55
7 shares, 55 points

Et-yiyen parazitoid kurtların saldırısı!! Tropik cennet bahçelerinde kol gezen sessiz mutant cırcır böcekleri!! Bu başlıklar size ucuz bir korku filminin fragmanınından tanıtım cümleleri gibi gelebilir Fakat bu sansasyonel sözler aslında Hawaii Adaları’ndan biri olan Kauai’deki durumu oldukça doğru tanımlıyor. “Et-yiyen parazitoid kurtlar” aslında Kuzey Amerika’dan gelip Hawai’yi istila eden Ormia ochracea adlı sineğin yavruları. Mutant cırcır böcekleri ise bu sineklerin muhtemel kurbanları. Bu sinekler cırcır böceklerinin çağrı seslerini takip ederek kurbanın sırtına kıpır kıpır oynayan kurtçuklarından avuç dolusu bırakır. Kurtçuklar cırcır böceğinin içine doğru yol alır ve bir hafta sonra şişmanlamış bir şekilde dışarı çıktıklarında, bu durum cırcır böceğinin ölümü ile sonuçlanır. Ancak bu sonbahar, biyolog Marlene Zuk, John Rotenberry ve Robin Tinghitella bu dehset verici etkileşimin kırılma noktasına geldiğini saptayan bir araştırmayı duyurdular. Bu araştırmanın sonuçlarına göre, Kauai Adası’ndaki cırcır böcekleri sadece birkaç yıl içerisinde evrilmiş ve kendilerini kurtçukların yemeği olmaktan kurtaracak bir strateji geliştirmişlerdi… Fakat elbette, her şeyin bir bedeli var.

Evrim bunun neresinde?

Bu hikayede evrim, cırcır böceklerinin kanat şeklini etkileyen ve büyük olasılıkla tek bir mutasyonun yol açtığı bir değişime dayanıyor. Normal erkek cırcır böcekleri, birbirine sürtündüklerinde belirgin bir ses çıkartan, bir tarak ve bir seri dişle donatılmış özel bir kanat yapısına sahiptir. Mutant erkeklerin kanatları ise bu ses çıkartma özelliklerinden yoksun olan dişi kanatlarına daha çok benzer. Sonuç ses çıkarma bakımından zenne rolüne bürünmüş bir grup erkek olur: bu mutant erkekler dişiler gibi sessizdirler ve potansiyel bir eş bulabilmek için çağrı sesleri çıkartamazlar.

Bir erkek cırcır böceği için hangisi daha avantajlıdır: ses çıkartabilen normal kanatlar mı yoksa sessiz mutant kanatlar mı? Cevap: duruma bağlı! Aşağıdaki şekilde gösterildiği üzere, parazit sineğimizin bulunmadığı adalarda, avantaj ses çıkartan cırcır böceğindedir çünkü bunlar mutant cırcır böceklerinin aksine ses yoluyla dişileri yanlarına çağırabilirler. Sineklerden yoksun bu adalarda doğal seçilimin normal cırcır böcekleri tercih etmesini bekleriz. Zira ortamdaki dişileri daha az oranda cezbedebilen ve buna bağlı olarak da daha az çiftleşme fırsatı bulan mutant cırcır böcekleri daha az sayıda yavru sahibi olacakları için elenirler. Bunun tersi durumlarda, yani sineklerce istila edilmiş adalarda, avantaj mutant cırcır böceklerine geçer. Çağrı sesleri çıkaran cırcır böcekleri sinekler tarafından saldırıya uğrayıp kurtçukların yemeği olurken, ses çıkarmayan erkekler sineklerin saldırısından kurtulup çiftleşebilme fırsatını bir başka güne daha aktarmış olur. Bu gibi durumlarda doğal seçilim mutant cırcır böcekleri tercih eder. Fakat Kauai örneğinde olduğu gibi, ortamda parazit sinekler olsa dahi aktif olarak çağrıda bulunan cırcır böcekleri eş bulmadaki bariz üstünlüklerinden dolayı popülasyonda az oranda olsa da korunur.


X kromozomundaki mutasyon.             

