Neden Bu Kadar Çok Böcek Türü Var?
Beslenme, geniş böcek aile ağacının evriminde önemli bir rol oynadı
Nebraska-Lincoln Üniversitesi’nden bir böcek bilimci olan Caroline Chaboo, yaşam krallığının neden böceklere bu kadar eğilimli olduğunu uzun zamandır merak ediyordu: Sert gövdeli yaratıklar, tüm hayvan türlerinin yaklaşık dörtte birini oluşturuyor. Birçok biyolog uzun süredir aynı şeyi merak ediyor. Chaboo şunu belirtiyor: “Darwin bir böcek koleksiyoncusuydu.”
Dünya üzerinde adı geçen yaklaşık 1 milyon haşere türünün yaklaşık 400.000’i böceklerdir. Ve bunlar sadece şu ana kadar bilinen böcekler. Bilim insanları genellikle her yıl binlerce yeni türü tanımlıyor. Peki neden bu kadar çok böcek türü var? Chaboo, “Kesin cevabı bilmiyoruz” diyor. Ancak ipuçları var.
Bir hipoteze göre, çok uzun süredir var oldukları için sayıları da çok. Memphis Üniversitesi’nden evrimsel biyolog ve böcek bilimci Duane McKenna “Böcekler 350 milyon yaşında” diyor. Bu, mevcut türlerin türleşebileceği ya da yeni, farklı genetik soylara bölünebileceği kadar uzun bir süredir. Karşılaştırma yapmak gerekirse modern insanlar yalnızca yaklaşık 300.000 yıldır var.
Ancak bir grup hayvanın çok eskiden beri var olması mutlaka daha fazla türe sahip olacağı anlamına gelmiyor. Bazı çok eski gruplarda çok az tür bulunuyor. Örneğin Coelacanth balıkları yaklaşık 360 milyon yıldır okyanuslarda yüzerek en fazla 90 türe ulaşabildi ve daha sonra günümüzde yaşadığı bilinen iki türü kaldı. Benzer şekilde kertenkele benzeri sürüngen tuatara, yaklaşık 250 milyon yıl önce ortaya çıkan, bir zamanlar küresel çeşitlilik gösteren antik sürüngen takımının yaşayan tek üyesi.
Böceklerin tür açısından bu kadar zengin olmasının bir başka olası açıklaması da yaşlı olmalarının yanı sıra sıra dışı bir kalıcılığa sahip olmaları. Minnesota Üniversitesi’nden doktora sonrası araştırmacı Cristian Beza-Beza, “En az iki kitlesel yok oluştan sağ kurtuldular” diyor. Gerçekten de 284 milyon yıl öncesine, Permiyen dönemine kadar uzanan yok oluşları araştırmak için fosil böcekleri kullanan 2015 tarihli bir araştırma, böcek türlerinin bolluğunu açıklamada yok olmaya karşı direncin en az çeşitlilik kadar önemli olabileceği sonucuna vardı. Yazarların hipotezine göre en azından geçmiş dönemlerde, böcekler iklim değişikliğine tepki olarak menzillerini değiştirme konusunda etkileyici bir yetenek sergilediler ve bu onların yok olma direncini açıklayabilir.
Böcek çeşitliliğinin gizemini karmaşık hale getiren şey böcek aile ağacının bazı dallarının diğerlerinden çok daha fazla türe sahip olmasıdır. Örneğin yaşamlarını ustalıkla hazırlanmış dışkı toplarını yuvarlayarak geçiren bok böcekleri mütevazı bir çeşitlilik gösterir. Kolombiya Bogotá’daki El Bosque Üniversitesi’nden topluluk ekolojisti Jorge Ari Noriega “Bu aile yaklaşık 8.000 türden oluşuyor, dolayısıyla çok büyük bir grup değil” diyor.
Buna karşılık uzun boynuzluları ve yaprak böceklerini içeren bir süper aile olan Chrysomeloidea, 63.000 tür içerirken gösterişli renklerinden dolayı mücevher böcekleri olarak da bilinen bir grup metalik ahşap ve yaprak delici böcek olan Buprestidae de yaklaşık 15.000 tür içerir.
