ManşetTarım-Gıda

Karıncalar nasıl dünyanın en iyi mantar çiftçileri oldular?

Smithsonian’da Brian Handwerk imzasıyla yayınlanan makaleyi Yeşil Gazete gönüllü çevirmenlerinden Cem Sabuncu’nun çevirisiyle paylaşıyoruz.

                                                                                    ***

Smithsonian Enstitüsü araştırmacılarının bulgularına göre antik çağda yaşanan iklim değişikliği karınca tarımında bir devrime sebep olmuş olabilir.

Fotoğraf: Giovanni Giuseppe Bellani / Alamy

İnsanlar yaklaşık 12,000 yıl önce tarım yapmaya başladığında türümüzün geleceğini ebediyen değiştirdiler. Atalarımız, en kıymetli mahsulleri keşfedip yetiştirerek ve daha sonra bunları ekip çoğaltarak koca toplulukları beslediler. Yabani bitkilerin karakteristik özelliklerini öylesine değiştirdiler ki artık bu ekinler insan yardımı olmadan türlerinin devamını getirecek durumda değiller. Bu yüzden onların ekolojik açıdan öncü olduklarını söyleyebiliriz. National Geographic Topluluğu’nun Genografik Projesi (Genographic Project)’ne göre göre tarım: “modern çağın tohumlarını ekti”.

Ancak insanlar bu çiftçilik oyununa katılmakta geciktiler. Atalarımız çığır açan Tarım Devrimi’ni gerçekleştirdiği sıralarda karıncalar, Güney Amerika’nın yağmur ormanlarında 60 milyon yıldan beri mantar yetiştiriyorlardı. Bu minik tarım sihirbazları insanların kullandığı zirai teknolojilere taş çıkartacak karmaşık teknikler kullanarak günümüzde doğada nesli tükenmiş olan mantarları kültüre aldılar. Öyle ki, şu anda bu mantarlar karıncaların yardımı olmaksızın doğada hayatta kalacak durumda değiller.

Smithsonian araştırmacıları, karıncaların bu dikkat çeken tarım tekniklerini ne zaman geliştirdiklerini ve neden geliştirmiş olabileceklerini açığa çıkarttılar. Mantar tarımı yapan karıncaların evrimsel soy ağacını çıkartarak 30 milyon yıl önce yaşanan ani iklim değişikliğinin karınca tarımında bir devrime yol açtığını ortaya koydular. Dahası, bu devrimden sonra ortaya çıkan tarımsal sistemler, günümüz tarımına yardım edecek ders niteliğinde olabilir.

Bugün 240 tür attine karıncası, aralarında yaprak yiyiciler (ing: leafcutters) olmak üzere, Amerika kıtası ve Karayipler’de mantar tarımı yapmaya devam ediyorlar. Yeraltında yetiştirdikleri bu mahsuller tarım temelli toplulukları besliyor. Bu topluluklar sadece sürdürülebilir ve verimli değiller, aynı zamanda hastalıklara ve böceklere karşı da dirençliler. Bu minik çiftçiler ortak bir strateji etrafında toplanmış bulunuyorlar. Ufak tefek bitki parçaları bulmak için ava çıkıyorlar, ancak bu besinleri kendileri yemek yerine kıymetli mantarlarına yediriyorlar. Bu mantarlar da bu şekilde endüstriyel ölçekte üretim yapmalarına yardımcı oluyor.

Bu tip karınca çiftliklerinde mantarlar yabani akrabalarının hayatta kalamayacağı, kuru ve yaşamaya elverişsiz ortamlar olan, yeryüzünden tamamıyla izole edilmiş yeraltı bahçelerinde yetiştiriliyorlar. Bu sayede kaçma ihtimalleri ortadan kalmış oluyor ve böylece yabani mantarlar ile kültüre alınmışlar bir araya gelemiyorlar ve aralarında gen aktarımı yapamıyorlar. Bu durumun sonucu olarak kültüre alınmış mantarlar çiftçi karıncalarla beraber dış dünyadan bağımsızca beraber evrimleştiler. Bu tür karıncalar tarımsal üretimlerine öylesine bağımlı bir hayat sürdürüyorlar ki, kraliçe karıncanın kızı yeni bir koloni bulup ayrılması durumunda annesinin mantar bahçelerinden bir parça alıp yeni ekinlerini oluşturmak üzere ayrılıyor.

Smithsonian Enstitüsü tarafından idare edilen Ulusal Doğa Tarihi Müzesi (National Museum of Natural History)’nin karıncalarla ilgili müze sorumlusu, entomolojist (böcek bilimci) Ted Schultz: “Bu karıncaların ürettikleri mantarlar doğada asla bulunmuyorlar ve tamamen yetiştiricilerine bağımlı haldeler.” diyerek durumu açıklıyor. “Bizim yetiştirdiğimiz mahsullere oldukça benziyorlar. Biz de günümüzde doğada insan yardımı olmaksızın türünün devamını getiremeyecek, oldukça yüksek derecede değişikliğe uğramış bitkilerle tarım yapıyoruz.”

