Paleontoloji
| Üzerine bir serinin parçası ⓘ |
| Paleontoloji |
|---|
 |
|
Paleontoloji Portalı Kategori |
Paleontoloji (/ˌpeɪliɒnˈtɒlədʒi, ˌpæli-, -ən-/), paleontoloji veya palæontoloji olarak da yazılır, Holosen çağının başlangıcından (günümüzden yaklaşık 11.700 yıl önce) önce ve bazen de dahil olmak üzere var olan yaşamın bilimsel çalışmasıdır. Organizmaları sınıflandırmak ve birbirleriyle ve çevreleriyle olan etkileşimlerini (paleoekolojilerini) incelemek için fosillerin incelenmesini içerir. Paleontolojik gözlemler M.Ö. 5. yüzyıla kadar uzanan bir geçmişte belgelenmiştir. Bilim, Georges Cuvier'in karşılaştırmalı anatomi üzerine yaptığı çalışmalar sonucunda 18. yüzyılda yerleşmiş ve 19. yüzyılda hızla gelişmiştir. Terimin kökeni Yunanca παλαιός ('palaios', "eski, antik"), ὄν ('on', (gen. 'ontos'), "varlık, yaratık") ve λόγος ('logos', "konuşma, düşünce, çalışma") kelimelerinden gelmektedir. ⓘ
Paleontoloji, biyoloji ve jeoloji arasındaki sınırda yer alır, ancak anatomik olarak modern insanların incelenmesini hariç tutması bakımından arkeolojiden ayrılır. Artık biyokimya, matematik ve mühendislik de dahil olmak üzere çok çeşitli bilimlerden alınan teknikleri kullanmaktadır. Tüm bu tekniklerin kullanılması, paleontologların yaşamın evrimsel tarihinin büyük bir kısmını, neredeyse Dünya'nın yaşamı destekleyebilecek hale geldiği yaklaşık 4 milyar yıl öncesine kadar keşfetmelerini sağlamıştır. Bilgi birikimi arttıkça, paleontoloji, bazıları farklı fosil organizma türlerine odaklanırken, diğerleri eski iklimler gibi ekoloji ve çevre tarihini inceleyen uzmanlaşmış alt bölümler geliştirmiştir. ⓘ
Vücut fosilleri ve iz fosilleri, eski yaşamla ilgili başlıca kanıt türleridir ve jeokimyasal kanıtlar, vücut fosilleri bırakacak kadar büyük organizmalar olmadan önce yaşamın evrimini deşifre etmeye yardımcı olmuştur. Bu kalıntıların tarihlerini tahmin etmek önemli ancak zordur: bazen bitişik kaya katmanları, %0,5 içinde doğru olan mutlak tarihler sağlayan radyometrik tarihlemeye izin verir, ancak paleontologlar daha çok biyostratigrafinin "yapboz bulmacalarını" (kaya katmanlarının en gençten en eskiye doğru düzenlenmesi) çözerek göreceli tarihlemeye güvenmek zorundadır. Eski organizmaları sınıflandırmak da zordur, çünkü çoğu canlı organizmaları sınıflandıran Linnaean taksonomisine uymaz ve paleontologlar evrimsel "aile ağaçları" çizmek için daha çok kladistik kullanırlar. Yirminci yüzyılın son çeyreği, organizmaların genomlarındaki DNA'nın benzerliğini ölçerek ne kadar yakın ilişkili olduklarını araştıran moleküler filogenetiğin gelişimine tanık olmuştur. Moleküler filogenetik, türlerin ayrıştığı tarihleri tahmin etmek için de kullanılmıştır, ancak bu tür tahminlerin dayandığı moleküler saatin güvenilirliği konusunda tartışmalar vardır. ⓘ
|
Zooloji |
| Zooloji Dalları |
|
Akaroloji Araknoloji Entomoloji Etoloji Herpetoloji İhtiyoloji Mammaloji Mirmekoloji Nöroetoloji Kuş bilimi Paleozooloji Paleontoloji Protozooloji Setoloji |
| Zooloji Tarihi |
Paleontoloji, taşılbilim ya da fosilbilim, fosilleri veri olarak kullanarak dünyada yaşamın tarihini yazmak amacını taşıyan bilim dalıdır. ⓘ
Yunanca palaios (eski), onto (varlık) ve logos (bilim) kelimelerinden türemiştir. Eski varlık bilimi olan Paleontoloji; Stratigrafi, Sedimantoloji, Tarihsel jeoloji, Biyoloji, Ekoloji, Coğrafya, Klimatoloji ve Evrim ile yakın ilişkilidir. ⓘ
Bir başka tanımlamayla, ölmüş varlıkların "fosil" olarak isimlendirilen taşlaşmış kalıntılarından ya da izlerinden hareketle, jeolojik zamanda yaşamış olan canlıların en ilkelinden günümüzdeki en gelişmiş olanlarına değin geçirdikleri gelişmeleri, çeşit ve şekilleri, yaşama ortamları, ortaya çıkışları ve yok oluşlarıyla, zaman ve mekândaki dağılış ve yayılışlarını araştıran bilim dalıdır. İlk paleontoloji araştırmaları Leonardo da Vinci tarafından, Mısır'dan getirilmiş kireç taşında nummulitleri görmesiyle yapılmaya başlanmıştır. Da Vinci nummulitlerin bir organizma kalıntısı olduğunu anlamıştır. ⓘ
Fosilbilim iki çeşit olarak incelenir. Bunlar;
- Makropaleontoloji: Mikroskopta incelenmeyen, makro büyüklükteki fosilleri araştıran, paleontolojinin alt dalıdır.
