Heliconius Cinsi Kelebekler, Işık Miktarına Bağlı Olarak Gözümüzün Önünde Yeni Türlere Evrimleşiyor!

Bilim insanları, kelebeklerin beyinlerindeki görsel yapılarda bulundukları çevredeki ışık seviyesine bağlı farklılıklar gözlemledi. İki farklı kelebek grubu tamamen farklı türlere evrimleşme yolunda olduklarını gösteren ipuçları veriyor! Yeni araştırma, Bristol Üniversitesi Biyolojik Bilimler Okulu'ndan Dr. Stephen Montgomery ve Panama Smithsonian Tropikal Araştırma Enstitüsü ve LMU Münih'ten araştırmacılar tarafından yürütüldü. Araştırma sonuçları; ekoloji, davranış ve beyin anatomisindeki değişimler arasındaki etkileşimlere dikkat çekiyor.

Çok benzer görünen iki türü birbirinden ayıran tam olarak nedir? Bu, biyolojide oldukça tartışmalı bir konudur. En çok kabul gören tanım, kısır olmayan yavrular yaratabilen bireylerin aynı türe mensup olduğudur.

Heliconius kelebekleri gibi bazı canlılar, bu tanımın tartışılmasının sebeplerindendir. Bu cinsin altındaki farklı türlere mensup kelebekler, verimli yavrular oluşturabilir. Bu da kabul gören tanımla çelişmektedir. Kelebekler, habitatlarına özgü olma miktarlarına göre farklı tür kategorilerine yerleştirilirler. Kısır olmamalarına rağmen, melez yavrular, ebeveynlerinin habitatlarına tam olarak uyum gösterme eğiliminde değildirler. Bu durum, onların hayatta kalma şansını azaltır ve doğada çok az sayıda melez kalmasına sebep olur.

Kelebekleri bu kadar habitatlarına özgü yapan nedir? Heliconius, iki veya daha fazla zehirli türün, birbirinin görüntüsünü taklit etmek için evrimleşmesi fenomeni olan "Mülleryen Taklit"in bir örneği olarak bilinir. Birbirlerine benzeyerek ortak potansiyel avcılarını korkutma şanslarını yükseltirler. Dr. Montgomery, şöyle diyor:

Bu durum, ekolojik yaklaşımla da bağlantılı. Yani benzer görünen bu türler, ormanın aynı bölgelerinde yaşıyorlar. Biz de benzer çevresel şartların beyinde aynı işlevi yerine getirip getirmediğine ışık tutmaya çalışıyoruz. Eğer durum böyleyse bu türler çevreden kaynaklı sorunları benzer yollarla çözüyorlar demektir.

Heliconius

Çalışma; Costa Rica, Panama, Peru ve Fransız Guyanası'nda aynı ormanlarda yaşayan iki farklı tür Heleconius kelebeği üzerinde yapıldı. Heliconius cydno, ormanın içlerinde, bitki örtüsünün ışığı çoğunlukla engellendiği bölgelerde; Heliconius melpomene ise ormanların sınırlarında, ışığın bol olduğu alanlarda yaşıyor.

Kelebeklerin beyinleri, farklı yapıları mikroskop altında ayırt etme imkanı sunan floresan boyama yöntemiyle incelendi. Türlerinin beyin yapılarının tamamı oldukça benzer olsa da görmeyle ilgili bölümler bariz bir şekilde farklıydı. Araştırmacılar, kelebeklerin beyinlerine bakarak türleri ayırt edebildiler. Buradan yola çıkarak yapılan ileri düzey çalışmalarda, görmeyi düzenleyen genlerin de iki tür arasında farklılık gösterdiği gözlemlendi.

Ecopsychology

H. melpemone türünün bireylerinin görsel yapılarında daha geniş varyasyonlar görüldü ve bu, muhtemelen, ormanın sınırlarında yaşayan bu kelebeklerin maruz kaldıkları ışık seviyelerinin çok çeşitli olmasından kaynaklanıyor. Buna karşılık, ormanın derinliklerinde ışık seviyeleri çok değişken olmadığı için, buralarda yaşayan H. cyndo kelebeklerinin görsel beyinleri çok daha küçük.

Bu Kelebekler, İş Üstündeki Türleşme Örnekleridir!

Bilim insanları, beyindeki farklılıkların kelebeklerin büyüdüğü çevreden kaynaklanma ihtimalini de incelediler. Bu duruma "gelişimsel esneklik" adı veriliyor. Bu olguyu test etmek amacıyla, iki farklı türün bireylerini aynı koşullarda yetiştirip ergin hallerinde beyinlerinde bir farklılık olup olmayacağı gözlendi.

Araştırmacılar beyin yapısındaki farklılıkları aynı koşullarda büyüyen bu kelebeklerde de gözlediler, yani bu özellik kalıtsaldı ve yavru döllere aktarılabilirdi. Ekip, aynı zamanda cydno-melpomene-melezleri adlı bu iki türün melezi olan yavrulardaki beyin yapısının, iki türe de bir miktar benzediğini ortaya koydu. Bu da doğadaki melezlerin sayısının az olmasını açıklar: Bu melez beyinlerin ebeveynlerinin habitatlarından herhangi birine adapte olması zordur.

Bu kelebekler, çoktan "farklı türler" olarak kategorize edilseler de aslında türleşmenin canlı örnekleridir ve tür oluşumunu inceleyen evrimsel biyologlar için paha biçilmez bir fırsattır. Dr. Montgomery bu türlerin türleşme araştırmaları için neden iyi birer aday olduklarını şöyle açıklıyor:

Heliconius kelebekleri, filogenetik ağaçlarında birçok farklılık gözlendiği ve özellikle ekolojileri ve davranışları hakkında çok şey bildiğimiz için kelebeklerin doğadaki yaşamına ışık tutacak çalışmalar yapmamıza olanak sağlıyor. Elbette onlar hakkında bilmediğimiz birçok şey var ama burası başlamak için iyi bir yer!

Ayrıca bu kelebeklerin yetiştirilmesinin ve görüntülenmesini kolaylıklarına değinen Dr. Montgomery, şöyle diyor:

Bu kelebekler oldukça uysal, besi kaplarında beslenmeleri kolay ve beyinleri rahatça görüntüleyebileceğimiz kadar küçük.

Çalışmanın ortaya attığı sorulardan biri de beyindeki değişikliklerin türleşme sırasında mı daha sonra mı gerçekleştiğiydi. Sonuçlar değişikliklerin türleşme sırasında, türler birbirinden tamamen özelleşmeden önce gerçekleştiğini gösteriyor. Görsel beyin yapısındaki farklılıklar türlerin farklı habitatlarda yaşamasına sebep olarak türleşme sürecini de hızlandırıyor.

Beyin yapısı, davranışlar ve çevrenin karmaşık ilişkisi; yeni türlerin nasıl ortaya çıktığına ışık tutan ilginç bir çalışma alanıdır.