (süperpozisyon yasasına dayanarak) farklı fosil topluluklarını koruduğunu ve bu toplulukların düzenli ve belirlenebilir bir sırayla birbirini takip ettiğini gözlemledi. Birbirinden uzak noktalardaki kayaçların içerdikleri fosillere dayanarak ilişkilendirilebileceğini gözlemledi. Bunu faunal ardışıklık ilkesi olarak adlandırdı. Bu ilke, Darwin'in biyolojik evrimin gerçek olduğuna dair başlıca kanıtlarından biri haline geldi. ⓘ
Georges Cuvier, incelediği tüm hayvan fosillerinin olmasa da çoğunun soyu tükenmiş türlerin kalıntıları olduğuna inanmaya başladı. Bu, Cuvier'nin katastrofizm adı verilen jeolojik düşünce ekolünün aktif bir savunucusu olmasına yol açtı. Yaşayan ve fosil filler hakkındaki 1796 tarihli makalesinin sonlarına doğru şöyle demiştir:
Kendi aralarında tutarlı olan ve herhangi bir rapor tarafından karşı çıkılmayan tüm bu gerçekler, bana bizimkinden önce bir tür felaketle yok olmuş bir dünyanın varlığını kanıtlıyor gibi görünüyor. ⓘ
Fosillere ve daha genel anlamda jeolojiye olan ilgi on dokuzuncu yüzyılın başlarında artmıştır. İngiltere'de Mary Anning'in ilk tam iktiyozor ve tam bir plesiozor iskeleti de dahil olmak üzere fosil keşifleri hem halkın hem de akademisyenlerin ilgisini çekmiştir. ⓘ
Linnaeus ve Darwin
İlk doğa bilimciler canlı türlerinin benzerliklerini ve farklılıklarını iyi anlamış ve Linnaeus'un bugün hala kullanılan hiyerarşik bir sınıflandırma sistemi geliştirmesine yol açmıştır. Darwin ve çağdaşları ilk olarak yaşam ağacının hiyerarşik yapısını o zamanlar çok seyrek olan fosil kayıtlarıyla ilişkilendirmiştir. Darwin, organizmaların ya doğal ve değişen çevresel baskılara uyum sağladığı ya da yok olduğu bir değişimle türeme ya da evrim sürecini etkili bir şekilde tanımlamıştır. ⓘ
Darwin, Doğal Seçilim Yoluyla Türlerin Kökeni ya da Yaşam Mücadelesinde Tercih Edilen Irkların Korunması Üzerine'yi yazdığında, en eski hayvan fosilleri şu anda yaklaşık 540 milyon yaşında olduğu bilinen Kambriyen Dönemi'ne ait fosillerdi. Teorilerinin geçerliliği üzerindeki etkileri nedeniyle daha eski fosillerin yokluğu konusunda endişeliydi, ancak bu tür fosillerin bulunacağına dair umudunu dile getirdi ve şunları kaydetti: "Dünyanın sadece küçük bir kısmı kesin olarak bilinmektedir." Darwin ayrıca, bilinen en eski Kambriyen fosil tabakalarında birçok grubun (yani filumların) aniden ortaya çıkması üzerine de düşünmüştür. ⓘ
Darwin'den sonra
Darwin'in zamanından bu yana, fosil kayıtları 2,3 ila 3,5 milyar yıla kadar genişletilmiştir. Bu Prekambriyen fosillerinin çoğu mikroskobik bakteriler veya mikrofosillerdir. Bununla birlikte, makroskopik fosiller artık geç Proterozoik dönemden bilinmektedir. Günümüzden 575 milyon yıl öncesine tarihlenen Ediacara biyotası (Vendian biyotası olarak da adlandırılır), erken dönem çok hücreli ökaryotların zengin çeşitliliğe sahip bir topluluğunu oluşturmaktadır. ⓘ
Fosil kayıtları ve faunal ardışıklık, biyostratigrafi biliminin ya da gömülü fosillere dayanarak kayaların yaşını belirlemenin temelini oluşturur. Jeolojinin ilk 150 yılında, biyostratigrafi ve süperpozisyon, kayaların göreceli yaşını belirlemenin tek yoluydu. Jeolojik zaman ölçeği, ilk paleontologlar ve stratigraflar tarafından belirlenen kaya tabakalarının göreceli yaşlarına dayalı olarak geliştirilmiştir. ⓘ
Yirminci yüzyılın ilk yıllarından bu yana, radyometrik tarihleme (potasyum/argon, argon/argon, uranyum serisi ve çok yeni fosiller için radyokarbon tarihleme dahil) gibi mutlak tarihleme yöntemleri, fosiller tarafından elde edilen göreceli yaşları doğrulamak ve birçok fosil için mutlak yaşlar sağlamak için kullanılmıştır. Radyometrik tarihleme, bilinen en eski stromatolitlerin 3,4 milyar yıldan daha eski olduğunu göstermiştir. ⓘ
Modern dönem
Fosil kayıtları, çevresel koşullar ve genetik potansiyelin doğal seçilime uygun olarak etkileşime girmesiyle dört milyar yıl boyunca ortaya çıkan yaşamın evrimsel destanıdır.