İnsanlarda cinsiyet X ve Y kromozomları tarafından belirlenmektedir: XX bireyler dişi, XY bireyleri ise erkektir. Ama cırcır böceklerinde Y kromozomu bulunmaz: XX cırcır böcekleri dişi, tek X’e sahip bireyler ise (X-) erkektir. Mutant kanat geni cırcır böceğinin X kromozomu üzerinde yer almaktadır ve Xm sembolü ile ifade edilir. Bütün dişiler (XX, XXm, XmXm) normal sessiz kanata sahiptirler, X- erkekler cırcır seni çıkarabilen normal kanatlara sahip iken, Xm- erkekler sessiz mutant kanatlara sahiptir.


Kauai Adası, uygun koşullar altında doğal seçilimin ne derece hızlı işleyebileceğinin çok çarpıcı bir kanıtıdır. Marlene Zuk ve çalışma arkadaşları, Kauai’deki durumun takip edilmeye başlandığı yıl olan 1991 ile 2001 yılları arasında ada cırcır böceklerinin popülasyonun büyüklüğünde önemli azalmalar tespit etti. Cırcır böcekleri, parazit sineklere karşı rekabet edemeyecek gibi görünüyordu. Yapılan bir çalışmada çağrı sesleri yayan cırcır böceklerinin %30’unun parazit ile enfekte olduğu tespit edilmiş ve dolayısıyla 2001 yılında ada neredeyse tamamen sessizliğe gömülmüştü. Ekip, çağrı sesi yayan sadece bir cırcır böceği tespit edebilmişti! Bu derece güçlü bir paratizlik, cırcır böceklerinin sineklerden kurtulabilmesini sağlayabilecek herhangi bir genetik değişikliğin ortaya çıkmasına neden olacak bir seçilim baskısı oluşturur. Nitekim ekip 2003 yılında bu seçilimin nasıl sonuçlandığını keşfetti: cırcır böcekleri popülasyonu bu işten sıyrılmanın bir yolunu bulmuş ve popülasyon büyümeye başlamıştı! Ada yeniden cırcır böceklerinden geçilmez hale geldi – ama yeni ortaya çıkan bu böcekler sessiz cinstendi. Araştırma ekibi konuyu daha derinden inceleyince, cırcır böceklerinin kanatlarında ortaya çıkan mutasyonu keşfettiler. 1990’ların sonu ile 2003 arasında, cırcır böceğinin yaşam döngüsüne göre 20 ila 30 kuşaklık bir zaman diliminde, Kauai Adası’ndaki cırcır böceği popülasyonu neredeyse tamamen sessiz bir popülasyona dönüşecek şekilde evrilmişti!

Peki hepsi bu kadar mı? Evrimin yaratıcı yöntemleri sorunun çözülmesini sağladı mı? Aslında tam olarak değil... Doğal seçilim sihirli bir değnek değildir. Basitçe ele alacak olursak doğal seçilim, bir popülasyondaki mevcut çeşitlerden belirli bir zamanda ve ortamda işe yarayanları seçer. Sessiz kanatlar parazitik sineklerden kurtulmanın kilit noktasını oluşturabilir ama dişiler müstakbel eşlerini çıkarttıkları çağrı seslerini takip ederek bulduklarından, söz konusu bekar bir erkeğe eş bulmak olduğunda, bu sessizlik büyük bir sorun teşkil edecektir. Şu anda mutant erkek bireyler eş bulma sorunlarını popülasyonda hayatta kalmış bir iki çağrı sesi çıkartan cırcır böceğinin yanına takılarak çözmektedir. Dişi cırcır böcekleri çağrı sesi çıkartan erkeklere doğru yola koyulurlar fakat yol üzerinde bulunan mutant erkekler tarafından “rahatsız” edilebilirler!

Dişinin yolunu kesen bu sessiz cırcır böceği önemli bir engeli aşmış olmasına rağmen sorunlar onun için tam olarak bitmemiştir, çünkü sessiz kanatları çiftleşme başarısında halen büyük bir sorundur. Normalde, bir dişiyi kendisine çekmiş olan erkek cırcır böceğinin mercimeği fırına verebilmesi için, son bir kur şarkısı patlatması gerekir. Fakat mutant erkeklerin bu tatlı serenatı gerçekleştirecek kanatları yoktur. Birçok dişi cırcır böceği için kur şarkısının yokluğu ilişkiden hızla çekilmek için çok önemli bir etkendir. Fakat Kauai Adası’ndaki dişi cırcır böceklerinin daha kolay elde edilebilir oldukları ve bir erkeği sessiz olmasına rağmen eş olarak kabul edebildikleri görülmüştür. Marlene Zuk ve çalışma arkadaşları bu durumu açıklamak için, Kauai Adası’nda, mutant erkeklerin yüksek oranda bulunmasından dolayı buradaki dişilerin diğer popülasyonlara oranla daha az seçici olma yönünde evrildikleri hipotezini öne sürüyorlar.


