Ölüm Isırığı: Kordiseps (Cordyceps) Mantarı Nedir? Üremek İçin Karıncaları Nasıl Zombileştirir?

Bir karınca olduğunuzu hayal edin. Yüz binlerce diğer bireyden oluşan sürünüzle birlikte, her gün, azimle çalışıyorsunuz. Besin depolama, yuva temizliği, yavru bakımı, ölülerin yuvadan atılması gibi işlere koşturuyorsunuz. Ama bir gün, kendinizi normalde olduğundan tuhaf hissediyorsunuz. Sanki vücudunuzda bir şeyler yolunda gitmiyor gibi. Küçük bacaklarınızı suratınıza ve karnınıza sürterek acının kaynağını tespit etmeye çalışıyorsunuz. "Ne o?" Bir ses mi duydunuz? Ya da bir koku? Normalde sürüdaşlarınızın bıraktığı izleri takip etmeli ve besin kaynaklarından taşıma yapılmasına yardım etmelisiniz. Ancak normalde olacağın aksine, kaslarınız istemsizce kasılıyor ve yuvadan dışarıya hareket etmeye başlıyorsunuz. Giderek sürüden uzaklaşıyorsunuz ve yakınlardaki ince bir fidana tırmanmaya başlıyorsunuz. Ne kadar engellemeye çalışsanız da olmuyor. Tırmandıkça acı şiddetleniyor ve dayanılmaz bir hal alıyor. Neler oluyor?

Yerden yaklaşık 20 santimetre yükseğe ulaştıktan sonra vücudunuza göre fazlasıyla güçlü olan çeneniz de kontrolsüzce kasılmaya başlıyor. Ve acı artık dayanılmaz bir hal almışken, çeneniz son bir hamleyle tamamen kasılıyor ve tırmandığınız ince bitkinin gövdesine olanca gücünüzle kenetleniyor. Bitkiyi o kadar şiddetli bir şekilde bitkiyi ısırıyorsunuz ki, artık ölmeye başladığınızı bildiğiniz son birkaç saniyede çene kaslarınızın yırtıldığını hissediyorsunuz. Sizin için her şey bitti, evet. Ama ölü bedeniniz, yepyeni bir doğuma ev sahipliği yapacak...

Cordyceps Mantarı ve Ölüm Isırığı Nedir?

Burada hikayeleştirerek anlattığım olaya biyolojide "ölüm ısırığı" diyoruz. Masal değil, şu anda Tayland ve Brezilya'nın yağmur ormanlarında sayısız karıncanın başına gerçekten geliyor. Yeni bir olay da değil; son 50 milyon yıldır, gezegenimizin yağmur ormanlarında devam etmekte olan, gerçek bir zombi hikayesi bu!

Ophiocordyceps unilateralis mantarıyla tanışın. Yağmur ormanlarındaki karıncaların korkulu rüyası... Enfekte ettikleri karıncaların vücutlarını ele geçiren ve mantar için en uygun üreme koşullarına yönlendirerek burada onları öldüren kukla efendileri... Kuklaları ise, mermi karıncaları gibi ufak ama güçlü böcekler...

Cordyseps (Kordiseps) cinsi mantarlar, keseli mantarlar grubundandır. Tayland ve Brezilya'nın yağmur ormanlarında yaşayan bu cinse ait 400 kadar tür tespit edilmiştir. Bu türlerin tamamı iç parazitik mantarlardır ve genellikle böcekler ve diğer eklembacaklılar içerisinde yaşarlar. Bir kısmı da başka mantarlar üzerinde parazit yaşarlar. Burada ise, eskiden bir Cordyceps türü olduğu düşünülen; ancak 2007 yılında yapılan bir filogeni araştırmasıyla ayrı bir cinse ait olduğu tespit edilen Ophiocordyseps unilateralis isimli canlıya odaklanacağız.

Mantarlarda Beyin Kontrolü Nasıl Evrimleşti?

Karıncaların da ait olduğu taksonomik grup olan böcekler, yani Insecta sınıfı, gezegenimizdeki en çeşitli canlı gruplarından birisidir. Şöyle söyleyeyim: Yeryüzünde yaşayan her 10 hayvan türünden 9 tanesi böcektir! Ve tüm bu böcek türlerinin %80'i yağmur ormanlarında yaşar. İşte bu yağmur ormanlarında yaşayan bu karıncalar, her an bir Ophiocordyceps mantarının kölesi haline gelebilirler!