Sanal Fosil Müzesi ⓘ
Paleontoloji, hücre yapısı ve işlevlerinin evrimleştiği Prekambriyen mikroskobik yaşama doğru kaçınılmaz olarak geriye giden yaşam ağacının ana hatlarını çizme disiplinlerarası görevini paylaşmak üzere evrimsel biyoloji ile birleşmiştir. Dünya'nın Proterozoik ve daha da derinde Arkean'daki derin zamanı yalnızca "mikroskobik fosiller ve ince kimyasal sinyallerle anlatılmaktadır." Filogenetik kullanan moleküler biyologlar, organizmalar arasındaki taksonomi ve evrimsel mesafeleri değerlendirmek için protein amino asit veya nükleotid dizisi homolojisini (yani benzerlik) sınırlı istatistiksel güvenle karşılaştırabilirler. Öte yandan fosillerin incelenmesi, bir mutasyonun ilk olarak ne zaman ve hangi organizmada ortaya çıktığını daha spesifik olarak belirleyebilir. Filogenetik ve paleontoloji, bilimin yaşamın ortaya çıkışı ve evrimi hakkındaki hala karanlık olan görüşünü açıklığa kavuşturmak için birlikte çalışır. ⓘ
Niles Eldredge'nin Phacops trilobit cinsi üzerine yaptığı çalışma, trilobitin göz merceklerinin düzeninde yapılan değişikliklerin Devoniyen boyunca milyonlarca yıl boyunca uyuşmalar ve başlangıçlarla ilerlediği hipotezini desteklemiştir. Eldredge'nin Phacops fosil kayıtlarına ilişkin yorumu, hızla meydana gelen evrimsel sürecin değil, mercek değişikliklerinin sonuçlarının fosilleştiği yönündeydi. Bu ve diğer veriler Stephen Jay Gould ve Niles Eldredge'in 1971'de puntolu denge üzerine ufuk açıcı makalelerini yayınlamalarına yol açtı. ⓘ
Erken Kambriyen bilateriyen embriyonik mikrofosillerinin senkrotron X-ışını tomografik analizi, metazoan evriminin en erken aşamalarına dair yeni bilgiler sağlamıştır. Tomografi tekniği, fosilleşme sınırlarında daha önce ulaşılamayan üç boyutlu çözünürlük sağlamaktadır. Solucan benzeri Markuelia ve varsayılan, ilkel bir protostom olan Pseudooides olmak üzere iki esrarengiz iki yaşamlının fosilleri, germ tabakası embriyonik gelişimine bir bakış sağlıyor. 543 milyon yıllık bu embriyolar, eklembacaklı gelişiminin bazı yönlerinin geç Proterozoik'te daha önce düşünülenden daha erken ortaya çıktığını desteklemektedir. Çin ve Sibirya'dan gelen korunmuş embriyolar hızlı bir diyajenetik fosfatlaşma geçirerek hücre yapıları da dahil olmak üzere mükemmel bir şekilde korunmuştur. Bu araştırma, fosil kayıtları tarafından kodlanan bilginin, Dünya'daki yaşamın ortaya çıkışı ve gelişimi hakkında başka türlü ulaşılamayacak bilgilere nasıl katkıda bulunmaya devam ettiğinin dikkate değer bir örneğidir. Örneğin, araştırma Markuelia'nın priapulid solucanlara en yakın tür olduğunu ve Priapulida, Nematoda ve Arthropoda'nın evrimsel dallanmasına komşu olduğunu göstermektedir. ⓘ
Paleontolojik örneklerin ortaya çıkarılması ve tanımlanmasındaki önemli ilerlemelere rağmen, fosil kayıtlarının büyük ölçüde eksik olduğu genel olarak kabul edilmektedir. Fosil kayıtlarının eksiksizliğini ölçmeye yönelik yaklaşımlar, taksonomik, zamansal, çevresel/coğrafi veya toplam olarak gruplandırılanlar da dahil olmak üzere çok sayıda tür alt kümesi için geliştirilmiştir. Bu, tafonomi alt alanını ve paleontolojik kayıtlardaki önyargıların incelenmesini kapsar. ⓘ