Sessiz erkeklerin sağ gösterip sol vurma taktikleri şimdilik eş bulmada işe yarıyor gibi görünüyor. Ne de olsa mutasyonun sıklığı tavana vurmuş durumda, demek ki mutasyonu taşıyan onca erkeğin sessiz babaları belirli oranda çiftleşme başarısı göstermiş olmalı. Peki bu strateji uzun dönemde de işe yarayacak mı? İşte bu soruya cevap vermek oldukça zor. Sessiz kanat mutasyonu hayatta kalma başarısı için gerçekleşen seçilim (parazitlik) ile eşeysel seçilim (eş bulma) arasında bir uzlaşının sonucudur. Şu anda parazitlerin yoğunluğundan dolayı hayatta kalma başarısı yönünde gerçekleşen seçilimin üstünlüğü ele geçirdiği görülmektedir ve bu da sessiz kanat mutasyonunun sıklığının artması ile sonuçlanmaktadır. Fakat çağrı şarkısını söyleyebilen erkek sayısı azaldıkça üreme başarısı bakımından çağrı şarkısı söyleme özelliği daha değerli hale gelebilir. Bu durum güç dengesini eşeysel seçilime doğru kaydırarak popülasyondaki normal kanat sıklığının artmasına yol açabilir. Başka bir olasılık ise, artık neredeyse tamamen sessiz olan konaklarını bulmakta yaşadıkları sorunlardan dolayı sinek popülasyonunun ciddi şekilde azalması ve doğal seçilimin cırcır böcekleri üzerindeki etkisinin değişmesi olabilir. Kauai Adası’ndaki cırcır böceği popülasyonunun kaderi ne olursa olsun, bu böceklerin hızlı evrim geçirme potansiyelleri etkin bir şekilde ortaya konmuştur. Son birkaç yıl içerisinde büyük bir evrimsel değişim sürecinden geçmekte olan bu böcekleri gelecekte de daha pek çok evrimsel değişim beklenmektedir.


Güncelleme

Marelene Zuk ve ekibi, sessiz erkek cırcır böcekleri hakkında yukarıda sunduğumuz raporu yayınladıktan sonra bu ilgi çekici araştırmaya devam ettiler. Bu çalışmalar doğrultusunda elde ettikleri sonuçlar, cırcır böcekleri popülasyonundaki hızlu artışın nedenlerine yeni boyutlar kazandırdı:

  • Dişi cırcır böcekleri, kendilerine serenat yapmayan bir erkek ile ilişkiye girmediklerine göre, sessiz mutant erkekler nasıl olur da üremeye devam edip sessiz kanat mutasyonlarını gelecek nesillere aktarabiliyorlardı? Zuk ve ekibinin şansı bu konuda yaver gitti. Zira ekibin laboratuvarında, bu soruya cevap vermelerini sağlayacak iki cırcır böceği popülasyonu bulunuyordu. Bunlardan biri, henüz Kauai Adası’ndaki sessiz kanat mutasyonu ortaya çıkmadan önce adadan toplanmış cırcır böceklerinden oluşan bir popülasyondu. Diğeri ise sessiz kanat mutasyonuna uğramış olan cırcır böceklerinden oluşan bir popülasyondu. Ekip, dişi circir böceklerinin bu iki farklı popülasyondaki erkeklere nasıl davrandıklarını gözlemledi ve dişilerin her iki erkek grubuna da aynı miktarda şans tanıdığını, yani sessiz erkeklerle de şarkı söyleyebilenler kadar sık çiftleştiklerini farketti. Kauaili dişi cırcır böceklerinin çiftleşecek erkek seçmede gevşek davrandıkları zaten daha önceden biliniyordu. Bu bilgiler şu duruma işaret ediyor: Kauai bölgesindeki dişi cırcır böcekleri, henüz sessiz kanat mutasyonu ortalarda yokken bile güçlü ve sessiz erkeklere karşı bir eğilim gösteriyor olduklarından, sessiz kanat mutasyonunun Kauai popülasyonunda kendine oturaklı bir yer edinmesi pek de zor olmamış olsa gerek.
  • Peki bu sessiz kanat özelligi yavrulara nasıl aktarılıyor? Araştırmacıların daha sonra yaptıkları deneyler, cırcır böceklerinde sessiz kanatlara sebebiyet veren tek bir gen olduğunu ve bu genin X kromozomunda yer aldığını doğruladı. Bu da, mutasyonun 20 nesilden az bir sürede (ki bu evrimsel açıdan göz açıp kapayıncaya kadar geçen bir sure demek) nasıl bu kadar yüksek gen sıklığına sahip olabildiğini açıklıyor. Çünkü tekli mutasyonlar, kromozomun üzerinde farklı yerlere dağılmış ve birlikte çalışan çoklu mutasyonlara kıyasla daha kolayca yayılacaklardır, üstelik de söz konusu bu mutasyon avantajınıza ise!

