Londra Metrosu Sivrisineği: Yeraltı Tünellerine Hapsolan Sivrisinekler, Yeni Türlere Evrimleştiler!

Metrolar, insan mühendisliğinin en kıymetli ürünlerinden birisidir. Örneğin herhangi bir yıl içinde, insanlık tarihinin ilk yeraltı metrosu olan ve 10 Ocak 1863'te devreye giren Londra Metrosu, en az 1.3 milyar yolcu tarafından kullanılmaktadır. Bu metrolar, fareler gibi türlere yepyeni yaşam alanları sunmaktadır. Bu yeraltı ağında yaşayacak biçimde evrimleşen türlerden birisi de Culex molestus türü sivrisineklerdir. Özellikle de 2. Dünya Savaşı sırasında Alman ordusunun blitz saldırıları boyunca bombalanan Londra halkı, metroya sığınıp günlerce yeraltında kalmaya zorlandığında, yeraltına sığınan 180.000 kadar kişi; sinekler, pireler ve bitlere ek olarak bombardıman boyunca bir yandan da bu saldırgan sivrisinek türüyle mücadele etmek zorunda kalmıştır.^[1]

Aslında bu sivrisinek türü, günümüzde doğrudan metrolarla ilgili değildir; daha ziyade sivrisineklerin yeraltı açıklıklarında yaşayacak biçimde özelleşen bir türü olduğu düşünülmektedir.^[2] Çünkü tür, ilk olarak 18. yüzyılda Mısır'da keşfedildikten sonra, sadece Londra Metrosu'nda değil, Dünya genelinde doğal veya yapay olan birçok yeraltı metrosunda ve benzeri yeraltı sisteminde tespit edilmiştir.

Stephen Liddell

Culex pipiens vs. Culex molestus

Culex pipiens, yeryüzündeki en yaygın sivrisinek türlerinden birisidir ve Batı Nil Virüsü ile St. Louis ensefaliti gibi oldukça tehlikeli hastalıkların vektörüdür. Bu sivrisinek, durgun bir su birikintisi bulabildiği hemen her yerde üreyebilir ve özellikle de insanların kirli şehirlerinde çok başarılı bir şekilde hayatta kalabilir. Durgun sulara bir plaka halinde yüzlerce yumurta bırakabilen bu sivrisineğin yavruları bir süre sonra larva olarak yumurtadan çıkar ve su içindeki mikrobik canlılarla beslenir. Bundan 10 gün kadar sonra yetişkinlik evresine giren larvaların dişileri, yeni yumurtalar üretebilmek adına kan avına çıkarlar. Bu dişiler, özellikle kuşların kanlarıyla beslenirler.

Yazın sıcak aylarında, üreme vakti geldiğinde Culex pipiens türü sivrisineklerin binlercesi, açık arazilerde bir araya gelir ve çiftleşirler. Havalar soğuduğundaysa bu sivrisinekler üremeyi bırakırlar, yağ depolarlar ve donmalarına engel olacak kadar sıcak ve güvenli bir yer bulup, kış uykusuna yatarak, kışın geçmesini beklerler.

Eurekalert

İşte bu sivrisineklerin bir kısmı, bir noktada insanların yaptığı yeraltı metrolarını keşfetmiştir. Bu metrolar, yıl boyu korunaklı ve sıcak olması bakımından yer üstüne nazaran sıra dışı avantajlar sunmaktadır. Hele ki bu yeraltı tünelleri açılıp da başıboş bırakılmadığı, tam tersine her gün milyonlarca kan taşıyan hayvana (spesifik olarak Homo sapiens türü insana) ev sahipliği yaptığı için, bu sivrisinekler için eşsiz bir beslenme ve yaşam alanı sunmaktadır. Bu şartlar altında izole olan sivrisinek popülasyonlarının, Culex molestus adı verilen yepyeni bir türe evrimleştiği düşünülmektedir.