- Mikropaleontoloji: Çıplak gözle incelenemeyen, ancak mikroskopla incelenebilen fosilleri araştıran paleontolojinin alt dalıdır. ⓘ
Fosilbilim bu şekilde araştırmalarıyla yer ilmi olan jeolojiye de yardımcı olmaktadır. Bu şekilde yapılan araştırmalar neticesinde tam olarak zamanımıza kadar gelebilmiş fosil zincirine rastlamak mümkün olabilir. ⓘ
Genel bakış
"Paleontoloji "nin en basit tanımı "eski yaşamın incelenmesi "dir. Bu alan, geçmiş organizmaların çeşitli yönleri hakkında bilgi arar: "Kimlikleri ve kökenleri, çevreleri ve evrimleri ve Dünya'nın organik ve inorganik geçmişi hakkında bize söyleyebilecekleri". ⓘ
Tarihsel bilim
William Whewell (1794-1866) paleontolojiyi arkeoloji, jeoloji, astronomi, kozmoloji, filoloji ve tarihin kendisiyle birlikte tarihsel bilimlerden biri olarak sınıflandırmıştır: paleontoloji geçmişteki olguları tanımlamayı ve bunların nedenlerini yeniden inşa etmeyi amaçlar. Dolayısıyla üç ana unsuru vardır: geçmişteki olguların tanımlanması; çeşitli değişim türlerinin nedenleri hakkında genel bir teori geliştirilmesi; ve bu teorilerin belirli olgulara uygulanması. Geçmişi açıklamaya çalışırken, paleontologlar ve diğer tarih bilimciler genellikle nedenler hakkında bir veya daha fazla hipotez oluşturur ve ardından bir hipotezi diğerlerine göre güçlü bir şekilde doğrulayan bir kanıt parçası olan "dumanı tüten bir silah" ararlar. Bazen araştırmacılar "dumanı tüten silahı" başka bir araştırma sırasında şans eseri keşfederler. Örneğin, 1980 yılında Luis ve Walter Alvarez tarafından Kretase-Tersiyer sınır tabakasında esasen dünya dışı bir metal olan iridyumun keşfedilmesi, volkanizmanın katkısı konusunda tartışmalar devam etse de, Kretase-Paleojen yok oluş olayı için en çok tercih edilen açıklamayı asteroit çarpması haline getirmiştir. ⓘ
Bilimsel bilginin geliştirilmesinde tamamlayıcı bir yaklaşım olan deneysel bilim, genellikle doğal olayların işleyişi ve nedenleri hakkındaki hipotezleri çürütmek için deneyler yaparak çalıştığı söylenir. Bu yaklaşım bir hipotezi kanıtlayamaz, çünkü daha sonra yapılacak bir deney onu çürütebilir, ancak çürütme konusundaki başarısızlıkların birikimi genellikle lehte ikna edici bir kanıttır. Bununla birlikte, görünmez radyasyonun ilk kanıtı gibi tamamen beklenmedik olgularla karşılaştıklarında, deneysel bilimciler genellikle tarihsel bilimcilerle aynı yaklaşımı kullanırlar: nedenler hakkında bir dizi hipotez oluşturun ve ardından "dumanı tüten bir silah" arayın. ⓘ
İlgili bilimler
Hominin zaman çizelgesi ⓘ | ||||||||||||||||||||
−10 — – −9.5 — – −9 — – −8.5 — – −8 — – −7.5 — – −7 — – −6.5 — – −6 — – −5.5 — – −5 — – −4.5 — – −4 — – −3.5 — – −3 — – −2.5 — – −2 — – −1.5 — – −1 — – −0.5 — – 0 — | Miyosen Pliyosen Pleistosen Nakalipithecus Ouranopithecus Oreopithecus Sahelanthropus Orrorin Ardipithecus Australopithecus Homo habilis Homo erectus Homo bodoensis Homo sapiens Neandertaller, Denisovalılar |
| ||||||||||||||||||
(milyon yıl önce) | ||||||||||||||||||||
Yaşam zaman çizelgesi ⓘ | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
−4500 — – — – −4000 — – — – −3500 — – — – −3000 — – — – −2500 — – — – −2000 — – — – −1500 — – — – −1000 — – — – −500 — – — – 0 — | Su Tek hücreli yaşam Fotosentez Çok hücreli yaşam P l a n t s Eklembacaklılar Yumuşakçalar Çiçekler H a d e a n A r c h e a n P r o t e r o z o i c P h a n e r o z o i c |
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
(milyon yıl önce) *Buz Çağları | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Paleontoloji, geçmiş yaşamın kayıtlarına odaklandığı için biyoloji ve jeoloji arasında yer alır, ancak ana kanıt kaynağı kayalardaki fosillerdir. Tarihsel nedenlerden ötürü, paleontoloji birçok üniversitede jeoloji bölümünün bir parçasıdır: 19. ve 20. yüzyılın başlarında, jeoloji bölümleri fosil kanıtlarını kayaların tarihlendirilmesi için önemli bulurken, biyoloji bölümleri çok az ilgi göstermiştir. ⓘ
Paleontolojinin arkeolojiyle de bazı örtüşmeleri vardır; paleontologlar bir tür olarak insanın özellikleri ve evrimiyle ilgilenirken, arkeoloji öncelikle insanlar tarafından yapılmış nesneler ve insan kalıntılarıyla çalışır. İnsanlarla ilgili kanıtlarla uğraşırken, arkeologlar ve paleontologlar birlikte çalışabilirler - örneğin paleontologlar, orada yaşayan insanları ve ne yediklerini keşfetmek için bir arkeolojik alanın etrafındaki hayvan veya bitki fosillerini tanımlayabilir; veya yerleşim zamanındaki iklimi analiz edebilirler. ⓘ
