Dinozorları Öldüren Asteroit Karıncaları Nasıl Çiftçilere Dönüştürdü…
Bilimsel bir çalışma, dinozorların yok oluşunun 66 milyon yıl önce mantarların çoğalmasına ve mantar yetiştiren karıncaların evrimine nasıl yol açtığını gösteriyor. Bu erken tarım biçimi, insan tarım uygulamalarından önce ortaya çıktı ve o zamandan beri karmaşık karşılıklı ilişkilere dönüştü ve bunlar şu anda biyoteknolojideki potansiyelleri için inceleniyor.
Araştırma, dinozorların sonunu getiren meteor çarpmasının, karıncalar ve mantarlar arasındaki karşılıklı yarar sağlayan ilişkinin ortaya çıkmasına yardımcı olduğunu ve insanların çiftçilik yapmasından çok önce tarımın erken bir biçimini oluşturduğunu ortaya koyuyor.
66 milyon yıl önce dinozorları öldüren meteor çarpması, mantarlar ve karıncalar arasında dikkate değer bir karşılıklı faydalı ilişkiye yol açmış olabilir. Çarpmanın neden olduğu düşük ışık ortamı, o dönemde bitkiler ve hayvanlar sürü halinde ölürken bol miktarda bulunan organik maddeyle beslenen mantarların yayılması için elverişli koşullar yarattı.
Science dergisinde yayımlanan yeni bir araştırmaya göre , bu durum bir grup karıncanın atasının bu mikroorganizmaları yetiştirmeye başlaması için mükemmel bir fırsattı.
Mantar Türleri ve Genetik İçgörüler
“Mantar yetiştiren karıncaların kökeni nispeten iyi anlaşılmıştı, ancak bu mikroorganizmalar için daha kesin bir zaman çizelgesi eksikti. Çalışma, daha önce daha yeni olduğu düşünülen bu mantar türlerinin ortaya çıkışı için bugüne kadarki en küçük hata payını sağlıyor,” diye açıklıyor Brezilya, Rio Claro’daki São Paulo Devlet Üniversitesi (IB-UNESP) Biyolojik Bilimler Enstitüsü’nde profesör ve makalenin yazarlarından biri olan André Rodrigues.
Araştırmacı, FAPESP’in Biyoçeşitlilik Karakterizasyonu, Korunması, Restorasyonu ve Sürdürülebilir Kullanım (BIOTA) Araştırma Programı aracılığıyla ve ABD Ulusal Bilim Vakfı (NSF) ile işbirliği içinde desteklenen “Ortak araştırma: ABD -São Paulo Boyutları: filogeniyi, genetiği ve kimyasal ekolojiyi entegre ederek çok parçalı mantar çiftçiliği yapan karınca simbiyozunun karmaşık yapısını çözme” projesini koordine ediyor.
Tarihleme, karıncalar tarafından yetiştirilen ve Amerika’nın farklı bölgelerinden toplanan 475 mantar türünün genomlarının sözde ultra muhafaza edilmiş elementlerinin (UCE’ler) analiz edilmesiyle mümkün oldu . UCE’ler, bir grubun evrimi boyunca genomda kalan ve en eski atalarından türetilen bölgelerdir.
“Bu durumda, bu elementlere yakın bölgelerle ilgilendik. Türler arasındaki en son farklılıkları gösteriyorlar ve oldukça doğru bir evrimsel çizgiyi izlememize olanak sağlıyorlar,” diye ekliyor FAPESP tarafından desteklenen IB-UNESP’de araştırmacı ve aynı zamanda çalışmanın ortak yazarı olan Pepijn Wilhelmus Kooij.
Bu yöntem kullanılarak, günümüz yaprak kesici karıncalarının (Attini olarak bilinen bir grup) aynı atasından 66 milyon yıl önce neredeyse eş zamanlı olarak iki ayrı mantar soyunun ortaya çıktığı tespit edildi.
Karşılıklılık ve Tarımsal Kökenler
Mantarlar ve karıncalar arasındaki mutualizm konusunda uzman olanlar, bu ilişkinin başlangıcının, insanların bitkileri evcilleştirmeye başlamasından on milyonlarca yıl önce, yani sadece 12.000 yıl önce tarımın ortaya çıkışını tanımladığını uzun zamandır savunuyorlar.
