Arılar UV Işıklarını Nasıl Görüyor

Arılar

Doğada yürürken gördüğümüz canlı kırmızılar, morlar ve sarılar ve daha fazlası bize büyüleyici gelir. Ancak bir bal arısı bizimle aynı bahçeye baksaydı, bambaşka bir dünyayı deneyimlerdi. İnsan gözü için tamamen görünmez olan ultraviyole (UV) spektrumu, arılar için hayatta kalmanın ve beslenmenin anahtarıdır.

Görsel Spektrum: İnsanlar vs. Arılar

İnsanlar ve arılar ışığı algılamak için trikromatik (üç renkli) görüş sistemi kullanır. Ancak bu iki türün odaklandığı dalga boyları evrimsel süreçte farklı şekillenmiştir. İnsanların gözleri 380-750 nm aralığına duyarlıyken, arılarda ise bu aralık 350-600 nm aralığındaki ışığı algılama stabilindedir.

Mavi/Mor Algısı Yeşil/Sarı Algısı Özel Spektrum Algısı

İnsan S-Koni (∼420 nm) M-Koni (∼534 nm) Kırmızı / L-Koni (∼564 nm)

Arı Mavi Reseptör (∼440 nm) Yeşil Reseptör (∼540 nm) Ultraviyole (UV) (∼344 nm)

Çiçekli bir ortama baktığınızda canlı sarılar, kırmızılar ve pembeleri görürsünüz; ancak bir bal arısı aynı ortama baktığında tamamen farklı bir gerçeklikle karşılaşır. İnsan gözü elektromanyetik spektrumun yalnızca 380−750 nm aralığındaki görünür ışığı algılarken, arılar ultraviyole (UV) spektruma (300−650 nm) duyarlı fotoreseptörlere sahiptir.

İnsanlar ve arılar ışığı algılamak için üç farklı fotoreseptör hücresi (trikromatik görüş) kullanır; fakat bu reseptörlerin tepe hassasiyet gösterdiği dalga boyları evrimsel süreçte farklı şekillenmiştir.

Canlı Türü Mavi/Mor Reseptörü Yeşil/Sarı Reseptörü Özel Spektrum Reseptörü

İnsan S-Koni (∼420 nm) M-Koni (∼534 nm) L-Koni / Kırmızı (∼564 nm)

Arı Mavi Reseptör (∼440 nm) Yeşil Reseptör (∼540 nm) UV Reseptör (∼344 nm)

Arıların kırmızı ışığa duyarlı fotoreseptörleri bulunmaz. Bu nedenle kırmızıyı siyaha yakın, karanlık bir ton olarak algılarlar. Ancak UV ışığı tespit edebilmeleri, doğada insan gözünün göremediği yepyeni bir "renk" boyutunu ortaya çıkarır.

 Birlikte Evrim: Çiçekler ve Nektar Rehberleri

Çiçekli bitkilerle onları ziyaret eden arılar arasında uzun süre boyunca karşılıklı bir etkileşim bulunmuştur.Bu etkileşimler sonucunda coevolutionadı verilen birlikte evrim kavramı ortaya çıkmıştır.Birlikte evrimini farklı türün birbirleri üzerinde oluşturduğu seçilim baskıları sebebiyle birbirlerini etkileyerek ve uyumlu bir şekilde evrimleşmesidir.Çiçekli bitkiler tozlaşmayı başlatmak için gerekli böcekleri kendine çekebilmek için çeşitli özellikler geliştirmiştir.Arılar da çiçekleri daha kolay bir şekilde bulabilmek, nektara ve polene ulaşabilmek için bazı görme ve davranış özellikleri geliştirmiştir.

Arıların görme sistemleri insanlarındakinden oldukça farklıdır.İnsanlar ultraviyole ışığı göremezken arılar bu ışığı algılayabilir.Bu yüzden insanların çoğu zaman tek renkli ve sade olarak gördüğü çiçekler, arılar için farklı desenleri ve renkleri bulunan daha karmaşık görünen yapılardır.Çiçeklerin taç yapraklarında bulunan bazı kısımlar UV ışığını emerken bazı kısımları da yansıtır.Bu durum arılar için çiçeğin farklı bölgeleri arasında belirgin bir kontrast oluşmasına sebep olur.