Her ne kadar bir mantarın bir hayvanın vücudunu kontrol edebilmesi "erişilmez" bir özellik gibi gözükse de, evrim tarihinde bunun gibi birçok karmaşık birçok parazit-konak ilişkisinin ortaya çıktığını biliyoruz. Bunun bir örneğini buradaki yazımızda veya aşağıdaki videoda anlatmıştık.

Ama şunu anlamak önemli: Ophiocordyceps mantarı, bu "davranışı" sergilerken, "Evet, çoğalma vaktim geldi, hadi şu karıncayı enfekte edeyim." gibi bir düşünceyle, bilinçle, algıyla hareket etmez - çünkü sinir sistemi yoktur. Sinir sisteminin olmadığı bir durumda, sinir sistemiyle ilişkili olan düşünce, bilinç, algı gibi sözcüklerden bahsedemeyiz.

Aslında olan şudur: Envai çeşit hayvana bulaşabilen, çok sayıda bakteri, mantar, protozoa ve diğer parazit türü vardır. Her biri, konaklarının vücudundan farklı şekillerde faydalanır: kimisi kan emer, kimisi hücre içinde genleri kullanır, kimisi sindirim kanalındaki besinleri sömürür, kimisi bitki köklerinden geçen besinleri çalar...

Ancak parazitlerin yaptığı tek şey "çalmak" değildir. Aynı zamanda kendi salgıları sayesinde konaklarıyla etkileşime de geçebilirler. Kimisi çeşitli enzimler salgılayarak belli dokuları parçalayabilir, kimisi sinir sistemine tutunarak istem-dışı sinyaller üretebilir, kimisi mide gibi organların çalışma prensiplerini bozabilir. Bunların her biri, parazitlerin evrimsel sürecinde, her bir nesilde kendi üreme şansını en çok arttırabilen bireylerin daha çok hayatta kalması, daha çok üremesi ve dolayısıyla bir sonraki nesilde bunu aynı şekilde başarabilen daha fazla yavrunun var olmasıyla sağlar. Yani işin içinde bir bilinç ya da algı yoktur, durmaksızın süregelen nesiller, bu nesiller içindeki çeşitlilik ve bu çeşitlilik içinden en uyumlu ve en başarılı olanların hayatta kalması ve daha çok üremesi vardır. Bunun sonucunda da kaçınılmaz olarak nesiller geçtikçe daha başarılı manipülatörler evrimleşir.

Andreas Kay

Bu da son derece mantıklı ve anlaşılırdır. Ophiocordyceps üzerinden düşünelim: Bu mantarın atalarının ve kuzenlerinin bulaşabileceği tür sayısı çok çeşitlidir. Ancak bulaşılabilecek bu türlerden her birinin yaşam alanı farklıdır. Üremeye çalışan bir mantar, kendi "en uygun" üreme şartları her neyse buna en yakın olan bölgelerde yaşayan türlere bulaştıkça, üremesine daha az uygun bölgelerde yaşayan diğer türlere bulaşanlara göre çok daha fazla üreyecek ve gelecek nesilleri kendi genleriyle domine edecektir. Bu nedenle Ophiocordyceps popülasyonları, yağmur ormanlarının nemli ve ılıman bölgelerindeki karıncalar ile gitgide daha sıkı bir ekolojik ilişki kuracaktır.

Çeşitlilik sadece bulaşılabilen türler konusunda değildir. Bulaşıldıktan sonra olanlar, yani parazit-konak etkileşimi ve ekolojisi de çok çeşitlidir. Bir parazitin, konağının vücuduna salgıladığı kimyasallar birçok değişime neden olabilir. Bu parazit-konak ilişkisi ilk kurulmaya başlandığında, Ophiocordyceps'in ataları karıncaların davranışında bugünküne nazaran çok farklı değişimler yaratmış olabilir. Kimisi bulaştığı anda vücuda yayılarak onları öldürmüştür, kimisi anında ölümcül kasılmalara neden olmuştur, kimisi karıncaların fazladan feromon salgılamasına neden olmuş olabilir, kimisi karıncalara istemsizce daireler çizdirmeye başlamış olabilir.