Çalışma ayrıca, 21 milyon yıl önce karıncalar tarafından yetiştirilmeye başlanan ikinci bir grup olan mercan mantarlarının bir atasının ortaya çıkışını da ortaya koydu. Mantar, adını deniz mercanının minyatür kolonilerine benzeyen yapılar oluşturmasından alıyor.
Beslenme Karşılıklılığı ve Mantar Adaptasyonu
Sonuçlar, mantarların karıncalar tarafından yetiştirilmeden önce ön adaptasyona uğradığı hipotezini destekliyor. Yazarlar, yaprak kesici karınca grubunun atasının mantarların yakınında, ya kolonilerin içinde ya da zaman zaman mantarları toplayarak ve onlardan veya ürünlerinden beslenerek yaşamış olmasının muhtemel olduğunu belirtiyorlar.
“Ancak mantarlar karıncaların beslenmesinin temel bir parçası değildi. Meteor çarpmasının yarattığı baskı, bu ilişkiyi zorunlu bir karşılıklılığa dönüştürmüş olabilir; bu durumda mantarlar yiyecek ve üreme için karıncalara bağımlı hale gelirken, karıncalar da yiyecek kaynağı olarak yalnızca mantarlara bağımlı hale geliyorlar,” diye bağlamlandırıyor Rodrigues.
Günümüzde dört farklı karınca grubu dört tür mantar yetiştiriyor. Bazı durumlarda böcekler yetiştirilen ürünün büyümesini belirli besinleri sağlayacak şekilde değiştiriyor.
“Laboratuvarda yetiştirdiğimizde mantarlar beklenen hif formunu alıyor. Ancak koloninin içinde bu hif türlerinden biri şişiyor ve üzüm salkımlarına benzer, şeker açısından zengin yapılar oluşturuyor. Karıncaların bunu nasıl yaptığını hâlâ bilmiyoruz,” diyor Kooij.
IB-UNESP’de profesör ve makalenin ortak yazarı olan Mauricio Bacci Junior’a göre mantar yetiştiriciliğinin kökeni muhtemelen o dönemde karıncaların karşılaştığı besin kıtlığına karşı bir adaptasyona işaret ediyor.
Günümüzde Amerika kıtasında mantarların bol miktarda yayılması ve yiyecek kaynaklarının azalmasıyla, karıncalarla olası bir ilişkisi olan mantarların yetiştirildiğinde daha yararlı olduğu ortaya çıktı.
“Kendini beslemek için mantar, karıncaların taşıdığı organik maddeyi ayrıştırır. Karınca da mantarın ürettiği ve başka hiçbir kaynaktan elde edemediği maddeleri tüketir. Sanki mantar, böceğin dış midesiymiş gibi,” diye karşılaştırıyor araştırmacı, FAPESP tarafından desteklenen Araştırma, Yenilik ve Yaygınlaştırma Merkezlerinden ( RIDC ) biri olan Biyoçeşitlilik Dinamikleri ve İklim Değişikliği Araştırma Merkezi’nin ( CBioClima ) müdür yardımcısı .
Tarımsal Evrim ve Biyoteknolojik Potansiyel
Bu kuruluş olayından sonra, daha önce nemli ormanlarda yaşamış olan mantar çiftçisi karıncalar, 27 milyon yıl önce Cerrado savana benzeri biyomun genişlemesiyle ikinci bir seçici baskı yaşadı. Daha açık ve kurak alanlarla birlikte, bu tarım böceklerinde bir çeşitlenme oldu ve bu da günümüzün yaprak kesici karıncalarının kökenine yol açtı.
Bu olay aynı zamanda mantarların çeşitlenmesini de destekledi ve mantarlar karıncalar için yiyecek üretme ve organik maddeleri ayrıştırma konusunda daha verimli hale geldiler.
Öyle ki, karıncaların yetiştirdiği mantarların ürettiği enzimlerin, yalnızca organik maddeleri değil, plastikler de dahil olmak üzere diğer maddeleri de parçalama konusundaki biyoteknolojik potansiyeli artık araştırılıyor.