Aslında Culex molestus türü sivrisinekler, sadece metroların bulunduğu ortamlarda evrimleşmemişlerdir. Bu türün, daha kuzey enlemlerinin iklim şartlarına göre evrimleşen Culex pipiens türü sivrisineklerin, bu enlemlerdeki daha sıcak yeraltı açıklıklarında yaşayan soylarının bu ortamlara adapte olmasıyla evrimleştiği düşünülmektedir.^[3] Yani bu türün evrimleşmesinin tek nedeni metrolar olmak zorunda değildir; her türlü doğal ve yapay yeraltı koşulları altında evrimleşmiş olabilirler. Fakat özellikle de metrolar gibi sıcak yeraltı tünellerinde yaşamaktadırlar.

Wikimedia

Ancak ne şekilde ve hangi ortamda evrimleşmiş olurlarsa olsunlar, bu türlerin yepyeni bir yaşam alanına adapte olması gerekmiştir: Öncelikle yeraltı tünelleri ve habitatlarında su birikintileri bulmak zor değildir; bu nedenle yumurtlama konusunda bir sorun çekmemişlerdir; ancak burada yetişkin olarak yaşamak biraz daha zordur, çünkü yer üstündeki gibi kuş popülasyonları bulmak mümkün değildir. Bu nedenle bu sivrisinekler, özellikle de lağım sıçanları ve insanlar ile beslenmek zorunda kalmıştır. Ayrıca yeraltında mevsimsel döngüler olmadığı için ve bu tüneller her zaman ılıman olduğu için, mevsimlik davranışları da körelmeye başlamıştır. Buna bağlı olarak, tüm yıl boyu üreyecek ve beslenebilecek biçimde evrimleşmişlerdir.

Metro Sivrisinekleri Ayrı Tür mü, Değil mi?

Bu tür, ilk olarak 1775 yılında Mısır'da keşfedilen sivrisinek örnekleriyle tanımlanmış ve sonrasında ve sonradan, Londra'daki yeraltı sivrisineklerinden toplanan örneklerin incelenmesi sonucunda, yeraltında yaşayan bu türlerin, yer üstündekilerden ayrı bir tür olduğu tespit edilmiştir. Biyolog Peter Forsskål, keşfettiği bu yeni sivrisinek türüne, aşırı saldırgan ve inatçı olduğu için "tacizci sivrisinek" veya "saldırgan sivrisinek" anlamında Culex molestus adını vermiştir.^[4] Bu tür, Dünya'nın ılıman bölgelerindeki metro tünellerinden, su basmış bina zeminlerine ve septik tanklarına kadar her türlü sıcak yeraltı habitatında bulunabilmektedir.

Sonradan morfolojik incelemeler yapan bilim insanları, bu sivrisineklerin yerin üstündeki kuzenleri olan Culex pipiens ile kıyaslamışlar ve arada dikkate değer bir fark bulamayarak, yeraltındaki soy hattını Cules pipiens f. molestus olarak bir alttür olarak kategorize etmişlerdir. 2012 yılında yapılan bir diğer genetik çalışma da soy hatları genetik olarak yeterince ayrışmadığı için yeraltı metrosundaki soyların ayrı bir tür olarak değerlendirilmemesi gerektiğini, sadece bir "fizyolojik ve ekolojik varyant" olarak görülmesi gerektiğini savunmuştur.^[3] Bu nedenle yerüstündeki soy hatlarına kimi zaman Culex pipiens pipiens, yeraltındaki soyhatlarına ise Culex pipiens molestus da denebilmektedir.

Ancak 2004 yılında DNA mikrosatelitleri kullanılarak yapılan bir çalışma, yeraltındaki soyun, Culex pipiens'ten ayrı bir tür olduğunu savunmaktadır.^[5] Bu bulgular, 1990'ların sonundan beri yapılan çalışmaların sonuçlarıyla örtüşmektedir. Bu sivrisinekler üzerinde yapılan bir dizi çalışma, yeraltında yaşayan soy hatlarının Culex pipens türü yerüstü sivrisineklerinden çok daha farklı davranışlara sahip olduğunu, onlarla neredeyse hiçbir zaman çiftleşemediklerini ve atasal popülasyonların yeraltına hapsolması sonucunda kâşif etkisi olarak da bilinen genetik sürüklenme isimli evrim mekanizması etkisi altında türleştiklerini göstermektedir.^[6]