Buna ek olarak, paleontoloji genellikle biyoloji, osteoloji, ekoloji, kimya, fizik ve matematik gibi diğer bilimlerden teknikler ödünç alır. Örneğin, kayalardan elde edilen jeokimyasal imzalar, yaşamın Dünya'da ilk ne zaman ortaya çıktığını keşfetmeye yardımcı olabilir ve karbon izotop oranlarının analizleri iklim değişikliklerini belirlemeye ve hatta Permiyen-Triyas yok oluş olayı gibi büyük geçişleri açıklamaya yardımcı olabilir. Nispeten yeni bir disiplin olan moleküler filogenetik, evrimsel atalarının "soy ağaçlarını" yeniden oluşturmak için modern organizmaların DNA ve RNA'larını karşılaştırır. Bu yaklaşım, "moleküler saatin" güvenilirliği konusundaki şüpheler nedeniyle tartışmalı olsa da, önemli evrimsel gelişmelerin tarihlerini tahmin etmek için de kullanılmıştır. Mühendislik teknikleri, eski organizmaların vücutlarının nasıl çalışmış olabileceğini analiz etmek için kullanılmıştır, örneğin Tyrannosaurus'un koşma hızı ve ısırma gücü veya Microraptor'un uçuş mekaniği. X-ışını mikrotomografisi kullanarak fosillerin iç detaylarını incelemek nispeten yaygındır. Paleontoloji, biyoloji, arkeoloji ve paleonörobiyoloji, insan beyninin evrimini açıklığa kavuşturmak için insanlarla akraba türlerin endokraniyal kalıplarını (endokastlar) incelemek üzere bir araya gelir. ⓘ
Paleontoloji, yaşamın nasıl ortaya çıkmış olabileceğine dair modeller geliştirerek ve yaşam kanıtlarını tespit etmek için teknikler sağlayarak diğer gezegenlerdeki olası yaşamın araştırılması olan astrobiyolojiye bile katkıda bulunur. ⓘ
Alt bölümler
Bilgi birikimi arttıkça, paleontoloji de uzmanlaşmış alt bölümler geliştirmiştir. Omurgalı paleontolojisi, en eski balıklardan modern memelilerin atalarına kadar olan fosillere odaklanır. Omurgasız paleontolojisi yumuşakçalar, eklembacaklılar, annelid solucanlar ve ekinodermler gibi fosillerle ilgilenir. Paleobotanik, fosil bitkileri, algleri ve mantarları inceler. Palinoloji, kara bitkileri ve protistler tarafından üretilen polen ve sporların incelenmesi, hem canlı hem de fosil organizmalarla ilgilendiği için paleontoloji ve botanik arasında yer alır. Mikropaleontoloji her türden mikroskobik fosil organizmalarla ilgilenir. ⓘ
Paleoekoloji, tek tek organizmalara odaklanmak yerine, besin zincirleri gibi farklı eski organizmalar arasındaki etkileşimleri ve çevreleriyle olan iki yönlü etkileşimleri inceler. Örneğin, bakteriler tarafından oksijenik fotosentezin geliştirilmesi atmosferin oksijenlenmesine neden olmuş ve ekosistemlerin üretkenliğini ve çeşitliliğini büyük ölçüde artırmıştır. Bunlar birlikte, tüm çok hücreli organizmaların inşa edildiği karmaşık ökaryotik hücrelerin evrimine yol açmıştır. ⓘ
Paleoklimatoloji, bazen paleoekolojinin bir parçası olarak ele alınsa da, daha çok Dünya'nın ikliminin tarihine ve onu değiştiren mekanizmalara odaklanır - bu mekanizmalar bazen evrimsel gelişmeleri de içerir, örneğin Devoniyen döneminde kara bitkilerinin hızla yayılması atmosferden daha fazla karbondioksit uzaklaştırarak sera etkisini azaltmış ve böylece Karbonifer döneminde bir buzul çağına neden olmaya yardımcı olmuştur. ⓘ
Biyostratigrafi, fosillerin kayaların oluştuğu kronolojik sırayı belirlemek için kullanılması, hem paleontologlar hem de jeologlar için yararlıdır. Biyocoğrafya organizmaların mekansal dağılımını inceler ve aynı zamanda Dünya coğrafyasının zaman içinde nasıl değiştiğini açıklayan jeoloji ile de bağlantılıdır. ⓘ
Kanıt kaynakları
Vücut fosilleri
.png)
Organizmaların vücutlarına ait fosiller genellikle en bilgilendirici kanıt türüdür. En yaygın türleri odun, kemik ve kabuklardır. Fosilleşme nadir görülen bir olaydır ve çoğu fosil gözlemlenemeden önce erozyon veya metamorfizma nedeniyle yok olur. Bu nedenle fosil kayıtları çok eksiktir ve zaman içinde giderek daha da geriye gitmektedir. Buna rağmen, yaşam tarihinin daha geniş modellerini göstermek için genellikle yeterlidir. Fosil kayıtlarında önyargılar da vardır: farklı ortamlar, farklı organizma türlerinin veya organizma parçalarının korunması için daha elverişlidir. Ayrıca, yumuşakçaların kabukları gibi, organizmaların yalnızca zaten mineralleşmiş olan kısımları genellikle korunur. Hayvan türlerinin çoğu yumuşak vücutlu olduğundan, fosilleşemeden çürürler. Sonuç olarak, yaşayan hayvanların 30'dan fazla filumu olmasına rağmen, üçte ikisi hiçbir zaman fosil olarak bulunmamıştır. ⓘ
Nadiren, alışılmadık ortamlar yumuşak dokuları koruyabilir. Bu lagerstätten'ler paleontologların, diğer tortullarda yalnızca kabuklar, dikenler, pençeler vb. ile temsil edilen hayvanların iç anatomisini incelemelerine olanak tanır. - Tabii eğer korunmuşlarsa. Bununla birlikte, lagerstätten bile o dönemdeki yaşamın eksik bir resmini sunmaktadır. O dönemde yaşayan organizmaların büyük çoğunluğu muhtemelen temsil edilmemektedir çünkü lagerstättenler, yumuşak vücutlu organizmaların çamur kayması gibi olaylarla çok hızlı bir şekilde korunabildiği dar bir ortam aralığıyla sınırlıdır; ve hızlı gömülmeye neden olan istisnai olaylar, hayvanların normal ortamlarını incelemeyi zorlaştırmaktadır. Fosil kayıtlarının seyrekliği, organizmaların fosil kayıtlarında bulunmalarından çok önce ve sonra var olmalarının beklendiği anlamına gelir - bu Signor-Lipps etkisi olarak bilinir. ⓘ