Sanat
Bir hipoteze göre, M.Ö. 6. yüzyıldan kalma bir Korint vazosu, bir omurgalı fosilinin, belki de diğer türlerden unsurlarla birleştirilmiş bir Miyosen zürafasının en eski sanatsal kaydıdır. Ancak, yapay zekâ ve uzman değerlendirmelerinin kullanıldığı müteakip bir çalışma bu fikri reddetmektedir, çünkü memeliler boyalı canavarda gösterilen göz kemiklerine sahip değildir. Morfolojik açıdan vazodaki resim, Varanidae familyasından etobur bir sürüngene tekabül etmektedir ve bu sürüngen halen Antik Yunan'ın yaşadığı bölgelerde yaşamaktadır. ⓘ
Ticaret ve koleksiyonculuk
Fosil ticareti, fosillerin alınıp satılması uygulamasıdır. Bu işlem çoğu zaman araştırma alanlarından çalınan eserlerle yasadışı olarak yapılmakta ve her yıl birçok önemli bilimsel örneğe mal olmaktadır. Sorun, çok sayıda örneğin çalındığı Çin'de oldukça belirgindir. ⓘ
Fosil koleksiyonculuğu (bazen bilimsel olmayan bir anlamda fosil avcılığı) bilimsel çalışma, hobi veya kâr amacıyla fosil toplanmasıdır. Amatörler tarafından uygulanan fosil koleksiyonculuğu, modern paleontolojinin öncüsüdür ve birçok kişi hala amatör olarak fosil toplamakta ve fosiller üzerinde çalışmaktadır. Hem profesyoneller hem de amatörler fosilleri bilimsel değerleri için toplamaktadır. ⓘ
Tıp gibi
Fosillerin sağlık sorunlarını ele almak için kullanımı geleneksel tıbba dayanır ve fosillerin tılsım olarak kullanımını da içerir. Bir hastalığı hafifletmek veya iyileştirmek için kullanılacak özel fosil genellikle semptomlara veya etkilenen organa benzerliğine dayanır. Fosillerin ilaç olarak faydası neredeyse tamamen plasebo etkisidir, ancak fosil materyalinin bazı antiasit aktiviteye sahip olabileceği veya bazı temel mineralleri sağlayabileceği düşünülebilir. Dinozor kemiklerinin "ejderha kemiği" olarak kullanımı Geleneksel Çin tıbbında modern zamanlarda da devam etmiştir. 21. yüzyılın başlarında Ruyang İlçesinde orta Kretase dinozor kemikleri bu amaçla kullanılmıştır. ⓘ
Galeri
Himalayalar'ın yükseklerinde bulunan deniz fosilleri. Dhankar Gompa Başrahibinin Koleksiyonu, HP, Hindistan
Her biri yaklaşık 1,5 cm çapında üç küçük ammonit fosili
Wyoming'in Green River Formasyonu'ndan Eosen fosil balığı Priscacara liops
Permineralize bir trilobit, Asaphus kowalewskii
Megalodon ve Carcharodontosaurus dişleri. Sonuncusu Sahra Çölü'nde bulunmuştur.
Fosil karides (Kretase)
Petrified Forest Ulusal Parkı, Arizona'da taşlaşmış ahşap
Patagonya, Arjantin'den Jura Dönemi'ne (yaklaşık 210 Ma) tarihlenen taşlaşmış Araucaria mirabilis konisi
Kıbrıs'ın Pliyosen döneminden bir gastropod fosili. Bir serpulid solucanı eklenmiştir.
Silüriyen Orthoceras fosili
Florissant, Colorado'dan Eosen fosil çiçeği
İngiltere'den Micraster ekinoid fosili
Productid brachiopod ventral kapak; Roadian, Guadalupian (Orta Permiyen); Glass Dağları, Teksas.
Hawthorn Grubu (Oligosen-Miyosen), Florida'dan agatlaşmış mercan. Yer değiştirme yoluyla korumaya bir örnek.
