33.3: Arazi Kolonizasyonu

Dünyanın ilk dönemlerindeki ortamdaki değişiklikler, organizmaların evrimine neden oldu. Okyanuslardaki prokaryotik organizmalar fotosentez yapmaya başladıkça oksijen ürettiler. Sonunda, oksijen okyanusları doyurdu ve havaya girerek, yaklaşık 2,3 milyar yıl önce oksijen devrimi olarak bilinen atmosferik oksijen konsantrasyonunda bir artışa neden oldu. Bu nedenle hücresel solunum için oksijen kullanabilen organizmaların bir avantajı vardı. 1.5 yıldan daha uzun bir süre önce ökaryotik hücreler ve çok hücreli organizmalar da ortaya çıkmaya başladı. Başlangıçta, bu türlerin tümü Dünya okyanuslarıyla sınırlıydı.

Karada yaşayan ilk organizmalar, okyanus kıyılarına yakın nemli ortamlarda yaşayan fotosentetik prokaryotlardı. Su eksikliğine rağmen, karasal ortamlar fotosentez için bol miktarda güneş ışığı ve karbondioksit sağladı. Yaklaşık 500 milyon yıl önce, günümüz bitkilerinin ataları daha kuru ortamları kolonileştirebiliyorlardı, ancak susuz kalmayı önlemek için adaptasyonlara ihtiyaç duyuyorlardı. Suya bağlı olmayan üreme yöntemleri geliştirdiler ve embriyolarının kurumasını önlediler. Bu ilk bitkiler ayrıca su ve besin elde etmek için kökleri ve güneş ışığı ve karbondioksit elde etmek için bir gövde içeren bir vasküler sistem de geliştirdiler.

Bitkiler ve mantarlar aynı zamanda toprağı kolonileştirmiş gibi görünüyor. Karada birlikte evrimleşmeleri hem modern organizmalarda hem de en eski bitki fosillerinden bazılarında görülen, birçok bitki ve mantar arasındaki karşılıklı yararlı ilişkinin sonucudur; Mantarlar, bitkinin sağladığı besinlerden yararlanırken, besinlerin ve suyun emilimine de yardımcı olur.

Eklembacaklılar, yaklaşık 450 milyon yıl önce karada kolonileşen ilk hayvan türleriydi. İlk tetrapodlar daha sonra karada da yaşayacak şekilde evrimleşti ve toprağı kolonileştiren bitki türlerinde bol miktarda yiyecek buldu. Amfibiler, 100 milyon yıl boyunca karasal hayvan yaşamına egemen oldu. Daha sonra dinozorlar ve ardından memeliler en bol bulunan kara hayvanları olacaktı.

- [Anlatıcı] Üç milyar yılı aşkın bir süre önce canlı formları ancak okyanuslarda yaşayabiliyordu. Bazı prokaryotlar karbondioksiti vücutlarında tutarak şeker üretmeye başlamıştı. Bu işleme fotosentez denir.

Fotosentez yapan organizmaların açığa çıkardığı oksijen atmosferde birikmeye başladı. Peki suda yaşayan canlılar nasıl karaya çıktı? Fotosentez yapan tek hücreli prokaryotlar önce karalardaki sulak alanlara yayılmaya başladı. Bu, iki milyar yılı aşkın bir süre önceydi.

Okyanus ortamından farklı olarak karadaki yaşam ortamlarında bol miktarda gün ışığı ve karbondioksit vardı. Bunlar da fotosentez için elzem olan iki şeydir. Çokhücreli bitkiler ve mantarlar yavaş yavaş evrimleşerek karada yaşama yeteneğini geliştirdiler.

Süreç, 485 milyon yıl önceki Ordovisyen Dönemde tamamlanmıştı. Karada yaşam için temel uyarlanmalardan biri hücrelerin özelleşmesi oldu. Bitkinin ışığı içine almasını sağlayan oluk benzeri yapı, toprağa tutunmasına yarayan köklerden böyle ayrıldığı gibi suyun ve gıda maddelerinin emilimi de mümkün oluyordu.

Başka yapısal değişiklikler de kara bitkilerinin başarısına katkıda bulundu. Örneğin, mumlu kutikula katmanı buharlaşmayı sınırlıyordu. Hücre duvarı ile damarlı doku, yapısal destek sağladığı gibi büyük bitkilerde suyun dolaşımını kolaylaştırıyordu.

Bundan 450 milyon yıl kadar önce eklembacaklılar, karada yaşayacak şekilde evrimleşen ilk hayvanlar oldu. Dış iskeletleri bulunan bu organizmalar günümüzde yaşayan böcekler ile kabukluların atalarıydı. Tetrapodlar, yani dört bacaklı hayvanlar yaklaşık 400 milyon yıl önce evrimleşti.

Bunların ataları olan balıklarda akciğerlerin ve iç iskeletin evrimleşmesi, bu grubun olağanüstü geniş bir yayılma göstermesinde etkiliydi. Sonunda bu hayvanlardan amfibiler, sürüngenler, kuşlar ve memeliler doğdu. Hem tetrapodlar hem de eklembacaklılar, artık karaları kaplamakta olan bitkiler sayesinde geniş gıda kaynaklarına kavuşmuş oluyordu.

Sırayla ilerleyen bu süreçlerde bitkiler, mantarlar ve hayvanların yeryüzündeki kara kütlelerine yayılmasıyla sonunda bugün bildiğimiz türler ortaya çıktı.