Dinozorların Gerçek Rengini Nasıl Öğreniriz?
Dinozorlar eskiden sandığımız gibi meşin derili gri veya kahverengi tonlarına sahip renksiz hayvanlar değildi. Dinozorların tüyleri olduğunu yaklaşık 20 yıl önce öğrendik ama kuşlar gibi rengarenk olup olmadıklarını hâlâ tartışıyoruz. Oysa bilim insanları artık dinozor fosillerinde renkleri görmenin birçok yolunu buldular ama deri gibi yumuşak dokular fosilleşmez. Peki fosillere bakıp dinozorların gerçek rengini nasıl öğreniriz? Melanin tabanlı yapısal renkler ve pigment boyaların farkı nedir? Bunlar dinozorlara nasıl renk verir? Bu yazıda siyah beyaz TV’den renkliye geçer gibi anlatıyorum.
Dinozorların sessiz gecesi
122 milyon yıl önce Çin’e gitseniz çevrenizi kargalara benzeyen parlak siyah tüylü yaratıklar sarabilirdi. Tabii bunlar mikroraptorlar olurdu; yani kemikli bir kuyruğu, keskin dişlerle dolu ağzı, iki kanadı ve önle arka ayaklarını kaplayan tüylere sarılı küçük dinozorlar… Sahneyi bu kadar detaylı canlandırabilmemizin sebebi, fosillere bakıp mikropartorların rengini çıkarmanın bir yolunu bulmuş olmamızdır. Uzun zaman boyunca ve birkaç istisna dışında, dinozorlarla diğer hayvanların rengini öğrenmenin imkansız olduğunu düşündük. Oysa son 10 yılda gerçek bir renk patlaması yaşıyoruz.
Fosil dediğimiz şeyin genellikle taşlaşmış kemikler olmasına karşın eski hayvanbilim (paleontoloji) ve kimyada geliştirdiğimiz kurnaz yöntemlerle birçok hayvanın rengini ortaya çıkarıyoruz. Tabii önce renk derken ne kastettiğimize bakalım. Hayvanların rengi fiziksel olarak pigmentler veya yapısal renklerden oluşur. Gerçi biyolüminesans da var ama onu ayrıca yazarım (floresan hayvanları ise yazdım). Pigmentler belirli dalga boylarındaki ışığı emen ve belirli dalga boylarını yansıtan moleküllerdir. Örneğin kırmızı pigment kırmızı olduğu için değil, kırmızı olmadığı için kırmızıdır; çünkü kırmızı ışığı yansıtır.
Yapısal renkler ise balık ve kelebek pulları gibi dokuların ışığı belirli şekillerde kırıp yansıtmasıyla oluşur. Özellikle ışığı polarize eden birer mikro prizma gibi çalışır ve gerçekte saydam olmasına rağmen bakanda parlak kelebek kanadı algısı yaratır. Birçok yaldızlı, parıltılı payetli elbise ve ışıltılı sentetik spor ayakkabı veya çanta derisi benzer bir etki yaratır. Bunlar öyle karmaşık optik oyunlar yapar ki bunun için kuantum optikte yeni teoriler geliştirmek gerekir. Oysa bunu çözünce görünmezlik pelerini gibi en gelişmiş kamuflaj ürünlerini üreteceğimizden emin olabilirsiniz. Sorun şu ki:
Pigmentler fosilleşmez
Ten renginde olduğu gibi pigmentler genellikle yumuşak dokularda bulunur. Bunlar da hayvan ölünce çürüyüp yok olur. Ayrıca pigmentler yüz milyonlarca yıla meydan okuyacak uzun ömürlü moleküller değildir. Bunlar doğada çabucak bozulur, suya ve benzerine karışarak dağılır. Neyse ki son 10 yılda bu sorunu aşmanın yollarını bulduk. Mesela mürekkepbalığı ve ahtapotlar gibi kafadanbacaklıların fosilleşebileceğini biliyoruz. Hatta İngiltere’nin Dorset kıyısındaki fosil koleksiyoncuları, daha on dokuzuncu yüzyılda, taşların içinde mürekkep keselerine benzeyen koyu renkli benekler buluyordu. Hatta fosil mürekkebi sulandırıp dolmakalemde kullanmak mümkündü. Sonraki araştırmalar ise fosil mürekkebin melanin içerdiğini gösterdi. Peki melanin nedir?
İlgili yazı: Kodlama İçin En Gerekli 16 Programlama Dili
Dinozorların rengini veren melanin
Mürekkep üreticilerini bilmem ama fosil koleksiyoncuları ticari nedenler ve bilim insanları da bilimsel sebeplerle hareket ediyordu. Hiçbiri fosilleri öğütüp imha etme pahasına içindeki pigmentleri incelemek istemiyordu. Öte yandan kabuklu canlıların, kuş tüyleri ve hatta böcek kabuklarının fosillerinde renkleri küçük benekler halinde ayırt ettiğimiz oluyordu. Yine de dinozorların gerçek rengini öğrenmeyi sağlayacak teknolojiyi geliştirmek için 2008’i beklemek gerekti. Her ne kadar pigmentleri analiz etmek kimyanın işiyse de bu alandaki devrim mikroskoplardan geldi.