Eser fosiller
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 organizmaların davranışlarını yansıtırlar. Ayrıca 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 çıkışına dair en eski fiziksel kanıtları sağlayabilir. ⓘ
Jeokimyasal gözlemler
Jeokimyasal gözlemler, belirli bir dönemdeki küresel biyolojik faaliyet seviyesini veya belirli fosillerin yakınlığını çıkarmaya yardımcı olabilir. Örneğin, kayaların jeokimyasal özellikleri Dünya'da yaşamın ilk ne zaman ortaya çıktığını gösterebilir ve tüm çok hücreli organizmaların oluştuğu ökaryotik hücrelerin varlığına dair kanıt sağlayabilir. Karbon izotop oranlarının analizleri, Permiyen-Triyas yok oluş olayı gibi büyük geçişlerin açıklanmasına yardımcı olabilir. ⓘ
Antik organizmaların sınıflandırılması
Paleontolojideki bazı anlaşmazlıklar sadece isimler üzerindeki yanlış anlamalara dayandığından, organizma gruplarını açık ve geniş ölçüde kabul gören bir şekilde adlandırmak önemlidir. Linnaean taksonomisi canlı organizmaları sınıflandırmak için yaygın olarak kullanılır, ancak bilinenlerden önemli ölçüde farklı olan yeni keşfedilmiş organizmalarla uğraşırken zorluklarla karşılaşır. Örneğin: cins, familya ya da takım gibi yeni bir üst düzey gruplamanın hangi düzeye yerleştirileceğine karar vermek zordur; bu önemlidir çünkü grupların adlandırılmasına ilişkin Linnaean kuralları düzeylerine bağlıdır ve dolayısıyla bir grup farklı bir düzeye taşınırsa yeniden adlandırılması gerekir. ⓘ
| Tetrapodlar |
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Sıcakkanlılık, insanlığın ilk zamanlarında bir yerlerde evrimleşmiştir.
sinapsid-memeli geçişi.
? Sıcakkanlılık da şu geçişlerden birinde evrimleşmiş olmalı.
bu noktalar - bir yakınsak evrim örneği.
Paleontologlar genellikle bir dizi organizmanın evrimsel "soy ağacını" çıkarmak için kullanılan bir teknik olan kladistik temelli yaklaşımları kullanmaktadır. Bu teknik, eğer B ve C grupları birbirlerine A grubuna göre daha fazla benzerlik gösteriyorsa, B ve C'nin birbirlerine A'ya göre daha yakın akraba olduğu mantığıyla çalışır. Karşılaştırılan karakterler, notokord varlığı gibi anatomik ya da DNA veya protein dizilerinin karşılaştırılmasıyla moleküler olabilir. Başarılı bir analizin sonucu, ortak bir atayı paylaşan gruplar olan kladların hiyerarşisidir. İdeal olarak "soy ağacı" her düğümden ("kavşak") çıkan yalnızca iki dala sahiptir, ancak bazen bunu başarmak için çok az bilgi vardır ve paleontologlar birkaç dalı olan kavşaklarla yetinmek zorundadır. Kladistik teknik bazen yanılabilir, çünkü kanatlar veya kamera gözleri gibi bazı özellikler birden fazla kez yakınsak olarak evrimleşmiştir - analizlerde bu dikkate alınmalıdır. ⓘ
Genellikle "Evo Devo" olarak kısaltılan evrimsel gelişim biyolojisi, paleontologların "soy ağaçları" üretmelerine ve fosilleri anlamalarına da yardımcı olur. Örneğin, bazı modern brakiyopodların embriyolojik gelişimi, brakiyopodların Kambriyen döneminde soyu tükenmiş olan halkieriidlerin torunları olabileceğini düşündürmektedir. ⓘ
Organizmaların tarihlerinin tahmin edilmesi
Paleontoloji, canlıların zaman içinde nasıl değiştiğinin haritasını çıkarmaya çalışır. Bu amacın önündeki önemli bir engel, fosillerin kaç yaşında olduğunu bulmanın zorluğudur. Fosilleri muhafaza eden 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 çok dikkatli bir laboratuvar çalışması gerektirse de, temel prensibi basittir: çeşitli radyoaktif elementlerin bozunma hızları bilinmektedir ve bu nedenle radyoaktif elementin bozunduğu elemente oranı, radyoaktif elementin kayaya ne kadar zaman önce dahil olduğunu gösterir. Radyoaktif elementler yalnızca volkanik kökenli kayalarda yaygındır ve bu nedenle radyometrik olarak tarihlendirilebilen tek fosil taşıyan kayalar birkaç volkanik kül tabakasıdır. ⓘ