Ayrıca bu desenlerin başka bir görevi ise arının çiçeğin ana merkezini bulmasına yardımcı olmaktır.Çiçeğin merkezinde genellikle nektar ve polenler bulunur.Arı çiçeğe konduğu zaman UV ışığı sayesinde merkeze doğru yönelmesi kolaylaşır.Bu nedenle bu tür görseller nektar rehberi olarak adlandırılır.Ek olarak bu rehberler görsel işaretlerdir.Bu rehberler çoğu zaman insan gözüyle görülemez desenlerdedir.Bazı çiçeklerde bu desenler UV ışıklarının altında insan gözüyle belirgin şekilde görülebilir hale gelir.İnsan gözüyle baktığımızda sarı, pembe ya da farklı bir renk olarak gördüğümüz çiçekleri, arılar merkeze doğru UV ışığına göre merkeze doğru koyulan bir şekilde gördüğünden nektara ve polene erişimi daha kolay olur.Bu sayede çiçekten çiçeğe geçişi daha kolay olur ve tozlaşmayı arttırabilir.Bu durumda karşılıklı bir ilişki vardır.Arı çiçekten besini alırken çiçekte arının ziyaretinden faydalanır.Bu noktada dikkat edilmesi gereken bir şey vardır.Arıların UV ışığını görebilmesi yalnızca çiçekler istediği için ortaya çıkmıştır denilemez.Evrimde yeni özelliklerin ortaya çıkması yalnızca genetik değil rastlantısal da olabilir. Kısaca bu konunun temel mantığı şudur:Çiçekler doğal tozlaştırıcı etkenlerden olan arıları kendine çekmek ve yönlendirebilmek için farklı özellikler geliştirmiştir.Arılar da bu özellikleri,özellikle UV ışığını algılama yetenekleri sayesinde bunu değerlendirir.Aralarındaki bu karşılıklı etkileşim,zaman içerisinde birbirlerinin evrimini etkileyerek birlikte evrime bir örnek oluşturmuştur.

Bileşik Göz Yapısı ve Fotoreseptör Biyolojisi

Arıların görme yeteneği tesadüfen ortaya çıkmamıştır. Milyonlarca yıl boyunca çeşitli bitkiler ve tozlaştırıcı böceklerle gerçekleştirdiği birlikte evrimin bir başka sonucu da görme yetenekleridir.Arıların başının iki yanında binlerce altıgen mercekten oluşan ommatidyum yapıları yer alır. Bu yapı bileşik göz denilen yapıyı oluşturan her minik merceğe verilen addır.Her bir ommatidyum, ışığı odaklayan bir mercek ve arkasında ışığı kimyasal sinyale dönüştürebilen opsin proteinlerini barındıran rhabdom hücrelerinden oluşur.

Arılardaki UV duyarlılığı, opsin genlerinin duplikasyonu ve mutasyonel değişimi sonucu evrimleşmiştir. UV opsinleri, kısa dalga boylu yüksek enerjili fotonları yutarak arının beynine doğrudan renk bilgisi iletir.Arıların kırmızı ışığa duyarlı reseptörleri yoktur; bu yüzden kırmızıyı siyaha yakın, koyu bir ton olarak görürler. Ancak yüksek enerjili kısa dalga boyundaki UV ışığı algılayabilmeleri, onlar için doğada yepyeni bir görsel boyut açar.

Doğanın İniş Pistleri: Nektar Rehberleri

* UV Yansıtıcı ve Emen Pigmentler: Çiçek yapraklarının dış kısımları UV ışığı yansıtırken, polen ve nektarın bulunduğu merkez bölgesi UV ışığı emer.

* Gizli Desenler: Bizim düz sarı veya beyaz gördüğümüz bir taç yaprak, arının gözünde merkeze doğru koyulaşan bir "hedef tahtası" veya uçak pisti gibidir. Bu yapılara nektar rehberleri denir.

* Karşılıklı Kazanç: Arı vakit kaybetmeden nektarın kaynağına ulaşır, bitki ise polenlerini arıya yükleyerek üreme ihtimalini artırır.

Görsel Harita ve Polarize Işık Alımı

  Arıların gözündeki opsin proteinleri yalnızca renk algısını sağlamakla kalmamakla beraber aynı zamanda fazlasıyla gelişmiş bir harita sistemi olarak çalışır.Kısa boylu dalgalar bu proteinlerle yutulunca arının beynine hem renk hem de yön bilgisi aynı anda iletilir.Bu mekanizma sayesinde arılar hava durumu fark etmeden Güneş’ten gelebilecek tüm polarize edilmiş UV ışıklarını tespit eder ve yönünü kaybetmeden yuvaya ulaşabilir.