Tabii optik mikroskoplardan değil, elektron mikroskoplarından: Güçlü elektron mikroskopları fosil örneklerinin içyapısını aydınlatacak elektronlar yayıyordu. Böylece fosillerin içinde garip, mikroskobik çubuk benzeri şekiller gördük. Önce bunların bakteri fosilleri olduğunu sandık; çünkü eski bakteri kolonileri kayaların içinde bu tür tünelcikler açıyor. Oysa 2008 yılında, bilim insanları eski bir Brezilya kuşunun kafasından alınan tüy fosillerine baktılar. Tüylerdeki borucukların bakteri değil, melanozom olduğunu öne sürdüler. Melanozomlar bir pigment türü olan melanin moleküllerini içerir. İnsan derisi, gözü ve saçında da melanin molekülleri vardır ki bunlar çok geniş bir ailedir.
Genellikle siyah veya kırmızı renkte olan melaninler karbon ve diğer atomlardan oluşan halkalardan meydana gelir. Bilim insanları bu küçük çubuk benzeri şekilleri modern kuş tüylerindeki melanozomlarla karşılaştırdı. Fosillerin ve modern tüylerdeki melanazomların birbirine benzediğini gördü. Bunlar büyüklük, şekil ve gruplanma açısından o kadar benziyordu ki fosillerin de melanin içerdiğini düşündüler. Bundan yola çıkarak Brezilya kuşu tüylerinin zebra derisi gibi şeritli olduğunu öğrendiler. Nasıl derseniz melanazomların büyüklüğü ve şekli tüylere rengini verir:
İlgili yazı: Gerçek Adem: ilk insan ne zaman yaşadı?
Dinozorların tüyleri ve pulları
Tüylerin rengini öğrenemeseniz de dinozor derisindeki desenleri ortaya çıkarmak mümkündür. Dahası melanazomların şekli doğrudan rengini gösterir. Mesela uzun ve ince melanazomlar genellikle gri veya siyah olur. Kısa ve küt olanlar kırmızı veya kahverengi olur. 2010 yılında bu işi diğer renkleri görecek kadar ilerlettik. O yıl Sinozoropteriks adlı yırtıcı dinozor türünün kuyruğunda kızıl veya kestane şeritler olabileceğini düşündük. Aynı yıl kuş benzeri Ankiyornis dinozorunun gri gövdesi, beyaz bacakları ve kızıl göğsü olduğuna ilişkin ipuçları elde ettik. Peki bu sonuçlar ne kadar doğru?
Doğrusu melanazomların bakteri fosili olup olmadığı tartışması sürüyor. En azından bazı örnekler mikrop fosilleri olabilir. Diğer araştırmacılar melanazomların bedende renk vermekten başka işlevleri de olduğunu anımsatıyor. Bu yüzden her defasında renk göstergesi olmayabilirler. Yine de dinozorların rengi konusunda yepyeni bir araştırma alanı açıldı. En güzeli de hayvanlarda melanazomların diğer dokularla birleşerek kırmızı ve siyah tonlarından başka renkler üretebilmesidir. Örneğin kuş tüylerinde melanazon katmanının üstüne bir kat keratin sürerseniz yapısal renkler sayesinde mavi renk üretirsiniz.
Kelebek kanatlarında olduğu gibi kuş tüyleri hâlâ kızıldır ama ışığı kırarak göze mavimsi gözükür. Bilim insanları fosil melanazomları mevcut canlıların yapısal renk dokularıyla karşılaştırarak bu sonuca vardılar. Siyah ve kırmızıya çalan melanazon kahverengisi sınırlamasından kurtuldular. Mikroraptorların parlak siyah tüyleri olduğu sonucunu da buradan çıkardılar. Hatta daha da ileri giderek Jura çağından kalma kelebek kanadı pullarında yapısal renk unsurları bulduk. Böylece sıra pigmentlere geldi:
İlgili yazı: Fetüs Kanında Kanser Testi Yapılacak
Dinozorların pigmentleri nedir?
Pigmentlere doğal boyadır. Biz de bu kısımda boya renklerini kayıran insani önyargılarımızdan uzaklaşıyoruz. Anlaması zor yapısal renklerden pigmentlere geçiyoruz. Üstelik dinozorların gerçek renklerini ne kadar iyi öğrenirsek nasıl yaşadığını o kadar iyi anlarız. Renkler bize dinozorların ne yediği ve doğal çevresi, hatta yırtıcılık ekosistemi gibi bilgiler verir. Evet, pigmentlerin doğada uzun ömürlü olmadığını söyledim. Oysa doğru şartlarda uzun süre dayanması mümkündür.
