Bilim insanlarını şaşırtan keşif! Dişi karıncalar kraliçe olmak için beyinlerini feda ediyor.
Dünya üzerindeki binlerce karınca türünden biri olan Hindistan zıplayan karıncasıyla ilgili yeni bir keşif bilim insanlarını heyecanlandırdı. Bu minik hayvanların beyinlerini anlamak, insanlar için de önemli sonuçlar getirebilir.
Karıncalar dünyanın en ilginç ve en büyüleyici canlılarından. Yeryüzünde 12 binden fazla türü olan karıncalar kendi ağırlıklarının 20 katına kadar ağırlık kaldırabiliyor, bazı kraliçe karıncalar milyonlarca yavru dünyaya getirebilecek kadar uzun yaşıyor.
Latince adıyla Harpegnathos saltator olarak bilinen Hindistan zıplayan karıncası da en ilginç karınca türlerinden biri. 1851'de bilim insanı Thomas C. Jerdon tarafından sınıflandırılan bu 2,5 santimetre boyundaki karıncalar, Hindistan'da ormanlık bölgelerde yaşıyor, 10 santimetre yükseğe kadar zıplayabiliyor ve kendi büyüklüğünün iki katı avcıları alt edebiliyor.
Bütün bunlar yeterince hayranlık uyandırıcı değilmiş gibi, son olarak bu karıncaların üreyebilmek için beyinlerini küçültüp sonra yeniden büyütebildikleri ortaya çıktı!
BÖCEKLER ALEMİNDE BİR İLK
Sonuçları bu hafta içinde bilim dergisi Proceedings of the Royal Society B'de yayımlanan bir araştırma, Hindistan zıplayan karıncası dişilerinin beyinlerini birkaç hafta içinde yüzde 20-25 civarında küçültüp sonra yeniden büyütebildiğini gösterdi.
Aslına bakılırsa aralarında bal arılarının da bulunduğu bazı böceklerin beyinlerini büyütme becerisine sahip olduğu önceden de biliniyordu. Ancak Hindistan zıplayan karıncası beyin büyüklüklerini artırıp eksiltme becerisine sahip olduğu keşfedilen ilk böcek türü oldu.
Ancak daha da önemlisi Hindistan zıplayan karıncalarının beyin büyüklüklerini değiştirmenin altında yatan sebep... Araştırmayı yürüten bilim insanlarına göre, dişi karıncalar bunu üremeye hazırlık olarak yapıyor.
BİR KARINCA KOLONİSİ NASIL İŞLER?
Dilerseniz en baştan başlayalım... Karıncalar gibi sosyal böcekler genelde kast sistemi temelli bir koloni yapısına sahip oluyor. Kolonide bir kraliçe, görevi üreme olan erkekler ve koloninin tüm işlerini yapan dişi işçiler bulunuyor.
İşçi karıncalar yiyecek toplanması, avlanma, temizlik, yavruların bakımı ve yuvanın korunması gibi hayati işlerden sorumlu.
Kraliçenin kolonideki yeri ise herkesten ayrı. Bütün ihtiyaçları işçi karıncalar tarafından karşılanan kraliçenin ömrü de diğer karıncaların 5 katı daha uzun. Tipik bir karınca kolonisinde kraliçe karınca dışında yavru veren başka birey bulunmuyor. Hatta kraliçe karınca salgıladığı feromonlar sayesinde işçi karıncaların yumurtlamasını engelliyor. Bu nedenle kraliçe öldüğünde koloninin de sonu geliyor.
Birçok karınca türünde dişinin kraliçe mi yoksa işçi mi olacağı daha larva evresindeyken belirleniyor. İyi beslenen ve doğru hormonlar verilen larva kraliçe olacak şekilde büyürken, diğer larvalar birer işçi karıncaya dönüşüyor.