Aslında iki tür arasındaki farklılıklar oldukça keskindir: Culex molestus türü yeraltında yaşar, yıl boyunca çiftleşebilmektedir, soğuk iklime karşı dirençli değildir, üremek için stenogami adı verilen sürü çiftleşmesi davranışını sergilemek zorunda değildir ve fareler, sıçanlar ve insanları ısırarak beslenebilir; öte yandan Culex pipiens türü yerüstünde yaşar, soğuk iklime karşı dirençlidir, çiftleşmek için sürünün bir araya gelmesine muhtaçtır, kış aylarında kış uykusuna yatar ve neredeyse sadece kuş türlerini ısırabilir.^[7] 2020 yılında yapılan bir çalışma, Culex molestus türünün kış uykusuna yatmamasını mümkün kılan sirkadyen ritim genlerini incelemiş ve yakın kuzenleri olan Culex pipiens ile arasında belirgin farklılıklar olduğunu tespit etmiştir.^[8] Dahası, eşeysel izolasyon yoluyla olan türleşmeye işaret eden şekilde, bu iki tür çiftleştiğinde ortaya çıkan yavrular, neredeyse her zaman kısırdır.^[9] Riverside'daki Kaliforniya Üniveritesi biyologlarından David Reznick, bunu şöyle anlatıyor:^[10]

Yeraltındaki popülasyonlardan alınan dişilerle, yerüstündeki erkeklerden toplanan bir grup arasında yapılan çiftleştirme çalışmalarının neredeyse hiçbirinde yumurta üretilemedi. Çiftleşme her başarısız olduğunda, dişiler hemen yeraltındaki diğer erkeklerle de çiftleştirildiler ve her seferinde sağlıklı bir yavru üretmeyi başardılar. Bu bebeklerin genotipleri incelendiğinde, yavrunun babasının yeraltındaki erkekler olduğu doğrulandı. Bu, şu anlama geliyor: Yeraltındaki dişiler doğurgandı; dolayısıyla yüzeydeki erkeklerle çiftleşemiyor olmaları, üremeye engel olan bir eşeysel bariyer olduğunu göstermektedir.

Gerçekten de yeraltı popülasyonları ile o popülasyonlara en yakın çıkışlardaki yerüstü popülasyonları üzerinde yapılan ve neredeyse 200 kilometrelik bir metro hattı boyunca yayılmış 7 ayrı bölgeden toplanan sivrisineklerin 20 farklı genini, metrolara yakın yerlerdeki 12 farklı bahçe ve gölden toplanan popülasyonların genleriyle kıyaslayan genetik çalışmalar, bu iki grubun birbirine benzer olmadıklarını, yani yeraltındaki soy hatlarının yerüstünden göç eden popülasyonlardan ziyade, atalarından farklılaşarak evrimleşmiş yepyeni türler olduğunu göstermektedir. Reznick şöyle diyor:^[11]

İnsanlar türleşmenin çok yavaş olduğunu ve bu yüzden onu gözleyemeyeceğimizi düşürünürler. Ancak bu durumda, bu tür bir türleşmeyi büyük oranda görebilmekteyiz. Görece yakın bir tarihte, 1863 yılında Londra yeraltı metrosunun inşasıyla başlamış bir türleşmedir. (...) Türleşmenin olması için, Darwin'in speküle ettiği gibi her zaman on binlerce veya yüz binlerce nesil geçmesi gerekmez. Doğru şartlar altında sadece birkaç yüz yılda yeni türler evrimleşebilir.

Smithsonian Magazine

Tür Tanımlarının Muğlaklığı

Evrimleşmekte olan soy hatlarının ayrı türler olarak kategorize edilip edilemeyeceği hakkındaki tartışmalar türleşme konusunda sıklıkla görülür; çünkü evrensel olarak kabul edilen bir tür tanımı bulunmamaktadır. Buradaki sorun şudur: Bilim insanları, çeşitli izolasyon bariyerleri ve yalıtık seçilim baskıları altında atasal türlerin ayrı torun türlere doğru evrimleştiği konusunda herhangi bir soru işaretine sahip değillerdir; ancak bir türün hangi noktada yeterince ayrıştığını belirlemek her zaman tartışmalı bir konu olmuştur.

