Permiyen–Triyas kitlesel yok oluş olayında CAM fotosentezi avantaj sağlamış olabilir

Dünya Neredeyse Ölürken

Dünya tarihindeki en büyük kitlesel yok oluş, 252 milyon yıl önce hayatı neredeyse gezegenden sildi. Yine de bazı küçük, gösterişsiz bitkiler sadece hayatta kalmakla kalmayıp hasar görmüş manzaraları hızla ele geçirdiler. Bu çalışma, bugünün saçkıranlarına (quillworts) uzak akraba olan bu mütevazı lycophyte'lerin felaketi izleyen kavurucu ısı ve istikrarsız iklim koşullarına nasıl dayanabildiğini ve bu taktiklerin ısınan bir dünyada yaşam hakkında bize ne söyleyebileceğini araştırıyor.

Zorlu Yeni Dünyada Küçük Bitkiler

Krizden önce dünyanın alçak alanları uzun ağaçların yoğun ormanlarıyla kaplıydı. Sibirya Tuzakları'ndaki volkanik patlamalar aşırı küresel ısınma, okyanus bozulması ve çoğu hayvan türünün kaybına yol açtı. Karada tanıdık ormanlar yok oldu ve kısa, otsu lycophyte'lerin hakim olduğu seyrek topluluklarla değiştirildi. Bu “felaket bitkileri” tropiklerden yüksek enlemlere, özellikle bugünkü Güney Çin bölgesine kadar yayıldı; bu da neden çoğu modern üründe işlev görmeyecek kadar sıcak koşullarda bu narin görünen bitkilerin nasıl başarılı olabildiği sorusunu gündeme getiriyor.

Fosillerde Form ve Akrabalık İlişkilerini Okumak

Araştırmacılar Geç Permiyen’den Orta Triyas’a kadar uzanan kayalardan 485 fosil “sporofill” (spor taşıyan yaprak) büyük bir koleksiyon derlediler ve bunları modern akrabalarla karşılaştırdılar. Yaprak konturu, damar düzeni ve spor kese biçimi gibi 127 basit şekil özelliğini puanlayarak istatistiksel araçlarla fosil türlerin “şekil uzayında” nasıl kümelendiğini haritaladılar. Bu analiz karmaşık fosil adlarını netleştirdi ve Erken Triyas öncülerinin modern Isoetes ile yakın ilişkili Tomiostrobus adlı bir cinse ait olduğunu, daha sonraki Triyas formlarının ise Lepacyclotes adlı başka bir cins içinde gruplaştığını gösterdi. Üreme yapılarınındaki güçlü benzerlik, Triyas bitkileri ile günümüz esnek quillwort'ları arasında sıkı bir evrimsel bağ olduğunu düşündürüyor.

Eski Karbon İçinde Gizli İpuçları

Bu bitkilerin nasıl yaşadığına dair ipuçları aramak için ekip, fosil bitki materyalindeki ve çevresindeki sedimentlerdeki karbon izotop oranlarını ölçtü. Farklı fotosentetik tarzlar farklı izotop parmak izleri bırakır. Güney Çin’in tropik kıyı alçak alanlarından gelen kayalarda, lycophyte olmayan bitkiler küresel karbon döngüsü bozulmasına tutarlı olacak şekilde büyük, negatif karbon değerleri gösteriyor. Buna karşılık lycophyte'ler, atmosferik karbondioksit yükselse bile komşularına göre nispeten ağır karbon bakımından zengin olarak kalıyor. Değerleri yakın sedimentlerin değerlerine yakın duruyor; bu da karışık karbon kaynaklarına ve dokularında karbon yoğunlaştırmanın sıra dışı bir yoluna işaret ediyor.

Süper Sera Etkisini Atlatmak

Ekip ardından bir Dünya sistemi iklim modeli kullanarak yok oluş öncesi, sırası ve sonrasındaki kara yüzeyi sıcaklıklarını yeniden yapılandırdı. Bu haritalar fosil buluntu noktalarıyla birleştirildiğinde, birçok lycophyte'in günlük zirve kara sıcaklıklarının muhtemelen 45–60 derece Santigrat veya daha üstüne çıktığı bölgeleri işgal ettiği bulundu; bu sıcaklıklar çoğu modern C3 bitkisinin tolere edebileceğinden daha yüksek. Oysa modern Isoetes, gece ağırlıklı karbon alımı sağlayan CAM adı verilen bir fotosentez tarzını devreye sokabiliyor; bu sayede karbonu çoğunlukla gece alıp organik asitler olarak depoluyor ve gündüz yaprak gözeneklerini kapalı tutarken fotosentez için kullanıyor. Birçok tür ayrıca kökleri üzerinden doğrudan sudan ve sedimentten karbon çekiyor.

Gündüzü Kurtaran Gece Çalışması

Şekil karşılaştırmaları, izotop kanıtı ve iklim modellemesini bir araya getiren yazarlar, Erken Triyas lycophyte'lerinin muhtemelen yaşayan Isoetes gibi CAM tarzı gece vakti karbon alımını kullandıklarını savunuyor. Bu, suyu korumalarını, ısı stresini azaltmalarını ve diğer bitkilerin başarısız olduğu sıcak, kurak kıyı ovalarında hayatta kalmalarını sağlamış olabilir. Böyle alçak, yavaş büyüyen bitkilerin hakim olduğu bir dünya daha az organik karbonu topraklarda gömerek gezegeni uzun süreli bir sera durumunda tutmaya yardımcı olmuş olabilir. Yine de bu aynı dayanıklı öncüler hasarlı manzaraları stabilize edip ince bir yeşil örtü sağlayarak yaşamın toparlanmasına katkıda bulundu. Kısacası, sessiz bir gece fotosentezi stratejisi, Dünya’nın kara ekosistemlerinin tamamen çökmesini engelleyen anahtar mekanizmalardan biri olmuş olabilir.

Atıf: Xu, Z., Hilton, J., Yu, J. et al. CAM photosynthesis may have conferred an advantage during the Permian–Triassic mass extinction event. Nat Ecol Evol 10, 997–1010 (2026). https://doi.org/10.1038/s41559-026-03026-0

Anahtar kelimeler: Permiyen Triyas yok oluşu, CAM fotosentezi, lycophyte fosilleri, paleoklimat ısınması, bitki hayatta kalma stratejileri