Baltık Denizi'ndeki Gotland adasının plajlarından 7 mm'lik (0,28 inç) kareler halinde kağıt üzerine yerleştirilmiş fosiller
Bolivya'daki Torotoro Ulusal Parkı'ndan dinozor ayak izleri. ⓘ
Fosil nasıl oluşur?
Yaşamını yitiren canlılar fosilleşme denilen olay sonucu fosil özelliğini kazanırlar. Canlı artıklarının günümüze kadar fosil olarak gelebilmeleri için fosilleşme denilen bir takım fiziksel, kimyasal ve biyolojik olaylar geçirmeleri gerekmektedir. Fosilleşme, canlı artıklarının fiziksel, kimyasal ve biyolojik olaylar geçirmesini ifade eder. Organizmanın ölümünden sonra kalan kısımlar mekanik, kimyasal ve biyolojik etmenlerle bozulmaya başlarlar. Eğer bu kalıntılar uygun bir ortama rastlarsa fosil haline gelebilirler. Fosilleşme için en uygun ortam tortul kayaçların oluşumudur. Ancak çok ender durumlarda bazen magmatik ve metamorfik kayaçlarda da fosil bulunabilir. Canlı artıkları uygun ortamlarda fosil haline gelebilir. ⓘ
Fosilleşme bir dizi olaylar ve evreler sonucu gerçekleşir. Ölen her türlü canlının et ve deri gibi yumuşak kısımları kısa zamanda çürüyerek ortadan kalkar. Ancak bileşiminde anorganik maddeler bulunan kavkı, kemik ve diş gibi sert kısımları gerekli koruyucu ortamlarda kalınca fosilleşme olanağı bulur Canlı kalıntılarının ancak uygun bölümleri fosil haline gelebilir. Bazen de organik madde silisi, karbonat ve pirit halini alabilir. Bu değişme o kadar yavaş ve küçük parçalar halinde olur ki fosilleşecek kalıntı orijinal şeklini kaybetmeden sertleşerek olduğu gibi kalır. Bir canlı kalıntısının fosilleşebilmesi için her şeyden önce atmosfer etkisinden korunması gerekir. Bunu da kireçtaşı, çamurtaşı gibi gözenekliliği en az olan ince taneli sedimanter kayaçlar, buz ve hatta kehribar dediğimiz fosil reçine sağlar (Şekil Kehribar (reçine) içinde canlı kalıntıları bütünüyle korunabilir. Denizlerde yaşayan canlıların fosilleşme olanakları, karada yaşayanlara oranla fazladır. Çünkü canlının ölümünden sonra deniz dibine inen kalıntısı sedimanlar tarafından örtülerek bozulmadan kalması sağlanır. Denizel ortamlarda fosilleşme daha kolaydır. Karalarda yaşayan canlıların fosilleşebilmeleri ise, aktif atmosferik etkilerden dolayı çok daha özel koşulları gerektirmektedir. Bu canlı artıkları en çok bataklıklara düştüklerinde, akarsu ya da seller tarafından belli bir yere yığıldıklarında veya buzlar tarafından örtüldüklerinde fosilleşme olanağı bulurlar. Karasal ortamlarda fosilleşme bataklıklarda daha kolaydır. Bitkilerin fosilleşmeleri ise yaprak, kök, dal, gövde, spor ve polen denilen çiçek tozlarının fosilleşmeleriyle olur. Organizmaların kemik, kabuk, diş, ahşap kısımlar gibi sert parçaları, kas, deri, iç organlar gibi yumuşak parçaları yanında daha fazla fosilleşme şansları vardır. Canlı organizmaların fosilleşmeye uygun ortamlarda yaşamaları, onların fosilleşme şanslarını artırır. Bu nedenle karasal ortamlardaki canlılara oranla denizel ve geçiş ortamlarında yaşayan canlıların, bu ortamlarda tortulanma süreçleri açısından daha uygun şartların bulunması nedeniyle, fosilleşme olasılıkları daha yüksektir.