Örneğin Culex pipens ile Culex molestus; morfolojik, ekolojik, davranışsal, fizyolojik ve genetik olarak ayırt edilebilen, iki ayrı sivrisinek soy hattıdır; ancak bu ayrışma, tüm bilim insanlarını ikna edecek boyutta değildir. Bu nedenle kimi çalışmada bunların ayrı türler olarak nitelendirilmesi gerektiği söylenirken, diğer çalışmalarda bu soyların atasal türün bir alttürü veya varyantı olması gerektiği savunulmaktadır.

Peki bu belirsizlik nereden kaynaklanmaktadır? Bunu incelemek, evrime yönelik bilgilerimizi tazelememizi sağlayabilir.

Gen Akışı ve Sivrisinek Evrimi

Burada türleşmenin gideceği yeri belirleyen unsur, yeraltı ve yerüstü popülasyonlar arasındaki gen akışıdır. Metrolar, yeryüzünden izole gibi gözüken yapılar olsalar da en nihayetinde her metro tünelinin çok sayıda çıkışı vardır. Sivrisinekler, bu çıkışlar boyunca uçarak, yeryüzündeki kuzenleri ile çiftleşebilirler. Buna gen akışı adı verilmektedir ve gen akışı, çeşitliliği arttırsa da türleşmeyi genellikle yavaşlatan bir evrim mekanizmasıdır.

Eğer bu popülasyonlar arası gen akışı kesilecek olursa, o zaman türleşme de hız kazanacak ve iki popülasyon (yeraltı ve yerüstü popülasyonları) arası farklılaşma da belirginleşecektir. Ancak iki popülasyon birbirinden marjinal olarak yalıtılmış haldeyken, gen akışı kısmen de olsa devam edebilmektedir ve türleşmenin keskin hatlarla belirlenmesini güçleştirmektedir.

İnsan Müdahalesi, Ticaret Yolları ve Sivrisinek Göçleri

Bu sivrisinek gruplarını keskin sınırlarla ayrı bir tür olarak nitelemenin zorluklarından birisi de beşeri faktörlerdir: Yeraltında yaşayan sivrisinekler, çok geniş coğrafyalar boyunca yayılmıştır ve bu yayılma, yeraltında izole olmuş yeni bir türden beklenmeyecek boyuttadır. Dahası, farklı coğrafyalara yayılan bu sivrisineklerin genetik farklılık miktarı muazzam düşüktür: 10 ayrı Rus şehrinde, yeraltında yaşayan sivrisinekler arasında sadece 1 adet mitokondriyal DNA nükleotiti farkı vardır.^[12] Avrupa, Japonya, Avustralya, Orta Doğu ve Atlantik adalarında bulunan popülasyonlar arasındaysa sadece 1 adet sabit mikrosatelit farkı tespit edilmiştir.^[5] Bu durum, tüm bu yeraltı popülasyonlarının ortak bir atayı paylaştığını göstermektedir.

Normalde yeraltında yaşamayı tercih eden bir sivrisineğin bu kadar geniş bir coğrafyaya nasıl yayıldığı kolay izah edilemeyebilir. Örneğin geçmişte buna yönelik yapılan bazı açıklamalar, Buz Devri sonrasındaki iklim şartlarının yeraltı şartlarına benzer olması sayesinde bu sivrisineklerin binlerce yıl içinde çok geniş coğrafyalara yayıldığını önermekteydi. Ancak türün evrimsel tarihinin o kadar eski zamanlara uzanmadığı düşünülmektedir ve bu coğrafi yayılım için çok daha basit ama beklenmedik bir açıklama olabilir: lastikler!

