2017'nin sonlarında, Almanya'daki korunan alanlarda yapılan bir araştırmada, son 25 yılda bu bölgelerdeki böcek popülasyonlarının üçte ikisinin yok olduğu ortaya çıktı. Bu sonuçlar, medyada bir "böcek kıyameti" yaşandığı yönünde haberlere neden olsa da, bu durumun ardındaki nedenler belirsizliğini koruyordu. Şimdi ise Japon ve Avustralyalı bilim insanlarından oluşan bir ekip, bu sorulara yanıt bulmak amacıyla kapsamlı bir çalışma tamamladı.
Böcek Mikrokosmosu
Çalışmalarında karıncalara odaklanmalarının sebebini, onları toplamak için sistematik yöntemlere sahip olmaları ve aynı zamanda karşılaştırmalı çalışmalar yapmaya yeterli çeşitliliğe sahip olmaları olarak açıklayan evrimsel biyolog Alexander Mikheyev, doğru yerin seçilmesinin de bir o kadar önemli olduğunu belirtti. Fiji'yi seçmelerinin nedeni, hem izole bir bölge olması hem de karşılaştırma yapmaya imkan verecek kadar çeşitli bir ekosisteme sahip olmasıydı.
Böylece 330 adadan oluşan Fiji takımadaları, ekibin böcek popülasyon dinamiklerini anlamak için kullandığı bir model haline geldi. Önceki çalışmalardan önemli bir fark, Mikheyev ve ekibinin bu popülasyonları sadece son 25 yıl değil, binlerce yıl boyunca inceleyebilmiş olmasıydı.
Mikheyev, önceki çalışmaların çoğunun gözlemlenebilir verilere dayandığını, ancak bu verilerin yalnızca böcek örneklerinin sistematik olarak toplanmaya başlandığı son yüz yıla ait olduğunu belirtti. Ekip ise daha uzun vadeli bir perspektif kazanmak istiyordu.
Bu amaca ulaşmak için ekip, topluluk genomi üzerine odaklandı. Bu alanda, normalde binlerce karıncanın ve yüzlerce türün genetik materyalinin incelenmesi gerekiyordu. Fiji'deki 330 adadan sadece 100'den fazlasında kalıcı yerleşim olması, bu görevi imkansız hale getiriyordu.
Ekip, bu zorluğun üstesinden gelmek için daha önce Fiji müzelerinde toplanmış karınca örneklerini kullanmaya karar verdi. Ancak bu durum da kendi zorluklarını beraberinde getirdi.
DNA Parçaları
Ne yazık ki, müze koleksiyonlarından elde edilen DNA kalitesi oldukça düşüktü. DNA koruma açısından, karıncalar sergilenmek amacıyla toplandığı için genetik çalışmalar için uygun koşullarda saklanmıyordu. Mikheyev, insanların karıncaları toplarken kullandığı tuzakların (malaise traps) karıncaların DNA'larının parçalanmasına ve bozulmasına neden olduğunu belirtti. Bu tuzaklar, bir ay boyunca alkol içinde bekletilen örneklerden oluşuyordu.
Bu bozulmuş genetik materyalle çalışmak için ekip, "yüksek verimli müzeomik" (high-throughput museumomics) adını verdikleri, tüm genomu sıralamadan genetik farklılıkları inceleyen nispeten yeni bir teknik kullandı. Birden fazla bireyden alınan DNA örnekleri, farklı kitapların aynı sayfasını işaretlemek gibi benzersiz etiketlerle işaretlendi. Daha sonra, etiketleri takip eden kısa DNA parçaları sıralanarak, popülasyon içindeki genetik çeşitlilik değerlendirildi. Mikheyev, bu yöntemlerle müze örneklerini popülasyon genetiği için kullanmayı başardıklarını ifade etti.
Ancak sorunlar burada bitmedi. Fiji'deki karınca türlerinin farklılıkları, genetik analizlerden çok görünümlerine dayanıyordu. Yıllarca araştırmacılar, karıncaları inceleyerek türlerini belirlemişlerdi. Bu durum, 40 cins altında 144 türe yol açmıştı. Mikheyev'in ekibi için ilk adım, örneklerdeki genomlara bakarak bu tür ayrılıklarının doğruluğunu kontrol etmekti. Çoğu tür ayrılığının doğru olduğu, ancak bazı türlerin bölünmesi, bazılarının ise birleştirilmesi gerektiği ortaya çıktı. Sonuç olarak ekip, örneklerinde 127 türün temsil edildiğini doğruladı.
Genel olarak ekip, son on yılda toplanan 4.000'den fazla karınca örneğini analiz etti. Veriler, Fiji karıncalarının çalkantılı bir tarihinin ortaya çıkmasını sağladı.