McKenna, böcek soyları arasındaki tür zenginliğindeki bu büyük çeşitliliğin “hiçbir açıklamanın herhangi bir grup için kesin olarak geçerli olmadığı” anlamına geldiğini söylüyor. Yine de tüm böcek türlerinin kabaca dörtte birini oluşturan bitki yiyen böcekler arasında net bir model ortaya çıkıyor. Farklı böcek soylarının genetik analizlerine dayanarak McKenna ve meslektaşları böcek çeşitliliğini teşvik eden önemli bir faktörün Kretase döneminde çiçekli bitkilerin çeşitlenmesi olduğuna dair kanıtlar buldular.
Yaklaşık 145 milyon yıl önce başlayan Kretase döneminde yeni çiçekli bitki türlerinin patlaması Dünya yüzeyine yayıldı ve birçok farklı yaşam alanını kolonileştirdi. Bugün bitkiler Dünya’daki yaşam kütlesinin yaklaşık yüzde 80’ini oluşturuyor. Bitkilerden gıda olarak en iyi şekilde yararlanmak yalnızca böceklerin değil aynı zamanda karıncalar, arılar, kuşlar ve memeliler gibi otçul türlerin de radyasyonunu artırmaya yardımcı olan ekolojik bir stratejidir.
McKenna, otçul böceklerin tür bakımından en zengin soylarının, bitkilerin sindirimine izin veren büyüleyici bir gen çeşitliliği taşıdığını buldu. Bu genlerin çoğu, bitki hücre duvarlarını parçalamaya yardımcı olan ve selüloz, hemiselüloz ve pektin gibi sindirilmesi zor bileşiklerde depolanan şekerlere erişim sağlayan enzimleri kodlar. McKenna, “Bu genlere sahip olan soylar inanılmaz derecede başarılı olanlardır” diyor.
Bu genler, sindirilmeyen bitki parçalarını yiyeceğe dönüştüren ustaca adaptasyonlardı. Otçul böceklerin daha fazla ve farklı türdeki bitkileri yemesine olanak tanıdılar, bu da böceklerin yeni habitatlara taşınmasını ve yeni ekolojik nişleri işgal etmesini sağladı. Bitki yiyen böcekler coğrafi olarak yayıldıkça ve farklı beslenme ve yaşam tarzlarını benimsedikçe aralarındaki genetik farklılıklar arttı ve yeni türler ortaya çıktı.
Belirsiz nedenlerden dolayı, bazı bitki yiyen böcek türleri, pektinin parçalanmasını sağlayan bir enzim olan pektinaz için kodlayan bir gen de dahil olmak üzere, evrimleştikçe sindirime yardımcı olan genlerini kaybetti. Almanya’nın Tübingen kentindeki Max Planck Biyoloji Enstitüsü’nden evrimci ekolojist Hassan Salem, bazı böceklerin bunu telafi etmek için bitki yemek için farklı bir strateji geliştirdiklerini açıklıyor: Aynı zamanda bitki sindirimine de yardımcı olan, simbiyont adı verilen bakteri ortaklarıyla ilişkiler kurdular.
Bazı böcekler için bu özel simbiyotik mikroplar, bitkileri menüde tutmak için alternatif bir araç haline geldi ve yeni türlerin gelişip gelişebileceği habitatların sayısını artırdı. Örneğin, Salem grubunun araştırmasına göre kaplumbağa yaprak böceği türlerinin büyük çoğunluğunda, pektini parçalayan şey genetik olarak kodlanmış bir enzim değil, bakteriyel bir ortakyaşamdır. Böcekler bakterileri annelerinden alırlar: Dişi her yumurta bıraktığında arkasında mikropları içeren bir kapsül de bırakır. Kaplumbağa böceği embriyosu yumurtanın içinde gelişir, ardından ortakyaşamı ortaya çıkmadan yaklaşık bir gün önce sindirmek için kapsülün içine girer.
Salem, “Hayatta karşılaştığı ilk şey bu… yani çok samimi bir ilişki” diyor. Salem ve ekibi gelişmekte olan larvalardan mikrop kapletlerini deneysel olarak çıkardığında, ortaya çıkan yetişkin, mikropsuz böceklerin ölüm oranı yüksek çünkü bitki hücresindeki pektine erişemiyorlar.
