Bitkiler karıncaları kendilerine hizmet ettirecek şekilde nasıl evrimleşti?

“Bitkiler sıkıcıdır!” Hayvanlar eğlenceli, bitkiler ise oturup sadece fotosentez yapıyorlar. Öyle mi? Pek de değil. Bitkiler, karıncaları ayartmak için bazı özellikler geliştirmişlerdir. Böceklerin beslenmesi için sulu nektarları, barınması içinse içi boş dikenleri vardır. Buna karşılık böcekleri, hem korunmada hem de tohumları yaymada kullanırlar. Ulusal Bilimler Akademisi’nin (the National Academy of Sciences) Proceedings dergisinde yayımlanan bir çalışma, 1700 tür karınca ve 10.000 bitki cinsi hakkında bildiğimiz genetik tarihi yerle bir ediyor. Araştırmacılar, karınca ve bitki ortak evriminin karıncanın bitki üzerinde yem araması, bunun sonucunda bitkinin karınca-dostu özellikler geliştirmesiyle başladığını ortaya çıkardı.

“Esas ilgi alanım, organizmalar arası etkileşimlerin nasıl geliştiği ve bu etkileşimlerin evrimsel tarihi nasıl şekillendirdiğini incelemek” diyen Field Museum doktora sonrası araştırmacısı ve PNAS yazarı Matt Nelsen soruyor: “Karıncalar ne zaman bitkileri kullanmaya, bitkiler ne zaman karıncaların kullanımı için yapılar üretmeye başladı?”

Rick Ree ve Corrie Moreau ile söz konusu çalışmayı birlikte yürüten Nelsen, bitkilerin karınca kullanımına özel birçok farklı yapısının bulunduğuna dikkat çekiyor: "Bazı bitkiler, karıncaların onları diğer böceklerin ve hatta memelilerin saldırısından koruması için ikna edici özellikler geliştirdi. Karıncaların içinde yaşayabileceği içi boş dikenler, kök ve yapraklardaki ekstra nektarlar bunlardan bazıları.” Bazı karıncalar hile yapar ve nektarı alıp kaçar, ancak diğerleri onun etrafında yapışıp kalır, bitkiye zarar vermeye çalışan bir şey olursa ona saldırır. Diğer bazı bitkiler de tohumlarını etrafa dağıtması için “rüşvet” verir, karıncalara elaiosomes adlı zengin gıdalar sunar. “Karınca tohumu alır, uzağa taşır, rüşvet gıda paketini yer, tohumu bir kenara atar. Böylece tohum, ebeveyn bitkiden uzakta, rekabet etmek zorunda kalmayacağı, besin açısından zengin bir bölgededir.”

Bilim insanları, karınca ve bitkiler arasındaki evrimsel ilişkinin nasıl başladığından emin değillerdi. Evrim türler için, komşuların kazançlarını bertaraf etmekse bilim insanları bitkiler ve karıncalardan hangisinin ilk adımı attığını bilmek istiyorlardı. Field Museum küratörü Ree şöyle açıklıyor: “Bu bir yumurta-tavuk sorunsalı... Önce karıncaların bitkilerden fayda sağlama amaçlı davranışları mı, yoksa bitkilerin karıncalardan fayda sağlama amaçlı yapıları mı ortaya çıktı?”

Birlikte evrimleşen karıncaların ve bitkilerin tarihi, dinozorların zamanına kadar uzanıyor ve fosiller üzerinden organizmaların nasıl etkileşime girdiğini anlatmak kolay değil. Bitkilerde bahsedilen yapılara sahip çok az fosil kaydı bulunduğunu söyleyen Nelsen, bunların da pek uzak olmayan bir zamana ait olduğunu kaydediyor: “Tonlarca karınca fosili var ancak tipik olarak o karınca davranışlarını göstermiyorlar. Yani bir kehribarda korunmuş, tohum taşıyan bir karınca göremeyebiliriz.”

Bu sebeple, Nelsen ve arkadaşları karınca-bitki etkileşiminin erken dönem evrimsel tarihini saptamak adına çok miktarda DNA bilgisi ve ekolojik veri tabanına yöneldi. “ Ekibin karınca küratörü Moreau süreci şöyle açıklıyor: “Çalışmamızda, ne zaman karıncaların bitki üzerinde beslenmeye ve yaşamaya başladığını, bitkinin karıncanın kullanımına yönelik yapıları ne zaman oluşturduğunu belirlemek adına bu davranışsal ve fiziksel özellikleri karınca ve bitkilerin soy ağaçları ile ilişkilendirdik.”

Ekip, bitkilerin karınca-dostu özelliklerinin tarihini ve karıncaların bitki kullanımını bu soy ağaçları üzerine, atasal yeniden yapılandırma olarak adlandırılan bir süreçte haritaladı. Böylece bitkilerin savunmada ve tohum dağıtımında ne zaman karıncaları devreye soktuğunu belirlediler. Bu arada, karıncaların, bitkilere göre bu güven ilişkisini daha uzun süre yürüttüklerini de gördüler.

Araştırmacı Nelsen bu durumu şöyle aktarıyor: “Karıncaların bir kısmı bitkiyi çok fazla kullanmaz, bir kısmı ise beslenme, toplayıcılık ve yuvalanmada bitkiye dayanır. Karıncaların başta bitkilerde toplayıcılık yaptığını, daha sonra diyetlerine bitkileri kattığını ve nihayet bitkide yuvalandıklarını keşfettik. Adım adım ilerleyen bitkiye bağlanma sürecinin sezgiselliği ise bizi şaşırtmaya devam ediyor.”  Yıllar boyunca bitkilerle karıncalar arasında “karşılıklı fayda”ya dayalı bir ilişki söz konusu olsa da, evrimsel bakış açısında, bitkide beslenen, toplayıcılık yapan ve yuvalanan karınca gruplarının bunu yapmayanlara göre daha iyi durumda olmadığı görülüyor. Nelsen, “bitkilere gıda ve habitat açısından bağlı karıncaların bulunduğu soy ağaçlarının bu etkileşimlere sahip olmayanlardan daha hızlı çeşitlendiği veya geliştiğini görmüyoruz” diyor ve ekliyor: “Bu çalışmamız kayda değer çünkü geniş ve karmaşık etkileşimlerin nasıl evrimleştiğine bir bakış sunuyor.”
 

Çeviri: Mehmet Enes Beşer
Kaynak: https://www.sciencedaily.com/releases/2018/11/181112191701.htm

Güncel Bilim