Dev Böcekler Nereye Kayboldu ve Geri Dönebilirler mi?

Üç yüz milyon yıl önce, dinozorlar çağından çok daha evvel, gezegenimiz devasa böceklerin sesleriyle çınlıyordu.

Bu türlerin en ikonik olanları belki de grifon sinekleri (İng: "griffinflies") olarak bilinen, yusufçuğa benzeyen yırtıcı canlılardı. Yaklaşık 70 santimetrelik kanat açıklıkları ve avlarını yakalamaya yarayan güçlü çeneleriyle, günümüzün en ürpertici böceklerini bile şirin ve zararsız gösterecek bir yapıya sahiplerdi.

Çoğumuz Dünya'yı onlarla paylaşmak zorunda olmadığımız için minnettar olsak da, dev böceklerin nereye kaybolduğunu ve bir gün geri dönüp dönemeyeceklerini merak ediyor olabiliriz.

On yıllar boyunca bilim insanları bu sorunun cevabını bildiklerini düşündüler. O dönemde oksijen, günümüzdeki 21'lik orana kıyasla atmosferin yaklaşık %35'ini oluşturuyordu. Bu durum, uçan böceklerin daha büyük boyutlara ulaşabilmesi ve buna rağmen devasa bedenlerini havalandıracak kadar verimli bir şekilde solunum yapabilmesi anlamına geliyordu.

Oksijen seviyeleri daha sonra düştükçe, uçarken devasa bir bedeni hayatta tutmak enerji açısından çok maliyetli hale geldi; bu yüzden böcekler küçüldü.

Ancak bu senaryo doğru olmayabilir. Nature dergisinde yayımlanan ufuk açıcı yeni bir araştırma, oksijenin boyut üzerinde sınırlayıcı bir faktör olmadığını göstererek bu yerleşik anlatıya şüphe düşürdü.

Peki bu engel ortadan kalktığına göre dev böceklerin geri dönüşünün önünde ne duruyor?

Bir Böcek Gibi Nefes Almak

Böcekler bizim gibi nefes almazlar. Akciğerleri yoktur ve oksijeni vücutlarında kan hücreleri aracılığıyla taşımazlar.

Bunun yerine, bu işi yapmak için hava dolu tüplerden oluşan bir ağa sahiptirler. Spirakül (İng: "spiracles") adı verilen ve vücudun yan tarafında bulunan kapakçıklardan başlayan hava, giderek küçülen tüplerin içine doğru ilerler. Bunların en ince olanları, dokuların derinliklerine nüfuz ederek oksijeni doğrudan hücrelere ulaştıran trakeol (İng: "tracheoles") olarak bilinir.

Yıllarca bu sistemin temel olarak, oksijenin yüksek yoğunluklu bir alandan düşük yoğunluklu bir alana pasif olarak geçişi olan difüzyon (İng: "diffusion") ile çalıştığına inanılıyordu.

Ancak difüzyon, uzun mesafelerde verimsizdir. Oksijenin katetmesi gereken mesafe arttıkça, aç hücrelere yeterince oksijen ulaştırmak zorlaşır. Dolayısıyla böcekler yalnızca difüzyona güvenselerdi, ne kadar büyüyebilecekleri konusunda kesin bir sınır olurdu.

Eski Dünya'nın yüksek oksijen seviyesinin bu boyut sınırını yukarı çektiği düşünülüyordu. Güney Afrika'daki Pretoria Üniversitesinden veterinerlik bilimleri profesörü ve yeni Nature çalışmasının başyazarı Edward Snelling, "Böylece sihirli bir şekilde devasa böceklere sahip olduk." diyerek eski bakış açısını özetledi.

Snelling, eski varsayımın özellikle trakeollerdeki trakeal sistemin ağırlıklı olarak difüzyona dayandığı yönünde olduğunu belirtti. Ancak son yıllarda bilim insanları, böcek solunumundan yalnızca difüzyonun sorumlu olmadığını keşfettiler. Snelling bu yeni bulguları şöyle ifade etti:

Hayvanın içindeki bu trakeal tüplerin yanı sıra, körük görevi gören ve trakeal sistemi havalandıran büyük hava keseleri de bulunuyor. Tıpkı sizin nefes alırken akciğerlerinizi havalandırmanız gibi. Onlar da havalandırma yapıyor ve bu durum difüzyonun getirdiği sınırlamaları büyük ölçüde hafifleterek telafi ediyor.

Bunun üzerine Snelling'in aklına bir fikir geldi; eğer böcekler difüzyonla sınırlı değilse, etobur ve şahin büyüklüğündeki yusufçukların artık pikniklerimizi mahvetmiyor olmasının nedeni oksijen olmayabilirdi. Şimdi onun ve meslektaşlarının bunu kanıtlaması gerekiyordu.