Sonuç olarak, paleontologlar fosilleri tarihlendirmek için genellikle stratigrafiye güvenmek zorundadır. Stratigrafi, tortul kayıt olan "katman pastasını" deşifre etme bilimidir ve bir yapbozla karşılaştırılmıştır. Kayalar normalde nispeten yatay katmanlar oluşturur ve her katman bir altındakinden daha gençtir. Yaşları bilinen iki katman arasında bir fosil bulunursa, fosilin yaşı bilinen iki yaş arasında olmalıdır. Kaya dizileri sürekli olmadığından, faylar veya erozyon dönemleriyle parçalanabildiğinden, doğrudan yan yana olmayan kaya yataklarını eşleştirmek çok zordur. Bununla birlikte, nispeten kısa bir süre hayatta kalan türlerin fosilleri, izole kayaları birbirine bağlamak için kullanılabilir: bu tekniğe biyostratigrafi denir. Örneğin, konodont Eoplacognathus pseudoplanus'un Orta Ordovisyen dönemde kısa bir yayılımı vardır. Yaşı bilinmeyen kayalarda E. pseudoplanus izlerine rastlanırsa, bu kayaların Orta Ordovisiyen yaşına sahip olması gerekir. Bu tür indeks fosillerin yararlı olabilmesi için ayırt edici olması, küresel olarak dağılmış olması ve kısa bir zaman aralığına sahip olması gerekir. Ancak, indeks fosillerin ilk düşünülenden daha uzun fosil aralıklarına sahip olduğu ortaya çıkarsa yanıltıcı sonuçlar ortaya çıkar. Tabakalanma ve biyostratigrafi genel olarak yalnızca göreceli tarihleme sağlayabilir (A, B'den önceydi), bu da evrimi incelemek için genellikle yeterlidir. Ancak, farklı kıtalarda aynı yaştaki kayaların eşleştirilmesindeki sorunlar nedeniyle bazı zaman dilimleri için bu zordur. ⓘ
Aile ağacı ilişkileri, soyların ilk ortaya çıktığı tarihi daraltmaya da yardımcı olabilir. Örneğin, B veya C fosilleri X milyon yıl öncesine aitse ve hesaplanan "aile ağacı" A'nın B ve C'nin atası olduğunu söylüyorsa, A X milyon yıldan daha önce evrimleşmiş olmalıdır. ⓘ
DNA mutasyonlarının sabit bir hızda biriktiğini varsayarak, yaşayan iki klonun ne kadar zaman önce farklılaştığını, yani son ortak atalarının yaklaşık olarak ne kadar zaman önce yaşamış olması gerektiğini tahmin etmek de mümkündür. Ancak bu "moleküler saatler" hatalıdır ve yalnızca çok yaklaşık bir 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. ⓘ
Yaşam tarihi
Dünya yaklaşık 4.570 milyon yıl önce oluştu ve yaklaşık 40 milyon yıl sonra Ay'ı oluşturan bir çarpışmanın ardından, yaklaşık 4.440 milyon yıl önce okyanuslara ve bir atmosfere sahip olacak kadar hızlı soğumuş olabilir. Ay'da 4,000 ila [http://tools.wmflabs.org/timescale/?Ma=3,800 3,800] milyon yıl önce asteroitler tarafından Geç Ağır Bombardımana uğradığına dair kanıtlar vardır. Eğer, muhtemel göründüğü gibi, böyle bir bombardıman aynı zamanda Dünya'yı da vurmuşsa, ilk atmosfer ve okyanuslar ortadan kalkmış olabilir. ⓘ
Paleontoloji, yaşamın evrimsel geçmişini 3.000 milyon yıl öncesine, muhtemelen 3.800 milyon yıl öncesine kadar götürmektedir. Dünya üzerindeki yaşamın en eski net kanıtı 3.000 milyon yıl öncesine dayanmaktadır, ancak 3.400 milyon yıl öncesine ait fosil bakteriler ve 3.800 milyon yıl önce yaşamın varlığına dair jeokimyasal kanıtlar olduğuna dair genellikle tartışmalı raporlar bulunmaktadır. Bazı bilim insanları Dünya'daki yaşamın başka bir yerden "tohumlandığını" öne sürmüşlerdir, ancak çoğu araştırma, yaşamın Dünya'da bağımsız olarak nasıl ortaya çıkmış olabileceğine dair çeşitli açıklamalar üzerinde yoğunlaşmaktadır. ⓘ
Yaklaşık 2.000 milyon yıl boyunca mikrobiyal matlar, farklı bakterilerin çok katmanlı kolonileri, Dünya'daki baskın yaşamdı. Oksijenik fotosentezin evrimi, yaklaşık 2.400 milyon yıl öncesinden itibaren atmosferin oksijenlenmesinde başlıca rolü oynamalarını sağlamıştır. Atmosferdeki bu değişim, evrimin fidanlığı olarak etkinliklerini artırdı. Karmaşık iç yapılara sahip hücreler olan ökaryotlar daha önce mevcut olsa da, oksijeni bir zehirden güçlü bir metabolik enerji kaynağına dönüştürme becerisini kazandıklarında evrimleri hızlanmıştır. Bu yenilik, ilkel ökaryotların oksijenle çalışan bakterileri endosimbiont olarak yakalayıp mitokondri adı verilen organellere dönüştürmesinden kaynaklanmış olabilir. Organellere (mitokondri gibi) sahip karmaşık ökaryotların en eski kanıtları 1.850 milyon yıl öncesine dayanmaktadır. ⓘ
Çok hücreli yaşam yalnızca ökaryotik hücrelerden oluşur ve bunun en eski kanıtı 2.100 milyon yıl öncesine ait Francevillian Grubu Fosilleridir, ancak hücrelerin farklı işlevler için uzmanlaşması ilk olarak 1.430 milyon yıl önce (olası bir mantar) ve 1.200 milyon yıl önce (olası bir kırmızı alg) ortaya çıkmıştır. Eşeysiz çok hücreli bir organizma, üreme yeteneğini koruyan haydut hücreler tarafından ele geçirilme riski altında olabileceğinden, eşeyli üreme hücrelerin uzmanlaşması için bir ön koşul olabilir. ⓘ
Bilinen en eski hayvanlar yaklaşık 580 milyon yıl öncesine ait cnidarianlardır, ancak bunlar o kadar modern görünümlüdür ki daha eski hayvanların torunları olmalıdır. Hayvanların erken fosilleri nadirdir çünkü yaklaşık 548 milyon yıl öncesine kadar mineralize olmuş, kolayca fosilleşebilen sert parçalar geliştirmemişlerdir. En eski modern görünümlü iki yaşamlı hayvanlar, herhangi bir modern hayvanla çok az benzerlik gösteren birkaç "tuhaf mucize" ile birlikte Erken Kambriyen'de ortaya çıkar. Bu Kambriyen patlamasının gerçekten çok hızlı bir evrimsel deney dönemi olup olmadığı konusunda uzun süredir devam eden bir tartışma vardır; alternatif görüşler, modern görünümlü hayvanların daha önce evrimleşmeye başladığı ancak öncüllerinin fosillerinin henüz bulunmadığı veya "garip harikaların" modern grupların evrimsel "teyzeleri" ve "kuzenleri" olduğu yönündedir. Omurgalılar, Geç Ordovisyen'de ilk çeneli balık ortaya çıkana kadar küçük bir grup olarak kaldı. ⓘ