Marlene Zuk ve ekibi bu hızlı evrimsel değişimin nedenlerini ve cevabı henüz verilmemiş soruları araştırmaya devam ediyor. Kauaili dişiler, eş seçmedeki gevşeklikleri ile anormal bir davranış mı sergiliyorlar? Bu dişilerin sessiz erkeklere karşı böylesine cömert davranmaları nasıl açıklanabilir? Şarkıcı erkek popülasyonundaki bu azalmanın sonu nereye varacak? Tamamen sessiz olan bir popülasyon hayatta kalabilir mi? Peki tüm bunlar parazit sinekleri nasıl etkileyecek? Bütün bu soruların cevapları verildikçe ve diger bilinmeyenler keşfedildikçe sizi bilgilendirmeye devam edeceğiz. Bu hikaye hakkında öğreneceğimiz daha çok şey var gibi görünüyor.

Kaynak : Evrimi Anlamak Web Sitesi (www.evrimianlamak.org)

Daha fazlasını okumak için :

  • Bailey, N.W., McNabb, J.R., and Zuk, M. (2008). Pre-existing behavior facilitated the loss of a sexual signal in the field cricket Teleogryllus oceanicus. Behavioral Ecology 19:202-207. Okumak için (İngilizce)
  • Mesa, A., Garcia-Novo, P., and dos Santos, D. (2002). X1X20(male) - X1X1X2X2 (female) chromosomal sex determining mechanism in the cricket Cicloptyloides americanus (Orthoptera, Grylloidea, Mogoplistidae). Journal of Orthoptera Research 11(1):87-90.
  • Tinghitella, R.M. (2008). Rapid evolutionary change in a sexual signal: genetic control of the mutation 'flatwing' that renders male field crickets (Teleogryllus oceanicus) mute. Heredity 100:261-267. Okumak için (İngilizce)
  • Zuk, M., Rotenberry, J. T., and Tinghitella, R. M. (2006). Silent night: adaptive disappearance of a sexual signal in a parasitized population of field crickets. Biology Letters 2(4):521-524. Okumak için (İngilizce)

Kaynakça :

  • Bailey, N.W., McNabb, J.R., and Zuk, M. (2008). Pre-existing behavior facilitated the loss of a sexual signal in the field cricket Teleogryllus oceanicus. Behavioral Ecology 19:202-207.
  • Mesa, A., Garcia-Novo, P., and dos Santos, D. (2002). X1X20(male) - X1X1X2X2 (female) chromosomal sex determining mechanism in the cricket Cicloptyloides americanus (Orthoptera, Grylloidea, Mogoplistidae). Journal of Orthoptera Research 11(1):87-90.
  • Tinghitella, R.M. (2008). Rapid evolutionary change in a sexual signal: genetic control of the mutation 'flatwing' that renders male field crickets (Teleogryllus oceanicus) mute. Heredity 100:261-267.
  • Zuk, M., Rotenberry, J. T., and Tinghitella, R. M. (2006). Silent night: adaptive disappearance of a sexual signal in a parasitized population of field crickets. Biology Letters 2(4):521-524.

Arkadaşlarınla paylaş!

55
7 shares, 55 points
Bi Format Seçerek Başlayalım
Test
Her Konu Olabilir Çünkü Neden Olmasın
Genel Kültür Testi
Bilgi Seviyesi Ölçer
Anket
Kim Neye Ne Diyor
Hikaye
Burdan Herşey Yapılıyor.
Liste
Anam Babam Liste
Ters Liste
Bir Numarayı Merak Etmek İçin
Açılır Liste
Submit your own item and vote up for the best submission
Ranked List
Upvote or downvote to decide the best list item