Fakat bunlar arasından birisi, karıncalarda tırmanma güdüsünü ve davranışını tetiklemeyi başardıysa veya kademeli bir şekilde bu güdü her seferinde daha net bir şekilde tetiklenebildiyse, yağmur ormanlarının mantar için uygun bölgelerine tırmanabilen karıncalardan fışkıran parazitler en etkili ve verimli şekilde diğer karıncalara saçılacaktır. Yüksek bir noktadan saçılan mantar üreme hücreleri, bir seferde çok sayıda karıncaya bulaşabilecektir ve bunu başarabilen mantarların genleri, bir sonraki nesli oluşturan parazit popülasyonunu domine edecektir. Çünkü bunu yapamayanların genleri çok daha kısıtlı sayıda karıncaya bulaşıp, çok daha az sayıda çoğalabilecek ve parazit popülasyonunu domine edemeyecektir.

Bunu Nereden Anlıyoruz?

Mantarın karıncayı kontrol etmeyi bırakıp, üreme döngüsünü başlattığı şartlara bakarak... Yapılan araştırmalar, mantarların karıncaları orman tabanından ortalamada 25.2 santimetre yukarıya götürdüğünü ve bu yükseklikte %94-95 nem oranı aradıklarını ve 20-30 santigrat derece arasını sevdiklerini göstermektedir. Bu değerler, mantarın üreyebilmesi için en uygun olan değerlerdir.

Ama Toxoplasma ile ilgili konumuzda anlattıklarımızı hatırlayın: Tıpkı Toxoplasma'nın yaşam döngüsünün hatasız olmaması gibi, her Ophiocordyceps mantarı da her karıncayı, her seferinde en uygun koşullara taşıyamaz. Yani bu konuda da bir çeşitlilik vardır. Bu çeşitlilik sayesinde, çevre ve üreme şartları değiştikçe, Ophiocordyceps popülasyonları da yepyeni yönlere doğru evrimleşmeyi sürdürmektedir.

Neden Tüm Mantarlarda Beyin Kontrolü Evrimleşmedi?

Tabii sorabilirsiniz: Neden tüm parazitler konaklarının vücudunu ele geçirmiyor? Neden diğer mantarlarda bu özellik evrimleşmedi?

İşte bu soru, "Neden diğer maymunlar insan olmuyor?" ya da "Neden diğer hayvanlarda da insan gibi zeka evrimleşmedi?" sorularıyla birebir aynıdır! Evrimin en havalı, en zeki, en güzel beyin kontrolü yapan gibi "enlere" göre evrimleştirme gibi bir amacı, hedefi, bilinci yoktur. Her tür, kendi şartları altında evrimleşir ve bu şartları anlamaksızın bir türün neden o şekilde evrimleştiğini anlamak mümkün olmaz. Benzer şekilde, her türün kendi evrimsel tarihine odaklandığınızda, o türün neden diğer herhangi bir tür gibi değil de, "o şekilde" evrimleştiğini anlayabilirsiniz.

Şöyle düşünün: 2. Dünya Savaşı sırasında Naziler neden Belçika'yı, Fransa'yı, Danimarka'yı, vs. fethetti de, Sovyetler Birliği'ni fethetmedi? Onları da fethetselerdi ya, daha iyi olmaz mıydı? O fetihlerin de, fethedemeyişlerin de tarihsel nedenleri var ve bunları tespit etmek için tarihe, koşullara, şartlara, olaylara bakmak gerekiyor. Evrimde de durum aynen böyledir. Bu koşullara, olaylara, tür içi çeşitliliğe, gen-çevre etkileşimlerine vs. bakmaksızın bir türün evrimsel dinamiklerini anlayamayız. Dolayısıyla bir türün neden o şekilde evrimleştiğine ama bu şekilde evrimleşmediğine anlam veremeyiz. Her neyse, Ophiocordyceps ve karıncalarımıza dönelim:

Karıncalarda Savunmanın Evrimi

Karıncaların elinin bu süreçte armut toplamadığını unutmamak gerekiyor. Parazit-konak sistemi, sözünü ettiğim bu ekolojik ve evrimsel süreçte karşılıklı olarak evrimleşir. Örneğin parazit popülasyonu karmaşık davranış bozukluklarına sebep olan kimyasallar salgıladıkça, konaklar da bu kimyasalları taşıyan bireyleri daha iyi tespit edip, erkenden yok edecek biçimde özelleşir.