Hayvanların ve bitkilerin sudan karaya yayılması, organizmaların kurumaya karşı korunma ve yerçekimine karşı kendilerini destekleme gibi çeşitli sorunları çözmesini gerektirmiştir. Kara bitkilerinin ve kara omurgasızlarının en eski kanıtları sırasıyla yaklaşık 476 milyon yıl öncesine ve 490 milyon yıl öncesine dayanmaktadır. Bu omurgasızların, iz ve vücut fosillerinden de anlaşılacağı üzere, ötikarcinoidler olarak bilinen eklembacaklılar olduğu görülmüştür. Kara omurgalılarını üreten soy daha sonra, ancak 370 milyon yıl önce ile 360 milyon yıl önce arasında çok hızlı bir şekilde evrimleşmiştir; son keşifler, evrimlerinin arkasındaki tarih ve itici güçler hakkındaki önceki fikirleri altüst etmiştir. Kara bitkileri o kadar başarılıydı ki, ölü odunları sindirebilen mantarlar evrimleşene kadar kalıntıları Geç Devoniyen'de ekolojik bir krize neden oldu. ⓘ
Permiyen döneminde, memelilerin ataları da dahil olmak üzere sinapsidler kara ortamlarına hakim olmuş olabilir, ancak bu durum 251 milyon yıl önce tüm karmaşık yaşamı yok etmeye çok yaklaşan Permiyen-Triyas yok oluş olayı ile sona ermiştir. En azından omurgalılar arasındaki yok oluşlar oldukça ani olmuştur. Bu felaketin yavaş yavaş toparlanması sırasında, daha önce belirsiz bir grup olan arkozorlar, en bol ve çeşitli karasal omurgalılar haline gelmiştir. Bir arkozor grubu olan dinozorlar, Mezozoik dönemin geri kalanında baskın kara omurgalılarıydı ve kuşlar bir dinozor grubundan evrimleşti. Bu süre zarfında memelilerin ataları sadece küçük, çoğunlukla gece yaşayan böcekçiller olarak hayatta kalmış, bu da endotermi ve kıl gibi memeli özelliklerinin gelişimini hızlandırmış olabilir. Kretase-Paleojen yok oluş olayının 66 milyon yıl önce kuşlar hariç tüm dinozorları öldürmesinin ardından memelilerin boyutları ve çeşitliliği hızla artmış, bazıları havaya ve denize çıkmıştır. ⓘ
Fosil kanıtlar, çiçekli bitkilerin Erken Kretase'de 130 milyon yıl önce ile 90 milyon yıl önce ortaya çıktığını ve hızla çeşitlendiğini göstermektedir. Karasal ekosistemlerde baskın hale gelmelerindeki hızlı yükselişin, tozlaşmayı sağlayan böceklerle birlikte evrimleşmeleri sayesinde gerçekleştiği düşünülmektedir. Sosyal böcekler de aynı dönemde ortaya çıkmıştır ve böcek "soy ağacının" sadece küçük bir kısmını oluşturmalarına rağmen, şu anda tüm böceklerin toplam kütlesinin %50'sinden fazlasını oluşturmaktadırlar. ⓘ
İnsanlar, en eski fosilleri 6 milyon yıl öncesine ait olan dik yürüyen maymun soyundan evrimleşmiştir. Bu soyun ilk üyeleri, modern insanlarınkinin yaklaşık %25'i kadar olan şempanze büyüklüğünde beyinlere sahip olsa da, yaklaşık 3 milyon yıl öncesinden sonra beyin büyüklüğünde düzenli bir artış olduğuna dair işaretler vardır. Modern insanların Afrika'daki tek bir küçük popülasyonun soyundan gelip 200.000 yıldan daha kısa bir süre önce tüm dünyaya göç ederek önceki hominine türlerinin yerini mi aldığı yoksa melezleşmenin bir sonucu olarak tüm dünyada aynı anda mı ortaya çıktığı konusunda uzun süredir devam eden bir tartışma vardır. ⓘ
Kitlesel yok oluşlar
Dünya üzerindeki yaşam, en azından 542 milyon yıl öncesinden bu yana zaman zaman kitlesel yok oluşlara maruz kalmıştır. Feci etkilerine rağmen, kitlesel yok oluşlar bazen yeryüzündeki yaşamın evrimini hızlandırmıştır. Ekolojik bir nişin hakimiyeti bir organizma grubundan diğerine geçtiğinde, bu nadiren yeni baskın grubun eskisini geride bırakması nedeniyle olur, ancak genellikle bir yok oluş olayı yeni grubun eskisinden daha uzun yaşamasına ve onun nişine geçmesine izin verdiği içindir. ⓘ
Fosil kayıtları, hem kitlesel yok oluşlar arasındaki boşlukların uzaması hem de ortalama ve arka plandaki yok oluş oranlarının azalmasıyla, yok oluş hızının yavaşladığını gösteriyor gibi görünmektedir. Bununla birlikte, gerçek yok oluş oranının değişip değişmediği kesin değildir, çünkü bu gözlemlerin her ikisi de çeşitli şekillerde açıklanabilir:
- Okyanuslar son 500 milyon yılda yaşam için daha misafirperver ve kitlesel yok oluşlara karşı daha az savunmasız hale gelmiş olabilir: çözünmüş oksijen daha yaygın hale geldi ve daha derinlere nüfuz etti; karada yaşamın gelişmesi besin maddelerinin akışını ve dolayısıyla ötrofikasyon ve anoksik olay riskini azalttı; deniz ekosistemleri daha çeşitlendi, böylece besin zincirlerinin bozulma olasılığı daha düşük oldu.