İlk Kolonistler
Tek tek genetik dizilimlerden tüm popülasyonların tarihini yeniden yapılandırma sanatı, bu dizilimleri birbirleriyle karşılaştırmaya ve çok sayıda bilgisayar simülasyonu çalıştırmaya dayanıyor. Mikheyev, "Her popülasyondan birden fazla birey vardı. Diyelim ki bu popülasyona baktık ve aslında hiç çeşitliliğe sahip olmadığını bulduk. Bu, çok küçük bir birey grubundan yeni türediğini gösteriyor." dedi. Tam tersi durumda, yüksek çeşitlilik olması, popülasyonun uzun süredir stabil olduğunu gösteriyordu.
DNA verileriyle, ekip binlerce yıl boyunca karınca popülasyonlarının çeşitli koşullar altında nasıl evrimleşeceğini simüle etti ve gerçek karıncalardan elde ettikleri genetik çeşitlilik sonuçlarına en uygun senaryoları seçti. Mikheyev, Fiji faunasını oluşturan ve farklı zaman dilimlerinde gerçekleşen "kolonizasyon" olaylarını belirlediklerini belirtti. Toplamda en az 65 kolonizasyon olayı tespit edildi.
Mikheyev'e göre, ilk karıncalar milyonlarca yıl önce Fiji'ye ulaştı ve günümüzde var olan 88 endemik Fiji karıncasının atası oldu. Bu karıncalar büyük olasılıkla tek bir atadan evrimleşti ve ana karadaki akrabalarından ayrıldı. Daha sonra, Pasifik bölgesine özgü karıncaların 23 kolonizasyon olayı daha gerçekleşti. Ekip, bu karıncaların hem doğal yollarla Fiji'ye yerleşen türlerin hem de yaklaşık 3.000 yıl önce gelen ilk insan yerleşimcileri olan Lapita halkı tarafından getirilenlerin bir karışımı olduğunu buldu.
İnsanların gelişi aynı zamanda endemik Fiji karıncası türlerinde ilk düşüşlerle de örtüştü.
Taş ve Yak Ağaçları
Mikheyev, bu düşüşlerin şaşırtıcı olmadığını belirtti. İlk Fiji yerleşimcilerinin günümüzdeki gibi yoğun bir nüfusa sahip olmamasına rağmen, ormanların tarım alanları açmak ve toprağı gübrelemek için kesilip yakıldığı "taş ve yak" tarımını uyguladıklarını söyledi. Mikheyev, "Ve biliyorsunuz, her karınca bir tarlada yaşamayı sevmez, özellikle de ormanda yaşamaya adapte olmuş olanlar." diye ekledi. Ancak Fiji'nin yerli karınca türlerindeki düşüşler, Avrupalılarla ilk temasın ardından gerçekten hızlandı.
17. ve 18. yüzyıllarda Abel Tasman ve James Cook gibi ilk kaşifler Fiji adalarının bazılarını haritalandırdı ancak adaya ayak basmadılar. Fiji karıncaları için gerçek kıyamet, Avrupalı sandal ağacı tüccarlarının takımadaları düzenli olarak ziyaret etmeye başladığı ve nihayetinde küresel ticaret ağlarına bağladığı 19. yüzyılda başladı.
Tüccarlar, yerel şeflerle sandal ağacı karşılığında takas ettikleri ateşli silahlara ek olarak, ateş karıncalarını da getirdiler. Mikheyev, "Ateş karıncaları Latin Amerika kökenlidir ve bizim yarattığımız habitatlara, çimlere veya kesilmiş tarlalara iyi adapte olmuş yaygın bir istilacı türdür." dedi. Son birkaç yüzyılda, ekip ateş karınca popülasyonlarında büyük bir artış ve endemik Fiji karınca türlerinin %79'unda hızlanan düşüşler gördü.
Kıyamet İşaretleri
Mikheyev'e göre Fiji, müze örnekleriyle çalışma yöntemlerini test etmek için bir deneme alanıydı. "Artık bu yaklaşımın işe yaradığını biliyoruz ve dünya çapında müzelerde bulunan koleksiyonları kullanmaya başlayabiliriz, hepsi bize toplandıkları yerler hakkında hikayeler anlatabilir." dedi. Nihai hedefi, böcek kıyametinin veya benzeri herhangi bir kıyametin küresel çapta belirtilerini aramaktı.
Ancak soru şu ki, yaşananlar gerçekten o kadar kötü mü? Sonuçta, tüm karıncalar düşüşte görünmüyor. Belki de gördüğümüz şey, daha iyi adapte olmuş bir türün üstün gelmesi, yani önümüzdeki gözlerimizin önünde gerçekleşen doğal seçilimdir?
Mikheyev, "Elbette, Fiji'de evrimin yarattığı güzel biyoçeşitliliği düşünmeden ateş karıncalarıyla yaşayabiliriz. Ancak bu felsefeyi benimsersek, ekolojimizin önemli ve ilginç parçalarını onarılamaz bir şekilde kaybedeceğimizi düşünüyorum." dedi. Mevcut eğilimlerin devam etmesi halinde, endemik Fiji karıncalarını sonsuza dek kaybedebileceğimizi savundu. "Ve bu, dünyamızı birçok yönden daha kötü hale getirecektir." diye ekledi.