Sivrisineklerin popülasyon yayılımı, insanların ticaret yollarıyla neredeyse birebir örtüşmektedir. Bu ticari yollarda en yaygın olarak alınıp satılan ürünlerden biri, ikinci el araba lastikleridir. Bu lastikler, bol miktarda su tutabilmektedir ve özellikle de eski lastikleri sudan tamamen arındırmak neredeyse imkânsızdır. Bu su içerisinde bulunan sivrisinek larvaları, söz konusu ticaret yolları boyunca yayılmış ve yeni göçtükleri coğrafyalarda kendilerine uygun yeraltı şartları bulup, buralara yerleşmiş olabilirler.

Elbette bu sivrisinek, sadece tekerlek ticaretiyle değil, asırlar boyu insanların farklı coğrafyalarda yaptıkları ticaret faaliyetleriyle yer değiştirmiş ve yeni coğrafyalara yayılmış olabilir. Örneğin sivrisinek, Avustralya'ya ilk olarak 1940'lı yıllarda (özellikle de 2. Dünya Savaşı sırasında), Asya ve Japonya üzerinden ulaşmıştır ve o gün bugündür güney şehirleri boyunca yayılmış ve şehirlere kalıcı olarak yerleşmiştir. Normalde buralardaki yerüstü sivrisinekleri sadece yaz aylarında aktiftir; ancak Culex molestus yılın her ayı aktif olabildiği için çok rahat bir şekilde yayılmaktadır.^[13]

Bu sivrisinek, özellikle de ABD gibi yerlerde yeraltı açıklıkları ve tünellerden binaların zeminlerine ulaşmakta ve buradan apartmanların içine girebilmekte, havalandırma boruları boyunca hareket ederek tüm binaya yayılabilmektedir.

Nadir Hibritleşme ve Karışan Soylar

Bu iki sivrisinek türünün neredeyse her zaman kısır yavrular verdiğini söylemiştik; ancak neredeyse sözcüğü burada anahtar sözcüktür. Çiftleşip de kısır döller veren hemen her canlı çiftinde olduğu gibi, bu sivrisinekler de çiftleştiklerinde kimi zaman nadiren de olsa verimli döller verebilmektedirler. Bu melezlerin belirli şartlar altında daha avantajlı olduğu düşünülmektedir. Örneğin melezler, hem kuş türlerini hem de insanları ısırarak beslenebilmektedir ve bu sayede Amerika kıtasında çok daha rahat bir şekilde yayılabildikleri ileri sürülmüştür (fakat bu yorum oldukça tartışmalıdır).^[14] Ancak ne olursa olsun melezleşme, az önce söylediğimiz nedenlerle türleşmeyi kısıtlandırmakta ve keskin tür sınırları belirlemeyi zorlaştırmaktadır.

Sonuç

Sonuç olarak Culex molestus türünü ister şu anda ayrı bir tür olarak kategorize edin (ki şu andaki yaygın kabul budur), ister türleşmekte olan ama henüz ayrışmamış bir alttür olarak kategorize edin, bambaşka özelliklere sahip yepyeni bir türün burnumuzun dibinde evrimleşmesinin harika bir örneğidir.^[15] Bu örnekte, sadece yeni ortamlara adapte olma yoluyla bir türün evrimleştiğini görmekle kalmamaktayız; ayrıca bu türleşmeyi kısıtlandıran faktörleri inceleyerek evrimin ne tür bir denge hâlinde olduğunu ve bu dengenin hangi koşullarda bozularak yeni türlerin evrimini tetiklediğini öğrenebilmekteyiz.

Evrimsel biyolojinin amacının, türleri keskin sınırlarla birbirinden ayırmak olmadığı unutulmamalıdır. Burada önemli olan, türlerin atalarının ne tür özelliklere sahip olduğu, torunların bu atalardan nasıl ve ne yöntemlerle farklılaştığı gibi detayları anlamak ve farklı canlı gruplarının birbirleriyle olan ilişkisini ve farklılıklarını tespit etmektir. Bu canlı gruplarına ne isim vereceğimiz, en nihayetinde beşeri bir karardır. Türlerin durmaksızın evrimleşmekte olması ise, işin bilimsel gerçek tarafıdır.