- Makul ölçüde tam fosiller çok nadirdir: nesli tükenmiş organizmaların çoğu yalnızca kısmi fosillerle temsil edilir ve tam fosiller en eski kayalarda nadiren bulunur. Bu nedenle paleontologlar aynı organizmanın parçalarını yanlışlıkla farklı cinslere atamışlardır ve bu cinsler genellikle yalnızca bu buluntuları barındırmak için tanımlanmıştır - Anomalocaris'in hikayesi buna bir örnektir. Bu hata riski daha eski fosiller için daha yüksektir çünkü bunlar genellikle herhangi bir canlı organizmanın parçalarına benzemez. Pek çok "gereksiz" cins, bir daha bulunmayan parçalarla temsil edilir ve bu "gereksiz" cinsler çok hızlı bir şekilde soylarının tükendiği şeklinde yorumlanır. ⓘ
Fosil kayıtlarındaki biyolojik çeşitlilik
- "herhangi bir zamanda hayatta olan farklı cinslerin sayısı; yani, ilk ortaya çıkışı o zamandan önce ve son ortaya çıkışı o zamandan sonra olanların sayısı"
farklı bir eğilim göstermektedir: 542 ila 400 milyon yıl önce oldukça hızlı bir yükseliş, yıkıcı Permiyen-Triyas yok oluş olayının önemli bir faktör olduğu 400 ila 200 milyon yıl önce hafif bir düşüş ve 200 milyon yıl öncesinden günümüze kadar hızlı bir yükseliş. ⓘ
Tarih
Paleontoloji 1800'lerde yerleşmiş olsa da, daha önceki düşünürler fosil kayıtlarının bazı yönlerini fark etmişlerdi. Antik Yunan filozofu Xenophanes (M.Ö. 570-480) fosil deniz kabuklarından bazı kara parçalarının bir zamanlar su altında olduğu sonucuna varmıştır. Orta Çağ boyunca, Avrupa'da Avicenna olarak bilinen İranlı doğa bilimci İbn-i Sina fosilleri tartışmış ve 14. yüzyılda Saksonya'lı Albert'in üzerinde çalıştığı bir taşlaşma sıvıları teorisi önermiştir. Çinli doğa bilimci Shen Kuo (1031-1095), kendi zamanında bambu için çok kuru olan bölgelerde taşlaşmış bambuların varlığına dayanan bir iklim değişikliği teorisi önermiştir. ⓘ
Erken modern Avrupa'da fosillerin sistematik olarak incelenmesi, Akıl Çağı'nda doğa felsefesinde meydana gelen değişikliklerin ayrılmaz bir parçası olarak ortaya çıkmıştır. İtalyan Rönesans'ında Leonardo da Vinci bu alana çeşitli önemli katkılarda bulunmuş ve çok sayıda fosili tasvir etmiştir. Leonardo'nun katkıları paleontoloji tarihi açısından merkezi bir öneme sahiptir çünkü paleontolojinin iki ana dalı olan eknoloji ve vücut fosili paleontolojisi arasında bir süreklilik hattı kurmuştur. Aşağıdakileri tespit etmiştir:
- İknofosillerin biyojenik doğası, yani iknofosillerin canlı organizmalar tarafından bırakılan yapılar olduğu;
- İğneli fosillerin paleo-çevresel araçlar olarak faydası - bazı iğneli fosiller kaya tabakalarının deniz kökenini göstermektedir;
- Neoiknolojik yaklaşımın önemi - yeni izler, iknofosilleri anlamak için bir anahtardır;
- İknofosillerin ve vücut fosillerinin bağımsızlığı ve tamamlayıcı kanıtları - iknofosiller vücut fosillerinden farklıdır, ancak paleontolojik bilgi sağlamak için vücut fosilleri ile entegre edilebilir ⓘ
18. yüzyılın sonunda Georges Cuvier'in çalışmaları karşılaştırmalı anatomiyi bilimsel bir disiplin haline getirmiş ve bazı fosil hayvanların yaşayanlara benzemediğini kanıtlayarak hayvanların soyunun tükenebileceğini göstermiş ve paleontolojinin ortaya çıkmasına yol açmıştır. Fosil kayıtlarına dair artan bilgi birikimi, jeolojinin, özellikle de stratigrafinin gelişiminde de artan bir rol oynamıştır. ⓘ