Burada da yine "Aaa bizim sürüye bir şeyler oluyor, aman hemen evrimleşelim de sorunu çözelim." gibi bir mantık, akıl, bilinç, algı yoktur. Karıncalarda sinir sistemi olmasına rağmen yoktur; çünkü evrim istekle, arzuyla, bilinçle yaşanmaz. Hayatta kalma ve üreme mücadelesiyle, nesiller boyunca yaşanır.

Olan şudur: Karıncalar arasındaki çeşitlilik dolayısıyla bazıları, Ophiocordyceps enfeksiyonlarını koklama veya tuhaf davranışları tespit etme konusunda daha başarılı olacaktır. Çünkü karınca sürülerindeki bireylerden bazılarının görevi, kovan temizliğidir. Bu temizliğin bir parçası, ölüleri ve hastaları ayıklamaktır. Dolayısıyla bu sorunları erkenden tespit edebilmek, büyük bir avantajdır. Hele ki söz konusu hastalık, Ophiocordyceps kaynaklı ise... Çünkü bir Ophiocordyceps salgını, koca bir karınca sürüsünün kökünü tamamen kazıyabilmektedir. Tek bir mantardan yayılan enfeksiyon, metrekare başına 20-30 karıncanın ölmesiyle sonuçlanabilmektedir. Bu tehlikeyi önceden sezebilecek özelliklere sahip popülasyonlar daha kolay ve uzun hayatta kalmışlardır ve bu sayede bu tespit mekanizmaları evrimleşebilmiştir.

Ophiocordyceps Karıncaları Nasıl Yönetiyor?

Peki Ophiocordyceps bu zihin veya beden kontrolünü tam olarak nasıl yapıyor dersiniz? Bu konu halen biraz tartışmalı.

Örneğin BBC'nin meşhur Planet Earth belgeselinde bunun beyindeki motor fonksiyonları yöneten kısımları etkileyen kimyasallar salgılayarak yaptıkları ileri sürülmektedir, çünkü araştırmalar bunu gösteriyordu.

Ancak 2017 yılında yayınlanan bir makalede uzmanlar, mantarın enfekte ettiği karıncaların kaslarını ve beyinlerini 3 boyutlu taramalarla incelediklerinde, mantarın karınca kaslarına derinlemesine nüfuz etmesine rağmen, beyinlerine hiç dokunmadıklarını keşfettiler.

Yani mantar, karıncaları adeta bir kukla ustasının yönettiği kukla gibi, kaslarını kasıp gevşeterek kontrol ediyor; beyinden vücuda gönderilen sinyallere hiç dokunmuyor.

Fosillerde Beyin Kontrolünün İzleri!

Bu yeni bir adaptasyon da değil. Bazı fosil kaynaklarında bu tür bir mantar-karınca ilişkisinin 48 milyon yıl öncesine kadar gidebileceğini göstermektedir ki bu, bu tür bir sinirsel manipülasyon tekniğinin yaklaşık 50 milyon yıl kadar önce evrimleştiğini düşündürmektedir.

Böylesi bir davranışı fosillerden nasıl tespit ettiğimizi merak ediyor olabilirsiniz. Bunu yapabilmemizin sebebi, ölmek üzere bir ağacın gövdesine tırmanan karıncanın, tutunduğu noktada dambıl şeklinde izler bırakıyor olmasıdır. Aynı izlere Messel Çukuru'nda çıkarılan 48 milyon yıl öncesine ait fosillerde de rastlamaktayız ve bu nedenle bilim insanları söz konusu "beyin kontrolü" davranışının o zamanlarda da bulunuyor olabileceğini düşünüyor.

Ne yazık ki hem bu tür ilişkileri fosillere bakarak görmenin zorluğu, hem de sahada yapılan araştırmaların seyrekliği nedeniyle henüz keşfetmemiz gereken çok ayrıntılı bulunmaktadır.

Eğer bu konu sizi heyecanlandırıyorsa, belki de eğitiminizi Ophiocordyceps gibi iç parazitlerden ve bunların evrimsel, ekolojik ve paleontolojik tarihinden yana şekillendirebilirsiniz ve bu sır perdelerini aralayan müthiş beyinler arasına katılabilirsiniz!