ZIPLAYAN KARINCALARIN 'TAHT OYUNLARI'
Ancak Hindistan zıplayan karıncalarında yapı tam olarak böyle değil. Hindistan zıplayan karınca kolonisinde kraliçe öldüğünde, o güne kadar işçi olarak yaşamış dişi karıncaların önünde bir kraliçe olma fırsat doğuyor.
Kraliçe öldükten kısa bir süre sonra kolonideki dişilerin yaklaşık yüzde 70'i, bir başka deyişle yüzlerce karınca, 40 güne kadar uzayabilen bir dövüş turnuvasına başlıyor. Antenlerini birbirlerinin yüzüne vurarak rakiplerini alt etmeye çalışan dişi karıncalar, dövüşe dövüşe zayıfları eliyor. Geriye en güçlü ve dövüşte en başarılı 5-10 tanesi kalıyor. Bu en güçlü karıncalar kraliçe benzeri bir statüye kavuşuyor ve hayatlarının geri kalanında erkek karıncalarla çiftleşip yavru vermeye başlıyor. Elenenler ise yeniden işçi görevlerine dönüyor.
Daha da ilginç olan dövüş turnuvası başladığında işçi karıncaların geçirdiği değişim. Hormon dengeleri değişen işçi arılar bir anda üreme becerisine sahip yarı kraliçelere dönüşüyorlar. Yunanca "evli işçi" anlamında "gamergate" kelime olarak adlandırılan bu yarı kraliçeler dışarıdan bakıldığında işçi arılardan farksız görünse de anatomileri çok çarpıcı değişiklikler gösteriyor.
EVLİ İŞÇİLER VE İNANILMAZ DEĞİŞİMLERİ
ABD'nin Georgia eyaletinde bulunan Kennesaw Eyalet Üniversitesi Biyoloji Bölümü'nde asistan öğretim üyesi olarak görev yapan Dr. Clint Penick ve ekibi tam da bu değişiklikleri inceledi. Guardian'a konuşan Penick, "Yetişkinlik evresinde kendilerini tamamen değiştirme becerisine sahipler ve bu nedenle çok ilginç hayvanlar" derken, araştırmada elde ettikleri sonuçları da New York Times'a "Vücutlarının içine baksanız yaşadıkları dev değişimleri görebilirsiniz" sözleriyle özetledi.
Penick ve ekibi araştırma kapsamında 30 Hindistan zıplayan karıncası kolonisini inceledi. Gamergate'lerle işçilerin iç organlarını kıyaslayan bilim insanları, gamergate haline gelen dişilerin yumurtalıklarının normale kıyasla 5 kat büyüdüğünü buna karşın beyinlerinin yüzde 20 küçüldüğünü ortaya koydu. Ardından lazer destekli görüntüleme teknolojilerini kullanarak gamergate'lerin beyinlerini inceleyen uzmanlar daha da ilginç bir gerçekle karşılaştı.
Beyindeki küçülme özellikle karıncaların görmesini sağlayan optik loblarda yaşanıyordu. Penick bunu gamergate'lerin yer altındaki yuvalarında yaşarken görme yetisine ihtiyaç duymamasıyla bağlantılı olabileceğini belirterek, "Zifiri karanlıkta yaşıyorlar. Dolayısıyla görsel sinyalleri işleme becerilerini sürdürmelerinin hiçbir sebebi yok" diye konuştu.
DÖVÜŞÜ KAZANANIN DÜŞÜNMEYE İHTİYACI KALMIYOR
Bilim insanlarının küçüldüğünü keşfettiği bir diğer bölüm de beynin merkezindeki bölgelerdi. Penick bunu da gamergate'lerin yiyecek bulmak ya da yuvayı avcılardan korumak gibi bilişsel anlamda güç görevlerle uğraşmak zorunda olmamasıyla açıkladı ve ekledi:
"İşçi karıncalar bu bilişsel görevlerle uğraşmak için büyük bir beyne ihtiyaç duyar ama gamergate'lerin o kadar düşünmeye ihtiyacı yoktur. Turnuvayı kazandıkları andan itibaren, yumurtlama makinelerine dönüşürler."
