Bazı Böcekler Neden Parlaktır? Böceklerde Yanardönerliğin Evrimsel İşlevi Ne?

Oyuncu Ellen Terry, 1888 yılında Londra'nın Westminster semtindeki Lyceum tiyatrosunda sahneye çıktığında, ortama uygun bir şekilde giyinmişti. Leydi Macbeth'i oynuyordu, dolayısıyla görünüşü ile hem büyük bir güzelliği hem de belli bir uhreviliği, hatta belki biraz kötülüğü, yansıtabilmeliydi. Mavi-yeşil ışıkla parıldayan yeşil elbisesi, bu görevi harika bir şekilde yerine getiriyordu. Ama o elbiseye ürkütücü ve ışıltılı cazibesini veren şey bir boya değildi; yüzlercesi malzemeye işlenmiş olan, parlak ve yanardöner bir böcek türünün kanat kılıflarıydı ("kın").

İnsanlar, uzun zamandır hayvanlar aleminin bu şekilde parlak olan üyeleri tarafından büyülenmektedir. "Yanardönerlik", bir nesnenin algılanan renginin, görüldüğü açıya göre değiştiği görsel bir özellikken, "parlaklık" (aynı zamanda "spekülerlik" olarak da adlandırılır) parlak olma durumunu ifade eder. Başka bir deyişle yanardöner yüzeyler, yüzeye bakılan açıya göre farklı dalga boylarındaki ışığı yansıtırken, parlak yüzeyler aynamsı bir etki yaratacak şekilde tüm dalga boylarını tek seferde yansıtır. Bu özelliklerin kombinasyonu, diğer hayvanların yanı sıra Buprestidae ailesinden mücevher böceklerine karakteristik metalik parlaklıklarını verir.

Bu çalışmasından önce insanlardan daha fazla renk algılayabilmelerinin yanında birkaç türde polarize ışığa da duyarlı olan mantis karideslerinin oldukça karmaşık algı sistemleri üzerinde çalışmalar yürütmüş, Melbourne Üniversitesi'nde bir ekolojist olan Amanda Franklin, konu hakkında şunları söylüyor:

Birçok böceğin yanardöner parıldaması yapısal bir unsurdur. Bazı dalga boylarını absorbe edip bazılarını yansıtan pigmentlerin metabolik maliyeti yüksektir. Bu pigmentler yerine, bu böceklerin kütikülleri, bazı dalga boylarını fiziksel olarak yakalar ve yansıtır. Bunlar, örneğin, ışığı kıran fotonik kristaller olarak da adlandırılan, kendini tekrar eden yapılar şeklinde oluşabilirler. Bu türde özellikler, bu böceklerdeki parlak yüzeylerin veya Morpho Kelebekleri'nin meşhur mavisi gibi inanılmaz derecede canlı renklerin üretilmesini sağlayabilir.

Amazon Cruise

Yanaradönerlik Neden Evrimleşti?

Bu görsel efektlerin ne amaçla oluştuğu henüz net değildir. Önemli miktarda araştırma, böceklerde yanardönerliğin, genellikle ana hatlarındaki yansımaları kırarak ve bu böceklerin yerlerinin tam olarak belirlenmesini zorlaştırarak kamufle olmalarında rol oynayabileceğini öne sürse de parlaklığın işlevi büyük ölçüde gizemini korumaktadır.

Franklin, bu hayvanların neden aynamsı parlaklığa sahip olduğuna dair birkaç farklı hipotez olduğunu belirtiyor. Bu hipotezlerden ilki, parlaklığın bir aposematizm (avcıları uzak tutmak için uyarı renkliliği gibi tipik olarak görsel olan sinyallerin kullanılması) biçimi olarak hizmet ettiğini savunuyor. Ancak parlaklık, kütikül yapısının basit bir yan ürünü de olabilir; daha güçlü veya daha hafif bir kabuk ya da hayvanı sıcak koşullarda soğuk tutmaya veya su itmeye yarayan bir kabuk, tesadüf eseri parlak olabilir ve bu nedenle seçilmiş olabilir. Ancak Franklin, her ne kadar test edilmemiş olsa da, en önde giden hipotez, yanardönerlik gibi parlaklıkların av bulmakta gözlerine güvenen kuşlara karşı bir kamuflaj görevi gördüğünü savunmaktadır.

Başarısız Bir Deney

Bu fikri test etmek için Franklin ve meslektaşları iki ana deney düzeneği kurdular. Araştırmacılar, ilk deneyde göz takip başlıklarıyla donatılmış sekiz gönüllüyü dört farklı orman alanına götürerek beş dakika içinde iki metreküplük alana yerleştirilmiş on iki adet sahte böceği bulmasını istediler. Bu böceklerin yarısı gerçek böcekler gibi parlakken, diğer yarısı mattı. Araştırmacılar her gönüllünün hangi böcekten kaçar tane bulduğunu takip etti.

İkinci deneyde ise aynı şekilde on iki sahte böcek tarla ve orman habitatlarına koyuldu. Araştırmacılar her gün avlanmaya dair kanıtları topladılar ve kuşlar tarafından zarar görmüş böcekleri not aldılar. Kayıp olan böceklerin ise, yakın bölgede bu sahte böcekleri taşıyabilecek büyüklüğe sahip tek hayvanların kuşlar olmasından ötürü, kuşlar tarafından götürüldüğü varsayıldı.

The Scientist

Franklin, beklenen sonuçları elde edemediklerini belirtiyor ve durumu şu sözlerle açıklıyor:

Özellikle insanların katıldığı deneyde, parlak böceklerin tamamen kamufle olmasını ya da daha çok göze çarpmasını bekliyorduk.

