Kuş gagaları neredeyse her şekilde ve boyutta olabilir – sinekkuşunun pipet gibi gagasından, kartalın keskin bir bıçak gibi et kesen gagasına kadar. Ancak biz, bu inanılmaz çeşitliliğin, yaşayan hemen her kuşun gaga gelişimini ve şeklini yönlendiren gizli bir matematiksel kurala dayandığını keşfedildi.
Gagaları bu matematiksel kural ışığında inceleyerek, kuşların ve diğer dinozorların yüzlerinin 200 milyon yılı aşkın evrimini anlayabiliyoruz. Ayrıca nadir durumlarda bu kuralların nasıl ve neden bozulduğunu da keşfetmemizi sağlıyor.
DOĞA KURALLARA UYDUĞUNDA
Biyolojide evrensel kurallar bulmak nadirdir ve zordur – tüm organizmalarda geçerli olabilecek fiziksel yasalara çok az rastlanır. Ancak bir kural keşfedildiğinde, doğadaki desenleri açıklamak için güçlü bir yol sunar. Ekibimiz daha önce dişler, boynuzlar, toynaklar, kabuklar ve elbette gagalar gibi sivri yapıların şekil ve büyümesini açıklayan yeni bir biyolojik kural keşfetmişti.
Bu basit matematiksel kurala göre, sivri bir yapının –örneğin bir gaganın– tabanından ucuna kadar genişliği belirli bir oranda artar. Bu kurala “güç şelalesi” (power cascade) adını verdik.
Bu keşiften sonra, güç şelalesi kuralının kuş ve dinozor gagalarının şeklini açıklayıp açıklayamayacağını merak ettik.
DİNOZORLAR BİRDEN FAZLA KEZ GAGA GELİŞTİRDİ
Çoğu dinozor –örneğin Tyrannosaurus rex– dişli, sağlam burunlu bir yapıya sahiptir. Ancak bazı dinozorlar (örneğin Ornithomimus edmontonicus) hiç dişe sahip değildi ve bunun yerine gagaya benzer yapılara sahipti.
T. rex’in de dahil olduğu teropodlar grubunda gagalar en az altı farklı kez evrimleşti. Her defasında dişler kayboldu ve burun yapısı milyonlarca yıl içinde gaga benzeri bir forma dönüştü.
Ancak bu örnek dinozor gruplarından sadece biri, 66 milyon yıl önceki kitlesel yok oluştan sağ çıktı. Hayatta kalan bu grup, zamanla modern kuşlara evrildi.
İLK KUŞLAR KURALLA DOĞDU
Güç şelalesi büyüme kuralını araştırmak için 127 teropod türünü inceledik. Gördük ki bu türlerin %95’inin gagaları ve burun yapıları bu kurala uyuyordu.
Gelişmiş evrimsel analizler ve bilgisayar modelleri sayesinde, atasal teropodun dişli bir buruna sahip olduğunu ve bu burun yapısının da güç şelalesi kuralına göre şekillendiğini gösterdik.
Bu da güç şelalesi kuralının yalnızca teropodlara değil, belki de tüm omurgalılara – memeliler, sürüngenler ve balıklar dahil – ait burun gelişimini tanımlayabileceğini düşündürüyor.
KURALLARA UYANLAR VE BOZANLAR
Kitlesel yok oluştan sağ çıkan kuşlar, büyük bir çeşitlenme dönemine girdi. Günümüzde dünyanın her yerinde yaşayan kuşlar, bulundukları ortamlara göre farklı gagalar geliştirdi.
Meyve yemek, böcek yakalamak, et yırtmak ya da nektar emmek için özelleşmiş bu gaga biçimlerinin çoğu, güç şelalesi büyüme kuralını izliyor.
Ancak nadir de olsa, bu kurala uymayan türler de mevcut. Bunlardan biri, çamurlu suları süzerek beslenen Avrupa kaşıkgagası. Oldukça özgün olan bu beslenme tarzı, kuralın neden “bozulduğunu” da açıklıyor olabilir.
Kural bozuculara ise kızgın değiliz. Aksine, bu durum güç şelalesi kuralının ne kadar açıklayıcı olduğunu daha da ortaya koyuyor. Çünkü çoğu kuş gagası bu kuralla biçimlenebiliyor ve çoğu beslenme stiline hizmet edebiliyor.
Ama ara sıra çıkan “tuhaf” gagalar, mesela kaşıkgaga gibi, kendi özel solucanlarını yakalayabilmek için bu ortak büyüme kurallarını çiğniyor.