Ana sayfa Biyoloji Böcek Aleminde Bir İlk: Biomineral Zırh Kuşanan Karıncalar

Böcek Aleminde Bir İlk: Biomineral Zırh Kuşanan Karıncalar

2994
0
Büyük karınca Atta ile küçük karınca Acromyrmex'in dövüşü. (Caitlin M Carlson/Naature Communications).

Hayvanlar aleminin en kabiliyetli canlılarından birini temsil eden karıncaların yeni ve şaşırtıcı bir özelliği daha keşfedildi: Biomineral vücut zırhı.

Karıncalar son derece organize ve sosyal canlılar. Beraber ava çıkmayı, karmaşık tüneller içeren yuvalar inşa etmeyi, piknik masanızdan yemek aşırmayı ve kraliçeleri ile kolonilerini korumak gibi birçok meziyetleri bulunuyor. Tüm bu faaliyetleri, beraber çalışarak yapıyorlar.

İşbirliği konusunda yaprak kesici karıncalar daha da göz dolduran bir tür olarak öne çıkıyor. Acromyrmex echinatior gibi yaprak kesen karınca kolonileri dört farklı sosyal sınıf içerisinde beslendikleri mantar bahçelerinin bakımını yapan milyonlarca karınca içeriyor.

Tarımcılık konusunda oldukça yetenekli bu karınca türünün aşırı kalabalık koloniler içinde yaşaması, her bir üyenin patojene maruz kalma riskini de artırıyor. İlginç olan, A. echinatior türünün evrim yolu ile kendisine doğal bir vücut zırhı geliştirmiş olduğunun anlaşılması.

Wisconsin-Madison Üniversitesi tarafından yapılan araştırmada, karıncaların “beyaza kaçan taneli bir kaplamaya” sahip olduğu tespit edildi. İncelemeler,vücudu kaplayan bu pürüzlü tabakanın böcek aleminde ilk kez rastlanan, kendiliğinden oluşan biomineral zırh olduğunu ortaya çıkardı.

Araştırmanın başında yer alan mikrobiyolog Cameron Currie, ScienceAlert’a yaptığı açıklamada, “A. echinatior karıncasının hastalıklarla başa çıkmalarını sağlayan antikoru üretmek için bakteriler ile şaşırtıcı bir bağ kurduklarını” belirtti. Yıllar süren çalışma ve gözlemler, karıncaların vücutlarının yüzeyinde biomineral kristaller bulunduğunu gösterdi.

Elektron mikroskop, elektron geri saçılım kırınımı ve diğer yöntemler ile karıncaların dış iskeletini örten mineral tabakasına daha yakından bakıldı. Vücut örtüsü, her biri 3-5 mikrometre kalınlığındaki rombohedral magnezyum kalsit kristallerinden oluşan ince bir katmanı temsil ediyordu.

Biomineral dış iskeletlere ıskatozların kalın kabuklarından dolayı daha aşinayız. Böceklerin de kabuklulardan evrildikleri düşünüldüğünde, bilim insanları A. echinatior karıncasının benzer bir özelliğe sahip olmasına çok şaşırmadı.

close up of the ant bioarmour
Yukarıda – parlak zırh. Aşağıda – zırhın tarama elektron mikroskobu altındaki görünrüsü. (Li et al., Nature Communications, 2020)

Deney Amaçlı Dövüşler

Bilim insanları, biomineral zırhın nasıl ortaya çıktığı ve nasıl geliştiğini anlamak için yapılan gözlemlerin ardından, bu özelliğin bebek karıncalarda bulunmadığını, karınca olgunlaştıkça geliştiğini anladı.

Zırhın karıncaları nasıl koruduğunu anlamak için de deney amaçlı dövüşler düzenlediler. Bu amaçla, Acromyrmex echinatior işçi karıncaları biominerak zırh kuşandıkları ve zırha sahip olmadıkları iki versiyonda Atta cephalotes karıncıları ile dövüştürüldü. Nature Communications dergisinde yayımlanan araştırmada, dövüşlerin olabildiğince gerçekçi olabilmesi için karınca kolonileri arasında sıkça yaşanan “toprak kavgaları” senaryosu kullanıldı.

Biomineral zırha sahip A. echinatior karıncaları, kendilerinden daha büyük ve güçlü At. cephalotes karıncıları ile kapıştıklarında, zırh taşımayan arkadaşlarına nazaran daha az vücut parçası kaybetti ve hayatta kalma oranları arttı.

Aynı zamanda, biomineral taşımayan karıncaların böceklere saldıran Metarhizium anisopliae mantarı tarafından çok daha kolay enfekte oldukları anlaşıldı.

Bilim insanları yaprak kesen karıncaların doğal zırhlarını nasıl elde ettiklerini kesin olarak bilmiyor. Aynı zamanda, başka böcek türlerinin de benzer özelliklere sahip olabileceğini düşünüyorlar. Mantar yetiştiren karıncaların en çok incelenen tropikal böcek türlerinden biri olduğundan yola çıkıldığında, diğer böceklerin de magnezyum kalsit biomineralleşme yeteneği geliştirip geliştirmediğini incelemek adına önemli bir bulgu elde edilmiş oldu.

Bilim insanları, yapılacak birçok araştırma ile bir gün doğal zırh yeteneğinin insanlara da (en azından kullandığımız nesnelere) sıçrayabileceğini düşünüyor. Currie, ince ve hafif zırhın geliştirilerek birçok ürün için kullanılabileceğini sözlerine ekledi.

Kaynak: Nature Communications