19'uncu yüzyılın ilk yarısında jeolojik ve paleontolojik faaliyetler, jeolojik toplulukların ve müzelerin büyümesi ve profesyonel jeologların ve fosil uzmanlarının sayısının artmasıyla giderek daha iyi organize oldu. Jeoloji ve paleontoloji, sanayicilerin kömür gibi doğal kaynakları bulmasına ve kullanmasına yardımcı olduğu için ilgi sadece bilimsel olmayan nedenlerle artmıştır. Bu durum, Dünya'daki yaşamın tarihi hakkındaki bilgilerin hızla artmasına ve büyük ölçüde fosil kanıtlarına dayanan jeolojik zaman ölçeğinin tanımlanmasında ilerleme kaydedilmesine katkıda bulunmuştur. Mary Anning, bilim camiası tarafından nadiren tanınmasına rağmen, bu dönemde paleontoloji alanına önemli katkılarda bulunmuştur; çok sayıda yeni Mezozoik sürüngen fosilini ortaya çıkarmış ve o zamanlar bezoar taşları olarak bilinen şeylerin aslında fosilleşmiş dışkı olduğu sonucuna varmıştır. 1822'de Journal de Physique'in editörü Henri Marie Ducrotay de Blainville, fosiller aracılığıyla eski canlı organizmaların incelenmesine atıfta bulunmak için "paleontoloji" kelimesini icat etti. Yaşamın tarihine ilişkin bilgiler gelişmeye devam ettikçe, yaşamın gelişiminde bir tür ardışık düzen olduğu giderek daha açık hale geldi. Bu durum, türlerin dönüşümüne ilişkin ilk evrim teorilerini teşvik etmiştir. Charles Darwin 1859'da Türlerin Kökeni'ni yayınladıktan sonra, paleontolojinin odak noktasının çoğu, insan evrimi ve evrim teorisi de dahil olmak üzere evrimsel yolları anlamaya kaydı. ⓘ
19'uncu yüzyılın son yarısı, özellikle Kuzey Amerika'da paleontolojik faaliyetlerde muazzam bir genişlemeye sahne oldu. Bu eğilim 20. yüzyılda da devam etmiş ve Dünya'nın başka bölgeleri de sistematik fosil toplamaya açılmıştır. Çin'de 20. yüzyılın sonlarına doğru bulunan fosiller, hayvanların ilk evrimi, erken balıklar, dinozorlar ve kuşların evrimi hakkında yeni bilgiler sağladıkları için özellikle önemlidir. 20'nci yüzyılın son birkaç on yılı, kitlesel yok oluşlara ve bunların Dünya'daki yaşamın evrimindeki rolüne olan ilginin yeniden arttığı bir dönem olmuştur. Ayrıca, çoğu hayvan filumunun vücut planlarının gelişimine tanıklık eden Kambriyen patlamasına olan ilgi de yenilenmiştir. Ediacaran biyotasının fosillerinin keşfi ve paleobiyolojideki gelişmeler, yaşamın Kambriyen'den çok daha öncesine dayanan tarihi hakkındaki bilgileri genişletti. ⓘ
Gregor Mendel'in genetik alanındaki öncü çalışmalarına dair farkındalığın artması, önce popülasyon genetiğinin gelişmesine, ardından da 20. yüzyılın ortalarında evrimi, genetik çeşitlilik sağlayan mutasyonlar ve yatay gen transferi gibi olayların sonucu olarak açıklayan modern evrim sentezine yol açmıştır; genetik sürüklenme ve doğal seçilim, bu çeşitlilikte zaman içinde meydana gelen değişiklikleri yönlendirmektedir. Sonraki birkaç yıl içinde DNA'nın genetik kalıtımdaki rolü ve işleyişi keşfedildi ve bu da günümüzde moleküler biyolojinin "Merkezi Dogması" olarak bilinen şeyin ortaya çıkmasına yol açtı. 1960'larda, biyokimyadan türetilen tekniklerle evrimsel "soy ağaçlarının" araştırılması olan moleküler filogenetik, özellikle insan soyunun maymunlardan o zamanlar genel olarak düşünülenden çok daha yakın bir zamanda ayrıldığı öne sürüldüğünde bir etki yaratmaya başladı. Bu ilk çalışmada maymun ve insan proteinleri karşılaştırılmış olsa da, moleküler filogenetik araştırmalarının çoğu artık RNA ve DNA karşılaştırmalarına dayanmaktadır. ⓘ
Fosilbilimin Önemi
- Fosiller göreceli jeolojik yaş belirlenmesinde depolanma içeriğinin benzerliğiyle stratigrafik delil oluşturur.
- Yerbilimsel tarih boyunca coğrafi oluşumların ve ortamsal değişimlerin kanıtlarıdır.
- Eski organizmaların kayıtlarını inceleyerek yerbilimsel tarih boyunca hayvan ve bitkilerin evrimini gösterir. ⓘ
İlgili Bilim Dalları
Sistematik Paleontoloji Fosillerin morfolojik ve varsa anatomik bilgilerine belli bir düzen verip kökensel değişikliklerinin basamaklarını belirleyerek bunları isimlendirir. Stratigrafik Paleontoloji Fosillerin dikey dağılımını inceler. Paleoekoloji Fosil organizmaların paleofizik ve paleobiyotik çevreleriyle olan ilişkilerini inceleyerek fosillerin nerede ve nasıl yaşadığını araştıran bilim dalıdır. Paleobiyocoğrafya Fosillerin coğrafi ve yatay dağılımını inceler. ⓘ