Araştırmacılar karıncaların beyinlerini küçültmelerinin sebebini de enerji tasarrufu olarak açıkladı. Benzer bir davranış cüce sivri farelerde de görülüyor. Ağırlığı 2 gram olan bu minik hayvanlar kış aylarında vücudunun diğer yerlerine ısı gönderebilmek için beynini küçültüyor. Bahar gelince cüce sivri farelerin beyinleri yeniden büyüyor.
Araştırmayı New York Times'a değerlendiren Boston Üniversitesi Biyoloji Bölümü öğretim üyelerinden Dr. James Traniello da bunun olası bir açıklama olduğu görüşünde. Diğer karınca türlerinde beynin evrimi konusunda çalışmalar yürüten Traniello, "Beyin masraflı bir organdır" dedi ve beynin küçülmesiyle tasarruf edilen enerjinin üremeden sorumlu diğer organlara transfer ediliyor olabileceğini belirtti.
KOLONİDEN AYRILAN ESKİ HALİNE DÖNÜYOR
Benzer bir varsayımı benimseyen Penick ve ekibi, bu enerji transferinin geri döndürülebilir olup olmadığını da inceledi. Her koloniden 2 adet gamergate işaretlendi. Bu gamergate'lerden bir tanesi koloniden ayrılıp 3-4 haftalığına bir plastik kutuda izole edildi ve burada düzenli olarak beslendi. Diğer gamergate kolonide kaldı.
Araştırmacıların hipotezine göre, sosyal etkileşim ve bakım eksikliği, plastik kutudaki gamergate'in koloniye döndüğünde yeniden işçi statüsüne dönmesine sebep olacaktı. Gerçekten de bir-iki gün içinde bu gamergate'ler yumurta üretmeyi bıraktı. Birkaç hafta içinde de yeniden işçi karıncalar gibi davranmaya başladılar.
Bu gamergate'ler koloniye döndüklerinde diğer işçiler tarafından yakalanıp kendi aralarına çekildi. Penick, National Geographic'e bu olguyu "polislik" olarak tanımlarken, amacının da kolonide çok fazla üreyebilen dişi olmasını önlemek olduğunu belirtti. Kısmen gelişmiş yumurtalıkları olan karıncaların diğer karıncalar tarafından zaman zaman saatler hatta günlerce tutulduğunu da belirten Penick, "Bunu bir karınca hapishanesine konmak gibi tanımlayabiliriz" diye konuştu.
6-8 hafta sonra ayırdıkları gamergate'lerin anatomilerini yeniden inceleyen uzmanlar, iç organlarının yeniden ortalama işçi karınca büyüklüğüne ulaşmış olduğunu gördü. Penick, "Hayatta kalamayacaklarını düşünmüştüm ama birkaç gün içinde süreci tamamen tersine çevirdiler. Beyinlerini yeniden en baştaki büyüklüğe getirebildiklerini görmek gerçekten büyüleyiciydi" dedi.
İNSANLAR İÇİN BİR MODEL OLABİLİRLER
Penick, "Bu türler hem larva evresinde hem de yetişkinlik evresinde inanılmaz bir plastisite (esneklik) gösteriyorlar. Bu nedenle epigenetik ve insanlar dahil organizmalarda plastisitenin kontrolü gibi şeyleri anlamak için bir model olabilirler" İfadelerini kullandı.
Penick, bu sayede beyinde bir bölgenin büyüyüp küçülmesini kontrol eden mekanizmaları anlayabilmemiz için yeni fırsatlar doğduğunu da sözlerine ekledi. Zira insanlar beyin dokularını kaybettiklerinde yeni beyin hücreleri ürese bile beynin tamamen tamir olması ve ilk günkü haline dönmesi söz konusu değil. Ancak karıncalardaki bu durumu kontrol eden genin keşfedilmesi durumunda insanlardaki nörolojik tedaviler konusunda da yeni kapılar açılabilir.
