Yarasa ve Biber, Ortak Bir Evrim Tarihini Paylaşıyor!

Washington Üniversitesi ve Stony Brook Üniversitesi'ndeki araştırmacılar tarafından Proceedings of the Royal Society B dergisinde yayınlanan bir araştırma, Orta Amerika'daki yarasalar ve biber bitkilerinin, birbirlerine hayatta kalmalarına yardımcı olacak biçimde karşılıklı olarak nasıl evrimleştiklerini ortaya koyuyor.^[1]

Burke Doğa Tarihi ve Kültür Müzesi'nde memeli küratörü ve Washington Üniversitesi Biyoloji profesörü Sharlene Santana liderliğindeki ekip, Piper cinsindeki biber bitkilerinde, meyvelerin en olgun oldukları dönemde ürettiği uçucu organik bileşiklerin (İng: "volatile organic compounds" veya kısaca "VOC") karmaşık kokteyline odaklandı. Çalışma, bu uçucu organik bileşiklerin; Carollia cinsinden olan, koku yönelimli ve kısa kuyruklu meyve yarasalarını çekmek için evrimleştiğini ve bu yarasaların daha sonra meyveleri yiyip tohumları toprağa salmasını sağladığını gösterdi.

Dağılma Sendromu Hipotezi: Mutualizm Nasıl Evrimleşir?

Bitki-hayvan etkileşimleri yüzyıllardır biyologların dikkatini çekmiştir ve tropikal ekosistemlerin biyolojik çeşitliliğini korumanın anahtarıdır. Bitkiler ve meyve yiyen hayvanlar arasındaki karşılıklı olarak yararlı ilişkilerin nasıl birlikte evrime (veya "karşılıklı evrim") yol açabileceğinin bir açıklaması olan dağılma sendromu hipotezi, hayvanlar etkili tohum dağıtıcılar olduklarında, görme ve koku alma gibi duyusal yeteneklerine uyan boyut, renk ve koku gibi meyve özelliklerini seçebileceklerini öne sürer.

Ancak meyve kokuları gibi karmaşık özellikler için bu hipotezi test eden çok az çalışma vardı. Bu araştırma, yarasa güdümlü meyve kokusu evriminin ilk testlerinden birini sağlıyor.

Çalışma, Kosta Rika'daki La Selva Biyolojik İstasyonu'ndaki saha çalışması sırasında toplanan verilere dayanmaktadır. La Selva Biyolojik İstasyonu'nda, Piper cinsine ait 50'den fazla tanımlanmış tür bulunmaktadır. Aynı zamanda İstasyon, üç Carollia türünün (C. castanea, C. sowellii ve C. perspicillata) yıl boyunca en bol bulunan yarasalardan bazıları olduğu ve yaklaşık 62 diğer yarasa türüyle bir arada yaşadığı bir yerdir.

Ekip, kokularını oluşturan uçucu organik bileşikleri çıkarmak ve ölçmek için, yarasaların yemeyi tercih ettiği Piper türüne ait olgun meyveleri aramak ve toplamak için yüzlerce saat harcadı. Ayrıca canlı yarasalardan dışkı örnekleri topladılar ve daha sonra yarasaların hangi Piper türünü ve ne kadar yediğini belirlemek için onları tekrar vahşi doğaya bıraktılar. Buna ek olarak araştırmacılar, yerel Piper bitkilerinde bulunan en yaygın uçucu organik bileşikler ile zenginleştirilmiş, olgunlaşmamış meyve seçenekleri sundukları vahşi yarasalarla da davranışsal deneyler yaptılar. Video kameralar ve mikrofonlar, yarasaların beslenme davranışlarını ve ekolokasyon çağrılarını kaydetti.

Ekip, Piper meyve kokularının karmaşık ve çok çeşitli olduğunu buldu. Yazarlar, 22 Piper türünün olgun meyve kokularında toplamda 249 uçucu organik bileşik ve bu bileşiklerin miktarını belirlemeyi başardılar. Tarçın veya karanfil gibi baharatlı bir kokusu olan alfa-karyofillen gibi çoğu türün meyve kokusunda bulunan bazı bileşikler, Piper meyvelerinde de bulundu. 2-heptanol gibi bazı diğer bileşikler ise sadece birkaç Piper türünde bulundu.

