Çevresel değişim, yaşamın uyum sağlama kapasitesini aştığında yaşam son bulur mu ?

Bilim insanları, evrimsel uyum ile çevresel değişim hızı arasındaki bu bağlantının küresel ölçekte de geçerli olduğunu ve yaşamın kitlesel yok oluşlara karşı savunmasızlığını belirleyebileceğini ortaya koydu. Araştırmacılar, bu olguya dair teorik bir model geliştirdiler

Her bir olayın gerçekleştiği dönemdeki küresel çevre değişim hızı da dahil olmak üzere, geçmişteki büyük kitlesel yok oluşlardan elde edilen verilerle karşılaştırdı. Model, Dünya tarihindeki çoğu kitlesel yok oluşun şiddetini —yani uyum sağlayamayıp yok olan yaşam oranını— başarıyla öngördü.

İlginç bir şekilde araştırmacılar, hayvan grupları arasındaki uyum sağlama hızları aralığının, çevrenin değişebileceği hız aralığıyla büyük ölçüde benzer olduğunu tespit etti.

Yok oluş ile çevresel değişim arasındaki bağlantı yeni bir konu değildir. 18. yüzyılın sonlarında, sıklıkla paleontolojinin kurucusu olarak anılan Fransız doğa bilimci Georges Cuvier, "felaketçilik" (katastrofizm) kavramını ortaya atan ilk kişiydi. Cuvier, Paris yakınlarında, o dönemde varlığı bilinen hiçbir hayvan türüyle eşleşmeyen fosil kemikler keşfetmişti. Bu kemiklerin, bir zamanlar var olmuş ancak artık soyu tükenmiş bir dev memeli grubuna ait olduğu sonucuna vardı. Böylece, tüm bir türün —muhtemelen geniş çaplı bir afet nedeniyle— ortadan kalkabileceğini, yani soyunun tükenebileceğini öne sürdü.

Yok oluş, çevresel değişim hızının, bir türün uyum sağlamak amacıyla evrimleşme hızından daha yüksek olması durumunda gerçekleşiyordu. Çevresel değişim hızı, türlerin uyum sağlama kapasitesini aştığında o türlerin yok olduğunu biliyoruz.  Tarihteki kitlesel yok oluş olaylarının, küresel çevresel değişim hızı ile dünya genelindeki yaşamın uyum sağlama hızı arasındaki bir uyumsuzlukla açıklanabilirmiydi. Bunun için iki veri kaynağını karşılaştırmak gerekir: küresel çevrenin zaman içinde değişme hızları ve farklı organizma gruplarının çevresel değişime uyum sağlama hızları. İlki, Dünya ikliminin tarih boyunca nasıl değiştiğine dair bulgular jeolojik kayıtlarda bulunabilir. Ancak ikincisini kaydetmek neredeyse imkansızdır. Burada, organizmaların binlerce ila milyonlarca yılı bulan —yani fiilen jeolojik ölçekteki— büyük çevresel değişimlere uyum sağlama hızlarından bahsediliyor. Bu durum, doğrudan gözleme elverişli bir konu değil.

Bu bağlamda “uyum”, bir türün, çevresi değişirken varlığını sürdürmesini sağlayan ve bir nesil süresinden çok daha uzun zaman dilimlerinde gerçekleşen her türlü değişimi ifade eder.

Evrim teorisinde, bir türün başarılı bir şekilde uyum sağlayabilmesi için genellikle birden fazla koşulun yerine gelmesi gerektiği kabul edilir. Örneğin; toplulukta çeşitlilik bulunmalı, bu çeşitlilik kalıtsal olmalı, bazı varyasyonlar organizmanın diğerlerine kıyasla daha iyi uyum sağlamasına olanak tanımalı ve daha iyi uyum sağlayan organizmalar daha fazla sayıda yavru bırakmalıdır. Tüm bu koşullar sağlandığında, türün tamamının belirli bir çevresel değişime uyum sağlayabilmesi beklenir. Ancak koşullardan herhangi biri gerçekleşmezse, popülasyonun soyu tükenir. Hayvan gruplarının çoğunun orta hızlarda uyum sağlayabildiğini, en yavaş ve en hızlı hızlarda uyum sağlayan grupların ise daha az sayıda olduğunu göstermektedir.

Bu süreçlerde, karbon döngüsünün önemli ölçüde değiştiği —ki bu, küresel çevresel değişimi yansıttığı kabul edilen bir ölçüttür— son 450 milyon yıl içindeki 27 döneme ait paleontolojik ve jeokimyasal verileri yol gösterici olmuştur. Son 450 milyon yılda gerçekleşen neredeyse tüm kitlesel yok oluş olaylarında, çevresel değişim hızı ile hayvanların uyum sağlama hızı arasında bir uyumsuzluk olduğunu gözlemlenmiştir. Kitlesel yok oluşlar, hayvanların önemli bir kısmının değişen çevreye ayak uyduracak kadar hızlı uyum sağlayamaması durumunda meydana gelimiştir. Elde edilen bulgular, hız uyumsuzluğu hipotezinin küresel ölçekte geçerli olduğunu doğruluyor. Dahası, hızlar arasındaki bu uyumsuzluk, yok oluş olaylarının şiddetini ya da çevresel değişim hızı göz önüne alındığında yok olan hayvan türlerinin oranını öngörebilir.

Permiyen sonu yok oluşu örneğinde, okyanusların hızla asitlenmesi muhtemelen organizmaların yeterli koruma mekanizmaları geliştirme hızını geride bırakmış ve bu durum dünya üzerindeki deniz türlerinin yüzde 80'inden fazlasının yok olmasına yol açmıştır.

Günümüzde okyanuslardaki karbondioksit seviyeleri, uygun şekilde yeniden ölçeklendirildiğinde, geçmişteki büyük yok oluş olaylarıyla ilişkilendirilen hızların hemen altındaki karbon döngüsü değişim hızlarına benzer bir oranda arttığını görebiliyoruz. Bu durum, modern çevresel değişimin, uyum sağlamanın giderek zorlaştığı hız sınırlarına yaklaşıyor olabileceğini gösteriyor.