Fosilleşme şekilleri
Otokton Fosil
Eğer bir canlı yaşadığı yerde ölmüş ve fosilleşmiş ise bu tip fosiller otokton fosil denir. ⓘ
Allokton Fosil
Canlı bir organizma, yaşamını kaybettiği yerde kalmaz ve akıntı, rüzgâr vb. diğer etkenler ile başka yerlere taşınabilir. Fosilleşme organizmanın yaşadığı ortamdan başka bir yerde gerçekleşirse buna da allokton fosil adı verilir.. ⓘ
Yaşadıkları ortamlarda tortullara giren fosil topluluklarına yaşam topluluğu ya da biyosönoz denir. ⓘ
Akıntılarla yaşadığı ve öldüğü yerden uzaklara sürüklenip yaşam ortamları dışında tortullara girerek oluşturdukları topluluklara tanatosönoz denir. ⓘ
Karakteristik Fosil
Şimdiki canlılarda olduğu gibi, jeolojik zamanlarda yaşamış olan canlıların da bir doğum, gelişme ve yayılma, ölüm olaylarını içine alan bir hayat devreleri olmuştur. Belli bir zaman içinde hayat devresini tamamlamış olan fosillere karakteristik fosil adı verilir. ⓘ
Koprolit
Jeolojik devirlerde Dinosaurus gibi büyük sürüngenlerin besinlerini iyi sindirebilmeleri için besin maddeleri ile birlikte yuttukları çakıllar vardır. Sonradan dışarı atılan bu çakıllar cilalı yüzeyleri ile diğerlerinden kolaylıkla ayırt edilebilirler ki, bunlara gastrolit denir. Gastrolitler, otobur dinozorların besinlerini sindirmede yardımcı olması için yuttukları taşlardır. Bunun gibi taşlaşmış dışkıları da bulunabilir. Bu tür canlıların taşlaşmış dışkı kalıntılarına koprolit (fosil dışkı) denir.
- Araştırmacılar, 2006 yılında Antarktika'nın bir adasında 70 milyon yıl önce yaşamış bir bebek plesiyozorun kemiklerini gün ışığına çıkarmışlardır.
- Amerikalı, 4,4 milyon yıl önceye tarihlendirilmiştir. Aynı grubun bir alttürü sayılan ve yine Tim White'ın bulduğu Ardipithecus kadabba'nın yaşı ise 5,7 milyon yıl olarak saptanmıştır. Daha bulunan iki fosilden ilki 6 milyon yaşındaki Orrorin tugenensis, Kenya'da Tugen tepesinde; diğeri ise, yaklaşık 5-7 milyon yıl ile Fransız paleoantropolog Michel Brunet tarafından Çad'da bulunan Sahelanthropus tchadensiste keşfedilmiştir. Bunlar, gösterdikleri genel özellikler açısından da "humanoid" (çağdaş insan, fosil insan ve onların doğrudan ataları) sayılmaktadır. ⓘ
Fosilleşme Olayları
Permineralizasyon ⓘ
Fosil hale geçen organik kalıntılar çeşitli etkilerle değişikliğe uğrar. İçinde eriyik halinde çeşitli maddeler bulunan sular boşluklara, organizmanın süngerimsi doku gösteren kemik boşluklarına sızar ve mineraller bu boşlukları doldurur. Bu olaya permineralizasyon adı verilir. ⓘ
Karbonizasyon ⓘ
Bazı canlılar ve özellikle bitkiler su içine düştükleri zaman bunların yüzeylerinde ince bir kömür (karbon) tabakası oluşur. Bu tabaka canlıyı dış etkilerden koruyacağından, organizmanın en ince ayrıntısına kadar korunmasına yardım eder. Kömür havzalarında en ufak detaylarına kadar korunmuş yaprak çiçek, tohum gibi kısımlara rastlanır. Bu olaya da karbonizasyon denir. ⓘ
İnkrustasyon ⓘ
Karbondioksitli suların tortulanmaları sonucunda canlılar bir kalker kılıfı ile kaplanır ve korunurlar ki, bu olaya da inkrustasyon adı verilir. ⓘ
Fosilleşme Ortamları
Organizmaların ve artıklarının ani gömülme ve diyajenez geçirerek fosil haline geçebilmeleri için başta gelen koşullardan biri fosilleşme gelişimine uygun ortamın bulunmasıdır. Fosil oluşumuna en uygun şartlar daha çok denizel ortamlarda bulunur. Bunun yanında bazı karasal ortamlarda da fosil oluşumu mümkün olabilmektedir. Kara ve denizel ortamlar arasında geçişi sağlayan kesimlerde de fosil oluşumu gerçekleşebilir. ⓘ
Tatlı Su Tortulları