Diyet deneylerinde, üç Carollia meyve yarasası türü, bir besin kaynağı olarak Piper'a olan bağımlılıkları bakımından farklılık gösterirken, hepsinin az sayıda birkaç Piper türünden çok fazla, diğer pek çok Piper türünden ise birazcık tükettiğini göstermiştir. Şaşırtıcı bir şekilde, bu, Piper türlerinin La Selva'da ne kadar bol olduğu ile ilgili değildir. Bu yüzden yarasalar, Piper meyvelerini sadece manzara boyunca ne kadar iyi temsil edildiklerine göre değil, diğer özelliklere göre seçiyor olmalıdır.

Ekibin davranışsal deneyleri, neyin olup bittiğine yönelik bazı ipuçları verdi. Mesela yarasalar, en çok yedikleri Piper türlerinin meyve kokularında bulunan uçucu organik bileşiklerden biri olan 2-heptanol eklenmiş örnekleri tercih etti. Araştırmanın başyazarı olan Santana şöyle diyor:

Bu bulgular, yarasaların sadece olgun meyveleri seçmek için değil, aynı zamanda diyetlerinin büyük kısmını oluşturan belirli Piper türlerini bulmak için meyve kokusu buketinde belirli kimyasallar kullandığını gösteriyor. Bu kimyasal sinyaller, yarasalarla iletişim kurmalarına yardımcı olarak muhtemelen bu bitkilerde dağılma sendromunun bir bileşeni olarak görev almaktadır.

Ekip, meyve kokusu kimyası ve yarasa diyetine ilişkin verilerin istatistiksel ve evrimsel analizleri sayesinde, kimyasal çeşitliliğin evrimsel kalıplarının ve Piper meyve kokularındaki belirli bileşiklerin varlığının, yarasaların daha fazla tüketmeyi seçmesi ve yarasaların koku tercihleri ​​ile ilişkili olduğunu da gösterdi. Bu, dünya çapında tropikal meyve bitkilerinin aşırı çeşitliliğine katkıda bulunan bir ilişki olan meyve kimyasının evrimi üzerindeki yarasa meyve tüketiminin potansiyel etkisini vurgulamaktadır. Stony Brook Üniversitesi'nde profesör olan yardımcı yazar Liliana Dávalos şöyle diyor:

Karanlıkta uçmak, yarasaların olgun meyveyi göremedikleri, bunun yerine koku alma duyusuna güvendikleri anlamına gelir. Koku alma, bitki sinyali ile yarasa meyve tüketimi arasındaki köprüdür ve yarasaların yanıt verdiği spesifik uçucu organik bileşikleri bulmak, koku alma reseptör genlerini önemli uçucu organik bileşiklerle eşleştirmenin kapısını açar. Bu, şimdiye kadar imkansızdı.

Yarasalar ve biber bitkileri arasındaki ilişkiyi anlamak, yalnızca bu türlerin birlikte evrimi hakkında bilgi sahibi olmaya katkıda bulunmakla kalmaz, aynı zamanda yağmur ormanlarının yaşam alanlarının korunmasına da fayda sağlar. Piper, orman boşluklarında ve kenarlarında yetişen ilk bitkilerden bazılarıdır ve Piper tohumlarının ana dağıtıcıları olarak Carollia yarasaları, ağaçlandırılmış alanlarda bitki ömrünün eski haline getirilmesine yardımcı olabilir. UW biyoloji profesörü olan ortak yazar Jeffrey Riffell şöyle diyor:

Şu anki ve gelecekteki çalışmalarımız, yarasaların meyve kokularını algılamasını sağlayan koku alıcılarını belirlemek. Bu, bu ilişkilerin ekolojisini ve evrimini fizyolojik mekanizmalarla ilişkilendirmemize izin verecek.