Özellikle de göl ve deniz tabanındaki oksijensiz tortulların içine gömülünce iyi dayanır. Minerallerin ve Jura Parkı filmindeki amberin içine girdiğinde iyi dayanır… Fosiller çok eski olmadığı ve yüksek basınçla sıcaklığa maruz kalmadığı sürece melanin molekülleri korunur. Öyle ki bir fosilde ne kadar çok molekül bulursak dinozorların rengini öğrenme şansı da o kadar artar. Asıl sorun fosillerin nadir olmasıdır. Her seferinde fosil öğütüp melanin çıkarmak bilimsel kanıtları ve doğa mirasını yok etmek demektir.
Zaten dinozorların rengini öğrenmenin yolunu bulduk derken fosillere zarar vermeyen modern teknikler geliştirdik demek istiyorum. Hem de fosillere dokunmaya bile gerek kalmadan! Ayrıca melanin bozulsa bile geriye kimyasal izler bırakır. Böylece farklı melanin türlerini ve dolayısıyla renkleri ayırt etmek mümkün olur.
Nasıl derseniz
Araştırmacılar 2019’da Apodemus atavus türüne ait 3 milyon yıllık bir sıçan fosiline baktılar. X-ışını floresan görüntüleme tekniğini kullanarak fosili X-ışınlarına tuttular. Bu da fosilin hangi elementlerden oluştuğunu gösterdi. Sonuçta farklı melanin molekülleri farklı atomlar içerir. Bu fosilde ise çinko ve sülfür buldular ki bu da modern hayvanlarda kızıla çalan eumelanin pigmentini gösterir. Peki sıçan fosilinde bunu buldular mı derseniz, evet buldular. Bu da fosilden renk çıkarmanın ilk yöntemidir:
İlgili yazı: Düz Dünya Teorisini Çürüten 12 Kanıt
Zencefilli sıçan?
Bilim insanları zencefil renkli sıçan bulmakla kalmadılar. Aynı zamanda hayvanın renklerini gösteren melaninleri tespit ettiler. Ayrıca ek renkler bulmaya başladık. Örneğin karotenoidler de birer pigment olup daha parlak renklidir. Bunlar kırmızı, sarı ve turuncu renklerini verir. Hatta on milyonlarca yıl gibi çok uzun sürelerde bozulmadan kalabilir. Bunları fosillerden yüksek performanslı sıvı renk ölçümü (HPLC) tekniğiyle çıkarırız.
Bunun için fosillerden alınan örneklerden oluşan bir çözeltiyi pompalayıp farklı katı maddelerin içinden geçiririz. Sıvıdaki bileşikler katı maddelere farklı oranlarda yapışarak bu maddeleri farklı hızda çalışan motorlar gibi farklı hızlarda iter. Bu da bilim insanlarının fosil çözeltisindeki bileşikleri tek tek ayırması ve saptamasını sağlar. Diğer teknik ise Raman tayf ölçümüdür. Bu teknikte bir örneği lazer veya X-ışınlarıyla aydınlatırız. Örnekteki moleküller fotonları belirli dalga boylarında saçarak kimliğini gösterir.
Ardından araştırmacılar lazer dalga boyunu süzerek veriden çıkarır ve geri kalan veriyi fosilin kimyasal bileşimini gösteren parmak izi olarak kullanır. Nitekim bu teknik sayesinde eski dallı bacaklıların, yani sert kabuklu yumuşakçaların kabuk fosillerinde karotenoidler bulduk. Antik zamanlarda soyu tükenmiş olan bu tür, yan dönmüş midyelere benziyordu. Oysa dinozorlar gibi omurgalılarda henüz karotenoid bulamadık. Neyse ki başka pigment saptama teknikleri de var. Mesela porfirinler:
İlgili yazı: Gücü Kullan!
Dinozorların yumurtaları ve porfirinleri
Bunlar yeşil ve mavi tonlarını veren pigmentlerdir ki yumurtalarla bitki kalıntılarında bulunur. Ayrıca genetik araştırmalar da yapabiliriz. Bunu önceki kanserde erkin teşhis için kan testi geliştirdik yazısında anlatmıştım… Önce insanlar ve yaşayan türlerdeki pigment genlerini tarıyoruz, sonra bunları eski fosillerde bulduğumuz DNA ile karşılaştırıyoruz. Fosilde yeşil pigment geni tespit edersek demek ki bu canlının rengi yeşil diyoruz. Fosillerde eser miktarda olan elementlere ayrıca bakıyoruz ki bu da mantıklı. Örneğin insan teni pigmentleri bedenimizin biyokütlesinin çok küçük bir kısmını oluşturur.