Ancak böceklerin parlak veya mat olması kuşlar ve insanlar için bir fark yaratmıyordu; görünüşe göre bu sahte böceklerin parlak olmaları, bulunmalarını ne kolaylaştırıyor, ne de zorlaştırıyor.

Bu çalışmada görev almamış, bir kamuflaj mekanizması olarak yanardönerlik üzerine çalışmış ve şu anda parlaklığın rolünü inceleyen, Bristol Üniversitesinde araştırma görevlisi olan Karin Kjernsmo ise, bu deneyin sonuçlarına şüpheyle yaklaşıyor ve parlaklığın kamuflaj olarak ne kadar iyi çalıştığında mesafenin rol oynayabileceğini belirtiyor: Bazı deneylerinde, parlak bir yüzeyin, yanardöner böcekleri insanlar tarafından daha zor fark edilmesine ve insanların onları fark etmek için mat böceklere göre daha yakın olması gerektiğine neden olduğunu keşfetti.^[2] Franklin'in deneyindeki gönüllüler, her yöne yaklaşık iki metre genişliğinde bir alanı arıyorlardı, bu yüzden Kjernsmo, aynamsı etkinin kamuflaj görevi görmesi için bu mesafenin yeterli olmadığını söylüyor.

The Scientist

Ayrıca Melbourne ekibinin kuş yırtıcılığına ilişkin bulgularının farklı yorumlanabileceğini de belirtiyor. Bu deneydeki avlanma oranları, çalışma alanlarında %3.4 ila %17.6 arasında değişiyordu; başka bir deyişle, sahte böcekler zamanın %82.4 ila %96.6'sı arasında yalnızlardır (yani "hayattalardı"). Kjernsmo, şöyle diyor:

Evrim Ağacı'ndan Mesaj

Neden Desteğe İhtiyacımız Var?

Aslında maddi destek istememizin nedeni çok basit: Çünkü Evrim Ağacı, bizim tek mesleğimiz, tek gelir kaynağımız. Birçoklarının aksine bizler, sosyal medyada gördüğünüz makale ve videolarımızı hobi olarak, mesleğimizden arta kalan zamanlarda yapmıyoruz. Dolayısıyla bu işi sürdürebilmek için gelir elde etmemiz gerekiyor.

Bunda elbette ki hiçbir sakınca yok; kimin, ne şartlar altında yayın yapmayı seçtiği büyük oranda bir tercih meselesi. Ne var ki biz, eğer ana mesleklerimizi icra edecek olursak (yani kendi mesleğimiz doğrultusunda bir iş sahibi olursak) Evrim Ağacı'na zaman ayıramayacağımızı, ayakta tutamayacağımızı biliyoruz. Çünkü az sonra detaylarını vereceğimiz üzere, Evrim Ağacı sosyal medyada denk geldiğiniz makale ve videolardan çok daha büyük, kapsamlı ve aşırı zaman alan bir bilim platformu projesi. Bu nedenle bizler, meslek olarak Evrim Ağacı'nı seçtik.

Eğer hem Evrim Ağacı'ndan hayatımızı idame ettirecek, mesleklerimizi bırakmayı en azından kısmen meşrulaştıracak ve mantıklı kılacak kadar bir gelir kaynağı elde edemezsek, mecburen Evrim Ağacı'nı bırakıp, kendi mesleklerimize döneceğiz. Ama bunu istemiyoruz ve bu nedenle didiniyoruz.

Destek Ol

Bu, bu tür deneylerde inanılmaz derecede yüksek bir hayatta kalma oranıdır.

Yani belki de parlak ve mat hipotezinden çıkarabileceğimiz sonuç, her iki stratejinin de gayet iyi olduğu yönündedir.

Çalışmada yer almayan Carnegie Doğa Tarihi Müzesi'ndeki omurgasız zooloji küratörü koleopterolog Ainsley Seago ise, araştırmanın ileriye dönük önemli bir adım olduğunu söylüyor:

Neredeyse hiç kimse (özellikle) bu konu üzerine çalışmadı, bu yüzden bu makale inanılmaz derecede değerli.

Hem Kjernsmo hem de Seago, yazarları bekledikleri sonucu bulamamalarına rağmen bulgularını yayınladıkları için müteşekkirler. Seago, şöyle anlatıyor:

Hipotezin ne olduğu konusunda dürüst olmaları ve verilerin onu desteklemediğini kabul etmeleri bile tek başına övgüye değer. Olumsuz sonuçların yayınlanmasına karşı güçlü bir önyargı var, ancak bunlar önemli Veriler, parlaklığın hayvanları kamufle etmeye yardımcı olmadığına yönelik boş hipotezi reddetmiyorsa, bu çok ilginç bir sonuçtur."

Seago için sonraki sorular filogenetiktir. Hangi böceklerin parlak olup hangilerinin olmadığının haritasını çıkarmak, spekülerliğin (parlaklığın) bir amacı olup olmadığını çözmeye yardımcı olabilir: Birden çok kez evrimleştiğine dair kanıt, özelliğin uyarlanabilir olduğunu gösterebilir. Diğer araştırmalar, parlaklığın uyarı sinyallerini artırabileceğini öne sürüyor.^[3] Franklin, kütikülün sağlamlığından soğutma etkilerine veya yırtıcılardan potansiyel eşlere kadar diğer hayvanların parlaklığı nasıl yorumladığına kadar araştırmak için fikirleri olduğunu söylüyor. Seago için de bu araştırma bir başlangıç noktası veriyor. Şöyle diyor:

Bokböceği böceklerinde yanardönerlik üzerine sonraki araştırmalarımda bu makaleye de referanslar vereceğim.