Bitkilerle ilişkili bazı mikroplar, bitkilerin sindirimini kolaylaştırmanın yanı sıra böceklere avcı koruması sağladığı için böcek çeşitliliğinin önünü açmış olabilir. Örneğin kaplumbağa yaprağı böceği Chelymorpha alternans’ta, genellikle muz ve tatlı patates gibi mahsullerde bulunan Fusarium adı verilen bir mantar, metamorfoz sırasında böceğin pupasının yüzeyinde büyür. Hollanda’daki Amsterdam Yaşam ve Çevre Enstitüsü’nden evrimsel biyolog Aileen Berasategui, “Mantarı çıkarırsanız karıncaların onları kolaylıkla bulup onlarla beslendiklerini gösterdik” diyor. Başka bir deyişle Fusarium, böcekleri zararlı avcılardan koruyor, böcek bölgesini daha da genişletiyor ve çeşitlenmeye olanak tanıyor olabilir.
Berasategui, ambrosia böcekleri gibi birçok kabuk böceğinin de Fusarium mantarlarından farklı bir şekilde yararlandığını ekliyor. Böcekler mantarları ağaçtan ağaca mycangia adı verilen özel ceplerde taşırlar. Ağacın mantar enfeksiyonu başladıktan sonra böcekler mantar ziyafeti çekerler.
Bu tür tarıma uyum sağlamak (büyüyüp gıdaya dönüşecek sporları ekmek) aynı zamanda böcek türlerinin yeni yaşam alanlarından faydalanmasına da sağladı. Berasategui “Kendi yuvalarından küçük bir parça alıyorlar ve sonra… yeni bir ağaca uçuyorlar ve orada kendi yuvalarını kuruyorlar, yeni mantarı ekiyorlar, bu yeni bahçeyi yaratıyorlar” diyor. Mantar kültürü olarak adlandırılan yaklaşım, ambrosia böceklerinde bağımsız olarak yedi kez gelişti. Yeni böcek türlerinin evriminin bu mantarlarla karşılıklı yarar sağlayan ilişkiler tarafından şekillendirildiği düşünülüyor; bu, karıncalar, termitler ve ambrosia böcekleri gibi böceklerin bağımsız olarak çiftlik mantarlarına evrimleştiği 50 milyon yıllık bir tarihin parçası.
Bitki yiyen böcekler diğer böcek gruplarından daha fazla türleşmelerine olanak tanıyan başka yenilikler de geliştirmişler. Örneğin Chaboo’nun incelediği yaprak böceklerinde savunma amaçlı dışkı kalkanlarının (bir böceğin kendi dışkılarından ve dökülen derisinden inşa edilen yapılar) fosil kayıtlarında ortaya çıkışı “büyük tür radyasyonlarıyla örtüşüyor” diyor. Böcek kalkanı kullanıcılarının çoğu yalnız türlerdir, ancak bazıları gruplar halinde yaşar ve kendilerini yırtıcı hayvanlardan koruyacak oluşumlar halinde düzenlerler. Chaboo, dışkı kalkanı korumasının böceklerin daha açık yaşam alanlarına taşınmasına yardımcı olabileceğini söylüyor.
İster bitki yesin ister leş gibi diğer yiyecekleri yesin, tüm gruplardaki böcekler birçok farklı sorunu çözmek için etkileyici bir dizi araç geliştirmişlerdir. McKenna, bu anlamda böceklerin hayat ağacının bir mikrokozmosu olduğunu söylüyor.
Ancak böcekler ne kadar dirençli olursa olsun hayatta kalmalarını garanti edemeyiz. Beza-Beza birçok yerde böcek popülasyonunun azaldığını ve “ve evet, böcekler de bunun bir parçası” diyor. İnsanların etkilerinden nasıl kurtulacaklarının “şu anda temel sorulardan biri” olduğunu ekliyor, ancak “insanlardan daha uzun süre” böceklerin Dünya’da var olacağına dair bahse giriyor.
Çalıştığı Orta Amerika bulut ormanı gökyüzü adalarında bilimsel bulmacalarla uğraşan Beza-Beza’nın, çürüyen kütüklerle yaşayan ve beslenen bir böcek türü olan Ogyges politus’a özel bir yakınlığı var. “Sadece memleketimin yakınındaki dağlarda varlar. Yani bana nereli olduğumu hatırlatıyor… ve bu mücevherlerin her yerde olduğunu” diyor.
görsel: Laurie Rubin via Getty Images