Ana sayfa 87. Sayı Beyazsineklerde anında evrim Bakteri eklemek yeterli

Beyazsineklerde anında evrim Bakteri eklemek yeterli

Bilim Gündemi

147
PAYLAŞ

Çeviren: Naz Kanıt

Rickettsia bakterileri, zararlı olarak görülen tatlı patates beyazsinekleri (Bernisia tabaci)  popülasyonu içinde yalnızca altı yıl içersinde yayılma gösterdi. Bakteri ile enfekte olmuş olan böceklerin daha fazla yumurta bıraktığı, daha hızlı geliştiği ve enfekte olmamış diğer üyelere kıyasla erişkinlik döneminde hayatta kalma oranının daha fazla olduğu gözlemlendi.

Arizona Üniversitesi bünyesindeki bilim insanlarınca yürütülen çalışmalar sonucunda yapılan bu keşif, Science dergisinin 8 Nisan sayısında yayınlandı.

Arizona Üniversitesi entomoloji profesörü ve yapılan araştırmanın başkanı olan Molly Hunter araştırmayı “anında evrim” olarak tanımlayarak, yapılan deneyler sonucunda, eklenen bakterilerin bir böcek popülasyonunu çok kısa bir zamanda transforme edebildiği sonucuna varıldığını belirtti. Mikropların zaman zaman konakçı organizmalarına yararlı olabileceği normal kabul edildiği halde, deney sonucunda elde edilen veriler beklenenden oldukça sıra dışı bulundu.

Bu tespitlere ek olarak, bakteri varlığında evrimsel açıdan oldukça önemli avantajlar elde edildiği görüldü. Uygunluk yararları (fitness benefits) olarak adlandırılan bu avantajlardan biri de popülasyondaki cinsiyet oranının enfeksiyon ile değişmesi, enfeksiyon sonucunda dişi sineklerin doğum oranının erkeklere göre daha fazla olarak hesaplanması olarak bulundu. Hunter’ın yaptığı açıklamalara göre bakteriler yalnızca anneden yavruya geçebildiğinden, erkekten çok dişi sineklerin doğmasının bakteriler açısından daha avantajlı olduğu belirtildi. Ancak bu durumun nasıl oluştuğu halen bilinmiyor.

Makalenin başyazarı olan Anna Himler, araştırma sonucunda en çok şaşırdıkları durumun bakterilerin popülasyon içindeki yayılma hızının fazlalığı olduğunu söyledi. 2000 yılında araştırmacılar Rickettsia popülasyonunu yalnızca yüzde 1 olarak tespit etmişlerdi. 2003 yılına gelindiğinde ise popülasyonun yaklaşık yarısında mikropların yayılmış olduğu görüldü Günümüzde ise Arizona bölgesinde bulunan neredeyse tüm beyazsineklerin bu bakteriyi içerdiği belirtiliyor.

Beyazsinekler oldukça çeşitlilik içeren bir tür ve biyotipler olarak adlandırılan farklı çeşitleri var. “B biyotipi” olarak adlandırılan ve Akdeniz asıllı olan türü, tüm türler arasında tarım açısından en zararlı olanı. İsimlerinden anlaşılanın tersine beyazsinekler Hemiptera sınıfına ait böcekler. Bu sınıfın diğer üyeleri gibi, beyazsinekler konakçı bulundukları bitkilerde delikler açarak bu bitkilerin şeker içerikli özsuyunu emerler. Konakçı bitkinin besinlerinden yararlanmalarının yanı sıra bitkinin üzerinde bir tür özsu bırakarak küf oluşumuna neden olurlar ve yapraklara zarar verirler. Ayrıca beyazsinekler bitkilere virüs de bulaştırabilirler, örneğin bir tatlı patates beyazsineği konakçı bitkisini yüzden fazla çeşit virüsle enfekte edebilir.

Beyazsinek çeşitleri çoğunlukla özelleşmiştir ve yalnızca belirli konakçı bitkilerde yaşayabilirler. Diğer beyazsinek çeşitleriyle karşılaştırıldığında tatlı patates beyazsinekleri 600’den fazla bitki çeşidinde konaklar, bu nedenle de mevsimler süresince bir bitkiden diğerine geçebilirler. Arizona’daki araştırmalarda tatlı patates sineklerinin önce yabani otlarda, ardından kavunlarda, orada işleri bitince ise pamuk bitkilerine gidip yaz boyunca bu bitkilerde beslendikleri tahmin ediliyor.