Yeni Kanıtlar

Modern böceklerin boyutlarının oksijenle sınırlı olup olmadığını belirlemek için Snelling'in öncelikle birkaç böcek yakalaması gerekiyordu. Ekip lideri, veri toplama sürecini şöyle anlattı:

Buradaki kampüsümde elimde bir ağla etrafta koşturdum, çok tuhaf ve çılgın bir bilim insanı gibi görünüyordum. En küçüklerden en büyüklere kadar çok geniş bir vücut boyutu aralığında böcekler yakalamayı başardım. Bu böceklerdeki uçuş kaslarından küçük örnekler aldım ve trakeol yoğunluğunu ölçmek için mikroskopla analiz ettim.

Kuram oldukça basitti. Kanatlı böcekler oksijenle sınırlıysa uçuş kaslarındaki trakeol yoğunluğunun yüksek olması beklenirdi. Uçmak, enerji açısından masraflı bir eylemdir; bu nedenle kaslar böcekleri havada tutmakta zorlanıyorsa, gereken seviyede oksijeni sağlamak için çok sayıda trakeole ihtiyaç duyulacaktı. Snelling araştırmanın mantığını şu şekilde detaylandırdı:

Eğer oksijen sınırlaması hipotezi doğru olsaydı, trakeollerin kapladığı göreli alanın veya daha fazla olmasını beklerdik.

Ancak ekibin bulgularına göre uçuş kaslarında trakeollerin kapladığı alan genellikle %1'den daha azdı. Üstelik minik böceklerden devasa golyat böceklerine kadar 10.000 katlık bir vücut boyutu aralığında ve 44 farklı tür üzerinde yapılan incelemelerde, bu alanın yalnızca 1,8 kat arttığı görüldü.

Bu durum, grifon sineklerinin boyutlarına ulaşıldığında bile oksijen taşınması için çok büyük bir boşluğa ihtiyaç duyulmadığını gösteriyor. Snelling bu şaşırtıcı sonucu şöyle vurguladı:

En büyük böcekte bile artış önemsiz düzeydeydi ve bu durum, trakeal sistemin böceklerin vücut boyutunu kısıtladığı fikrine gerçekten şüphe düşürdü.

Peki Nereye Kayboldular ve Geri Dönecekler mi?

Snelling'in çalışması, oksijenin sınırlayıcı bir faktör olduğu hipotezine karşı sağlam kanıtlar sunuyor ancak böceklerin neden çok daha az tehditkar boyutlara küçüldüğüne dair alternatif bir neden konusunda pek bir şey söylemiyor.

Yine de araştırmacılara göre en ikna edici alternatiflerden biri ekolojik baskı olabilir. Snelling bu fikri şöyle açıkladı:

Ekolojik nedenlerden biri, 300 milyon yıl önce etrafta uçuşan kuşların ve yarasaların olmamasıydı; henüz evrimleşmemişlerdi. Bugün kuşlarımız ve yarasalarımız var ve uçan böcekleri yakalamada çok iyiler. Böcek ne kadar büyük olursa, yüksek tempolu ve sıcakkanlı bir hayvanın onu yakalamasının da o kadar kolay olacağını tahmin ediyorum.

Bu varsayım sezgisel olarak mantıklıdır. Elinizle küçük bir sineği yakalamak herkesin bildiği gibi zordur, oysa havadayken iri bir böceği veya güveyi yakalamak çok daha olasıdır; üstelik bu, evrimsel bir kaygısı olmayan biz insanlar için bile böyledir.

Ancak bu sadece bir varsayımdan ibarettir. Gerçekte devasa böceklerin neden yok olduğunu veya tekrar geri dönüp dönemeyeceklerini kesin olarak bilmiyoruz. Snelling, gezegenimizde yeniden devasa grifon sinekleri görmemizin pek olası olmadığını şu sözlerle ifade etti:

Devasa boyutlara ulaşma konusu, tarihsel olarak çevresel koşulların çok istikrarlı olduğu zamanlarda ortaya çıkma eğilimindedir. Çok büyük hayvanlar değişen çevresel koşullara uyum sağlamada pek başarılı değillerdir. İnsanlar var olduğu ve çevreye verdiklerimizle onu bu kadar hızlı değiştirdiğimiz sürece, devasa böceklerin yeniden evrimleştiğini görebilmemiz için sanırım önce bizim yok olmamız gerekiyor, çünkü bizler onlar için çok büyük bir problemiz. Ancak eğer insanlar ortadan kalkar ve işler biraz durulursa, böceklerin en azından 300 milyon yıl önceki vücut boyutlarına yeniden evrimleşmelerinin mümkün olduğunu söyleyebilirim. Üstelik bunu yapabilmek için yaygın inancın aksine yüksek oksijenli bir atmosfere de ihtiyaç duymazlar.