12 Nisan 2017’de Proceedings of the Royal Society B adlı bilim dergisinde yayınlanan bir çalışmada Schultz ve meslektaşları, karınca ve mantarların arasındaki bu sıra dışı ilişkinin kökenini açığa çıkartmak üzere genomik araçlar kullandılar. Schultz ve ekibi 78 tür mantar tarımı yapan karıncanın ve tarım yapmayan 41 tür karıncanın genetik verilerini kullanarak çiftçi karıncaların evrimsel soy ağacını çıkarttılar. Schultz, bu çalışmada kullanılan verilerin birçoğunu onlarca yıl süren saha gezilerinde kendisi topladı.

Araştırmacılar, her bir tür için 1500’den fazla genom bölgesinden DNA sekanslarını içeren verileri kullanarak günümüzde yaşayan türlerin atalarını geriye doğru takip ederek bugünün karınca türlerinin ortak atalarını tespit ettiler. Bu genetik veriyi doğrulamak için, DNA analizlerinde ortaya çıkan değişikliklerin tarihini tespit etmek için kullanılmış birkaç kilit karınca fosilini kullandılar.

Schultz, bu veriyi kullanarak bu karınca türlerinin hangi tarihte ileri düzey bir tarıma doğru evrimsel bir sıçrama yaşadıklarını tespit etti ve bu gelişimin neden yaşandığına dair bir teori de ortaya koydu.

Fotoğraf: JamesDiLoreto / Smithsonian

DNA verileri, bu evrimsel sıçramanın yaşandığı tarihlerde ani bir iklim değişikliği olduğunu gösteriyor. Karıncaların bu ileri seviye tarım sistemlerini 35 milyon yıl önce sıcaklıkların düşmesiyle başlayan küresel soğuma olayından sonra geliştirdikleri tahmin ediliyor. Araştırmacılara göre, bu antik iklim değişikliği sonucunda ıslak yağmur ormanlarının daha kuru ortamlara dönüşmesi çiftçi karıncaların avcı-toplayıcı atalarının ortam koşullarını sabit tutarak mantar bahçelerinde üretim yapmak gibi bir tarımsal yeniliğe itmiş olabilir.

Schultz: “Anlaşılan o ki çiftçi karıncaların ataları, kuru veya mevsimsel olarak kuru ortamlarda yaşıyorlardı. Yani eğer bu karıncalar ıslak ortam seven mantarları yetiştiriyorlarken bunları kuru bir ortama aktardılarsa, bu durum aynı insanların kültüre aldıkları bir türü doğal yaşam alanının dışına çıkartması gibidir.” diyor.

“İnsanlar genellikle kültüre aldıkları türü izole edip ayrı bir parselde yetiştirirler ve ihtiyaçlarına en uygun bireylerin tohumunu alıp tekrar ekerek bu süreci devam ettirirler. Eğer bütün akrabaları ıslak bir orman ortamında yaşayan bir mantar türünü kuru bir ortama götürürseniz bu tür, yeni ortamından kaçamayacak bir duruma gelir. Zamanla, yüzlerce bin yıl veya milyonlarca yıl boyunca bu işlem gerçekleştirildiğinde bu türün evcilleştirilme (ing: domestication) ihtimali oldukça olasıdır.”

Ancak bu süreçte dönüşüme uğrayanlar yalnızca mantarlar değildi. Aynı zamanda karınca soyları da önemli ölçüde değişmeye başlamıştı. Onların genomlarında da, avcı-toplayıcılıktan tarıma geçiş sırasında ve daha gelişmiş mantar tarımına geçildiğinde tekrardan olmak üzere değişlikler yaşandı. Schultz ve meslektaşlarının diğer bir araştırmada ortaya koyduğu üzere karıncalar, kendi yaşamları için kilit rolde bir aminoasit olan arginin’i üretme yeteneklerini kaybettiler, çünkü yetiştirdikleri mantarlardan hâlihazırda bu besin ihtiyacını karşılıyorlardı.

Bu alanda çalışan mantar uzmanları (mycologists) ise bu ilişkide sadece karıncaların mantarları kullanmadığını, tam ters durumun da geçerli olduğunu söylüyorlar. University of Montana’da entomolog Diana Six: “Mantarlar için bu ilişkinin kötü olduğu düşünülebilir, ancak kendileri de bu durumdan yararlanıyorlar. Bütün ihtiyaçları karıncalar tarafından karşılanıyor. Bence mantarlar da karıncaları kendi ihtiyaçlarına göre manipüle ediyor.” diyor.