Başlıca akarsu, göl, akarsuyun denize bağlandığı delta kısımları bu ortamları oluşturur. Eski göl yatakları genellikle zengin fosil kaynaklarıdır. Akarsuların deltalarında, boğazlarda hızlı tortullaşma, tatlı su organizmaları ile birlikte suya düşen kara bitki ve hayvanlarının da fosilleşmesini sağlar. ⓘ
Bataklıklar
Eski göl ve buz göllerinin batak tabanları, bitki ve hayvan kalıntıları ile kaplanmıştır. Bu ortamlar hem içinde yaşayan hem de etrafında yaşayan canlıların burada iyi korunarak fosilleşebilmelerinden dolayı önemlidir. ⓘ
Tundralar
Kutuplardaki donmuş taban iyi korunmuş hayvan fosilleri bulundurur. Kutuplara yakın yerler ve kutuplardaki ağaçsız düzlükler tabanları donmuş ve siyah toprak örtüsüyle kaplı olup canlı kalıntıları bu ortamda donarak fosilleşmektedirler. Bu nedenle canlıların yumuşak kısımları da fosil olarak korunma olanağı bulabilir. ⓘ
Asfalt
Buharlaşan petrol geride yapışkan ve ağır ağır sertleşen parlak bir tortu bırakır. Bu tabakaya giren hayvanlar orada kolaylıkla fosilleşebilirler. ⓘ
Volkanik Küller
Fazla miktarda sıcak volkanik küllerin çevreyi kaplaması ile ufak canlılardan büyük ağaçlara kadar her tip canlı hayatını kaybeder ve külle örtülünce kolaylıkla fosil haline geçer. ⓘ
Lavlar
Sıcak akıcı lavlar canlıları kolayca öldürür ve onlara ait her şeyi örterek fosilleşmelerini sağlar. ⓘ
Kumullar
Bu tip ortamlar hem canlı yaşamına hem de fosilleşme için uygun olmasa da az da olsa fosil içerirler. ⓘ
Mağaralar
Mağaralarda yaşayan ender canlılar, öldükten sonra kalan kısımları kil ve kireçli maddelerle örtülerek fosil haline geçebilir. ⓘ
Reçineler
Bazı ağaçların yapışkan öz suları olan reçinelere yapışan ve üzeri kaplanan böcekler çok iyi korunarak fosilleşir. Fosil olarak kalıntılarını gördüğümüz eski devirlerde yaşamış olan canlılar da bugünkülere benzer karasal ve denizel ortamlarda yaşamışlardır. Karasal ortamlar buzul, göl, akarsu, çöl ve bataklıklardan oluşur. Ancak denizlerde yaşamış olan canlılara ait fosiller, bugün bilinenlerin büyük çoğunluğunu oluşturmaktadır. ⓘ
Türkiye' de bulunan fosiller
Türkiye'nin fosil stoğu açısından zengin olduğu tahmin edilmektedir. 2006 yılının Temmuz ayında Kırıkkale'de jeolojik kazı yapan Türk bilim insanları, tarihin en büyük memeli hayvanlarından olan gergedana ait 25 milyon yıllık fosiller bulmuşlardır. Kırıkkale'nin Delice ilçesi yakınında çalışan Maden Tetkik Arama (MTA), Paris Ulusal Doğa Tarihi Müzesi ve Ankara Üniversitesi Fen Fakültesi Jeoloji Bölümü uzmanlarından oluşan bir ekip, anne, baba ve altı aylık bir yavruya ait gergedan fosillerine ulaşmıştır. ⓘ
- Tekirdağ'ın Hayrabolu ilçesindeki bir kum ocağında, paleontolojik çağa ait olduğu sanılan fosil bulundu. 11 kilo ağırlığında ve 30-35 santimetre uzunluğundaki kemiğin ilik bölümüne bir insan eli rahatlıkla girebiliyor. Kemiğin mamut veya dinozor gibi dev cüsseli bir hayvanın ayak veya toynak kemiğine ait bir parça olduğunu tahmin ediliyor.
- Kastamonu'da 70 milyon yıllık 17,5 metre büyüklüğünde mosasaur fosiline rastlanmıştı.
- Anadolu'da bulunmuş en eski fosiller Orta Miyosen'e, yani 14 milyon yıl öncesine tarihlenmektedir. Hominoid, ilk olarak Batı Anadolu'da Paşalar kazısında ortaya çıkıyor. Orta Anadolu'da da Çandır'da tür olarak Grifopithecus alpani tanımlanıyor"
- Ankara Kızılcahamam yakınlarındaki Sinaptepe'de Prof. Dr. Fikret Ozansoy, hominoid evrimine ilişkin ilk fosilleri bulmuştur. Adını 1958 yılında, Ankarapithecus meteai koyduğu bu fosil, daha sonra 'Ankara maymunu' şeklinde de tanınmıştır. ⓘ