Peki neden dinozorların rengine kafayı taktık? T. Rex ve muhteşem arkadaşlarının gerçeğe yakın resimlerini çizmek sizi heyecanlandırmıyor mu? Doğrusu beni çok heyecanlandırıyor! Hem, canlıların renginin yaşam ortamlarına dair bilgi verdiğini söylemiştim. Belki de o meşin derili dev etçil dinozorların aslında kanarya gibi tüylü ve ibikli olduğu öğreneceğiz. Tabii kuş tüyleri T. Rex’in karizmasını çizebilir ama soyu tükendiği ve insan olmadığından bizdeki algısını kafaya takacağını sanmıyorum. 😉 Hayvanların yaşam tarzı derken en basitinden kamuflajı ele alalım:
Ankilozor türlerinde kamuflaj önemlidir. Bunların büyük ve ağır bir zırhı var ki ortalıkta hormonlu, dikenli bir tosbağa gibi lambır lumbur dolanıyorlardı. Oysa yırtıcılardan saklanmak için kamufle olmaları da gerekiyordu. Bu da hem kabuk hem deri rengini bilmenin önemini gösteriyor. Belki de gelecekte bazı dinozor türlerinin erkek ve dişilerinin tıpkı kuşlardaki gibi farklı renkler ve boylarda olduğunu göreceğiz. Mesela erkekler ibikli ve rengarenk iken kur yaptıkları dişiler küçük ve tapon olacak.
Pigmentleri doğru anlamak
Buna cinsel ikibiçimlilik diyoruz. Kadınların genellikle daha kısa boylu, daha az kaslı ve ince kemikli olması, kadın yüzünün daha yumuşak hatlara sahip olması bunun az belirgin örnekleridir. Gerçi kadim dinozor renk avcılığına geçmeden önce çözmemiz gereken bazı problemler var… Örneğin kimyasal analizlerde hata yaparsak pigment olmayan molekülleri pigment sanabiliriz. Pigment olsalar bile bunlar hayvana rengini vermiyor olabilir. Bizim kuşlarda tüye rengini veren pigment dinozorların karaciğeri ya da kaslarında farklı bir rol üstleniyor olabilir. Bu da pigmentleri yanlış anlamak demektir:
İlgili yazı: 5 Soruda Paralel Evrenler
Dinozorların rengi için sonsöz
Son olarak pigmentleri tespit etmek mutlaka hayvanın rengini göstermez. Belki de melanin yapısal renginin üzerine gelen keratin pigmentleri yüzünden gerçek rengi farklıdır. Bir canlıya asıl rengini veren şeyin melanin tabanlı yapısal renklerle pigment tabanlı boya renklerin karışımı olabileceğini unutmayın. Ayrıca ister kombinezon olsun ister salt pigment boyası, belki de fosillerde olmayan başka pigmentler vardır. O zaman da T. Rex’in rengi yine farklı çıkar… ya da ne bileyim? Biz tüylerin rengini buluruz da ten rengini bulamayız. Tabii bir de pis T. Rex olgusu var. 😀
Mesela zift çukurunda ya da alg dolu yeşilimsi bir gölde ölse fosilin renklerini göl yatağındaki tortullardan nasıl ayıracağız? Bu bağlamda tavuk ve civcivlerin renginin farklı olduğunu unutmayın. Belki de biz yavru veya yaşlı dinozor bulduk. Tüy ve deri rengi de buna göre değişti… veya kör talih yüzünden o kadar fosilin arasında gittik albino dinozor ölüsü bulduk. Bu yüzden o türün beyaz olduğunu sandık ama aslında mor renkli… Oysa artık elimizde dinozorların rengini öğrenecek teknikler var. Bundan sonrası hata payını azaltmak için tüm olasılıkları hesaba katarak dikkatli analizler yapmaktır.
Siz de fetüs kanında nasıl kanser testi yapılacağına şimdi bakabilir ve süperiletken grafenin elektronikte yapacağı 5 devrimi gözden geçirebilirsiniz. Kozmik enflasyonda evrenimizin kopyaları var mı diye sorup nesneler gerçek mi üzerinden varlık felsefesine geçiş yapabilirsiniz. Hızınızı alamayarak yaşamı var eden su kimyasını ve kuantum biyolojiyi inceleyerek kuşların manyetik görüşüne de hemen göz atabilirsiniz. Bilimle ve sağlıcakla kalın. 😊
Dört kez patlayan supernova nedir?
1Maturation experiments reveal bias in the chemistry of fossil melanosomes
2Fossil scales illuminate the early evolution of lepidopterans and structural colors
3Raman investigation of the pigment families in recent and fossil brachiopod shells
4Egg pigmentation probably has an early Archosaurian origin
5Pheomelanin pigment remnants mapped in fossils of an extinct mammal