Bu çalışmada yer almayan Six, Schultz ve meslektaşlarının daha önceki varsayımların desteklemediği karmaşık evrimsel bir hikâyeyi ortaya çıkarttıklarını belirtiyor. Özellikle de nemli ortam seven karıncaların evriminin yaşadıkları nemli yağmur ormanının koşulları tarafından yönlendirilmiş olması bulgusunun önemini vurguluyor. “Bu tip simbiyozlarda (ortak yaşam) önemli bir faktörün bu ilişkiyi desteklediği varsayılır. İzolasyon sonucu iki tarafın birbirine aşırı derecede bağımlılık geliştirmesi… bu çok mantıklı gerçekten de. Ancak insanların alışılmışın dışında düşünmesi biraz zaman alıyor.” diye ekliyor Six.

Bu gelişmiş karınca tarımı, beklendiği üzere insanların yaptığı tarımla birkaç bariz noktada ayrışıyor (mesela daha az sayıda traktör olması). Ancak Schultz, doğada tarım yapan termitler, kınkanatlılar (ing: beetle) ve arılar gibi diğer birkaç tür hayvanın ekinlerini nasıl yetiştirdiklerini inceleyerek insan tarımı için ders çıkartabileceğimize inanıyor.

Örneğin, birçok endüstriyel çiftçinin yaptığı gibi çiftçi karıncalar da yalnızca tek çeşit ürün yetiştiriyorlar. Fakat onların ürünleri insanlarda olduğu gibi genetik çeşitliliğin azalmasından kaynaklanan hastalık ve böcek artışına yenilmiyor. Karıncalar yeraltı bahçelerini tertemiz tutarak ürünlerinin hastalığa yakalanma ihtimalinin önüne geçiyorlar ve besin kaynaklarını tehdit eden parazit bir mantar türüne karşı bir nevi pestisit (böcek ilacı) yerine geçen doğal bir antibiyotik üretiyorlar.

Bu savunma stratejileri patojenleri etkin bir şekilde kontrolde tutuyor, ancak insanların alnam ifade etmese de bazı durumlarda yaptıkları gibi patojenleri tamamen ortadan kaldırmayı hedeflemiyor. Schultz’a göre insanların aksine karıncalar sürdürülebilir bir denge oluşturmuşlar ve insanların bunu inceleyip ders çıkartması gerekiyor.

Schultz: “Karıncalar da monokültürel tarım yapıyorlar, ancak yetiştirme ortamlarında her çeşit bakteri ve diğer mikroplar da mevcut ve bunlar ya tehlikesiz ya da yararlı türler. Aslında yetiştirdikleri şey küçük bir ekosisteme benziyor. İnsan tarımında da olduğu gibi her hangi bir mahsulü yetiştirirken, mesela mısır, aslında sadece o ürünü yetiştirmiyoruz. Aynı zamanda toprakta bulunan bütün mikropları da yetiştiriyoruz. Büyük olasılıkla, sağlıklı toprak ve sağlıklı mısır için bu mikropların optimal bir oranda bulunması gerekiyor.” diyor.

Schultz, karınca kolonisinin yaşayıp beslendiği ortamı büyük ekosistem içinde düşündüğümüzde, insan tarımı için birkaç ders içerdiğini belirtiyor. Mesela yaprakla beslenen bir karınca kolonisini tek bir otlayan büyük omurgalı hayvanmış gibi düşünelim. Koloninin toplam kütlesi de ineğinkine eş değer olsun ve aynı zamanda aşağı yukarı eşit miktarda yerel vejetasyondan besleniyor olsunlar.

“Neden bir bölgedeki vejetasyonu sonuna kadar tüketip diğer bir bölgeye geçmeleri gerekmiyor?” diye soruyor Schultz. Bu sorunun cevaplarından biri, o alandaki yerel vejetasyonun da kolonilerle eş zamanlı olarak evrimleşmiş olmasıdır. Karıncalar, bir ağacı öldürene kadar tüketmeye çalışırsa ağaç, savunma mekanizması olarak bir toksin üreterek yapraklarının karıncalar için yenmeyecek bir tada sahip olmasını sağlayabilir.

“Bunu isteyerek yapmıyorlar. Karıncalar, bir ağacı bilinçli bir şekilde sonuna kadar tüketmemek gibi bir karar almıyorlar. Bütün ekosistem ve içindeki bütün bireyler, bir çeşit kararlı duruma (ing: stable state) doğru beraber evrildikleri için bu denli sürdürülebilir bir tarım mümkün olabiliyor.” diye ekliyor Schultz.

 

Haberin İngilizce Orijinali

Muhabir: Shreya Dasgupta 

Yeşil Gazete için çeviren: Cem Sabuncu

 

(Yeşil Gazete, Smithsonian)

Kategori: Manşet