Beyazsineklerin boyutu yaklaşık 1 santimetrenin altıda biri olsa da, bu küçük boyut sayıca fazlalıklarıyla dengeleniyor. Beyazsinekler konakçı bitkide oldukça fazla sayıda kolonileşerek yaprakları larvalar ve özsuları ile çok kısa bir zamanda tamamen örtebilirler. Hunter’ın yaptığı açıklamaya göre 1980’lerin sonunda bu yeni biyotipin güneybatıya gelmesiyle popülasyon çok hızlı bir şekilde artış göstermiş ve geliştirilen yeni tekniklerle bir kısmı engellenmiş olsa da beyazsinekler Arizona’da özellikle pamuk endüstrisinde en çok sorun çıkaran zararlılar olarak belirlenmiş.

Araştırma grubu şu sıralar Rickettsia varlığının beyazsinek popülasyonunu nasıl etkilediğini açıklamaya çalışmaktalar. Vardıkları sonuçlardan en geçerli olanı bakterilerin beyazsineklerin konakçı olarak kullandığı bitki türlerini zayıflatması ve bu sayede beyazsineklerin bu bitkiler üzerinden daha kolay bir şekilde beslenmesini sağlaması yönünde.

Önceki araştırmalarda bulunan bulgular doğrultusunda araştırma grubu mikropların bu kadar hızlı yayılmasının yalnızca yatay transferle yani bireyden bireye olmasının, dikey transferden yani anneden yavruya geçişten daha mümkün olduğunu düşünüyor. Bu doğrultuda yaptıkları deneyler sonucunda bir sonuca ulaşamayan deney grubu eşzamanlı yürüttükleri araştırmaları sonucunda enfekte olmuş beyazsinek kolonileri ile enfekte olmamış olan koloniler arasındaki farkları tespit ettiler. Himler’in açıklamasına göre evrimde uyum sağlama (fitness), para gibidir. Bu nedenle deney sırasında kullanılan bitki yapraklarından yatay geçişte kullanılan bir kısım örneğin döl içeriğini inceleyen Himler, Rickettsia-pozitif örneklerden oluşan döl sayısının kontrol grubundan daha fazla olduğunu gördü. Rickettsia ile enfekte olmuş beyazsineklerin daha fazla yumurta ürettiği, bu yumurtaların hayatta kalma oranının daha fazla olduğu ve yeni döllerde dişi sayısının erkek sayısından daha fazla olduğunu tespit eden ekip, bunun karşılaşılabilir bir durum olduğunun farkında, ancak bulunan değerler oldukça yüksek. Hunter’ın yaptığı açıklamalara göre bu durum Rickettsia-pozitif ve Rickettsia-negatif beyazsinekleri arasında bir savaş gibi. Normalde bir konakçının cinsiyet oranındaki kontrolü elinden almak o konakçıyı kötü etkilemektedir ve bundan ötürü popülasyonlarda cinsiyetler eşit olarak dağılır. Dişilerin çok olması durumunda erkek üreten bireyler daha çok üremeye başlar. Bu da doğadaki birebir cinsiyet dağılımının nedenlerinden biridir.

Tatlı patates beyazsinekleri genellikle yukarıdaki resimde görüldüğü gibi çiftler halinde bulunur. Arizona üniversitesi araştırmacıları tarafından bulunan sonuçlara göre Rickettsia bakterileriyle enfekte olmuş olan bu küçük canlılar, enfekte olmayanlarına göre evrimsel açıdan daha avantajlı oluyor.

Araştırma grubu, mikropların enfeksiyonuyla bir böcek popülasyonunda böyle bir değişikliğin bu kadar hızlı bir şekilde görülmesinin nedenlerinin açığa çıkmasının, zararlı organizmalarla başa çıkma konusunda önemli bir adım olacağına inanıyor. Hunter’ın açıklamalarına göre bir mikrobun nasıl bu kadar büyük bir değişime neden olabildiği göz önünde bulundurularak, mikropların etkilerini tersine çevirip bu tür bitkiler için zararlı organizmaların kontrolünü sağlayabilme yönünde araştırmaları devam edecek.

Kaynak: http://www.sciencedaily.com/releases/2011/04/110407141328.htm