Odontotermes obesus türü termitler, yuvalarında Termitomyces adını verdikleri bir mantar türü yetiştirirler. İşçi termitler, ölü yaprakları, odun ve otları toplayarak yuvalarının altındaki, kombo adı verilen mantar bahçelerinde istiflerler. Burada, mantarlar zorlu bitki liflerini ayrıştırarak termitlerin erişebileceği hale getirir; bu, simbiyotik tarımın karmaşık bir örneğidir.
Ancak her çiftçi gibi termitler de bir zorlukla karşı karşıya: Yabani otlar. Hindistan Bilim Eğitim Enstitüsü'nde biyolojik bilimler profesörü olan Rhitoban Raychoudhury, “Termitlerin, yabani ot istilası tespit ettiklerinde her zaman aynı kesin tepkiyi verdiklerine dair çok sayıda çalışma önerisi vardı, ancak durum böyle değildi” diyor. Yeni bir Science çalışmasında Raychoudhury'nin ekibi, termitlerin şaşırtıcı derecede gelişmiş, insana benzer bahçıvanlık uygulamalarına sahip olduğunu keşfetti.
Karanlığın İçindeki Bahçıvanlar
İlk bakışta termitler pek iyi bahçıvanlar gibi görünmeyebilir. Onlar etkili bir şekilde kördür; bu, yaşamlarının çoğunu yuvalarının sonsuz koridorlarında çalışarak tam karanlıkta geçirdikleri düşünüldüğünde şaşırtıcı değildir. Ancak termitler, görme eksikliğini diğer duyularıyla telafi ederler. Raychoudhury, “Gelişmiş koku reseptörleri ve dokunma yoluyla çevreyi algılayabilirler ve sanırım yabani otları bahçelerinde bu şekilde tanımlıyorlar” diyor. Termitlerin yabani ot istilası tespit ettiğinde nasıl tepki verdiğini öğrenmek için ekibi, bazı Odontotermes obesus örneği topladı ve onlara farklı bahçıvanlık sorunları sundu.
Deneysel düzenek oldukça basitti. Ekip, termit yuvalarından elde edilen otoklavlanmış toprağı cam petri kaplarına yerleştirdi. Bu toprağın üzerine Raychoudhury ve meslektaşları her kapta iki mantar kombo yerleştirdiler. Birincisi kontrol grubu olarak görev yaparken, ikincisi Termitomyces içeren taze, enfekte olmamış bir kombo idi. Raychoudhury, “Kontrol grubu olmasının yanı sıra, termitlerin yiyeceği olmasını sağlamak içindi çünkü yuvalarının dışında hayatta kalmaları çok zor” diye açıklıyor. İkinci parça ise, termit kolonilerindeki Termitomyces habitatlarını sıklıkla ele geçiren lifli bir yabani mantar olan Pseudoxylaria ile kasıtlı olarak kontamine edildi.
Ekip, ortamın elverişli olduğundan emin olmak için bir miktar suyla birlikte termitleri kaplara ekledi. Son olarak, kaplar kapatıldı ve termit yuvasındaki koşulları doğru bir şekilde taklit eden bir sıcaklıkta tutan bir inkübatörde tam karanlığa yerleştirildi.
Raychoudhury, “Bu kaplardaki gelişmeleri düzenli aralıklarla gözlemledik ve her gözlemlediğimizde fotoğraf çektik” diyor.
Ortaya çıkan hızlandırılmış görüntüler, termitlerin mantar bahçelerindeki yabani ot istilasıyla nasıl başa çıktıklarına dair ilk ipucunu verdi. Eylemleri, bilim insanlarının görmeyi beklediği basit, sabit davranışlardan tamamen farklıydı.
Ölçülü Tepki
İlk deney, kolonideki Pseudoxylaria istilasının başlangıcını simüle etmek için tasarlandı. Ekip, yabani otun küçük bir parçasını her kapta bulunan komboslardan birine yerleştirdikten sonra, termitlerin bu erken evre enfeksiyonlarla başa çıkmak için geniş bir taktik yelpazesine sahip olduğu görüldü. En sık kullanılan stratejide termitler üç adım izledi: Raychoudhury, “İlk olarak, yabani otu uzaklaştırdılar – kombodan çektiler” diyor. Yabani ot uzaklaştırıldıktan sonra, termitler onu kombodan uzaktaki toprağa gömdüler. Sonraki adımda, yabani otun bulunduğu kombodan bir miktar kazıdılar. Bu, termitlerin örneklerin yüzde 94'ünde enfeksiyonu kontrol altına almasını sağladı.
Raychoudhury, “O zaman dedik ki, tamam, erken evre enfeksiyonlarla başa çıkabiliyorlar – ya enfeksiyonun ilk evreyi aşıp daha şiddetli hale geldiği senaryolar ne olacak?” diye sordu.
Zorluk seviyesini artırmak için ekip, termitlerin yine iki parça kombo aldığı başka bir deney yaptı; bu sefer biri taze, diğeri ise çoğunlukla yabani otlarla doluydu. Raychoudhury, “Termitlerin ciddi şekilde enfekte olmuş komboları kurtarmaya çalışmadıklarını öğrendik; muhtemelen kurtarılamayacak kadar kötü olduklarını belirleyebildiler” diyor. Bu yoğun şekilde enfekte olmuş kombolarla başa çıkmak için termitler, onları basitçe toprakla örttü.
Üçüncü deney, termitlerin ne kadar enfekte kombo gömmeleri ve ne kadarını kurtarmaya çalışmaları arasındaki dengeyi nasıl bulduklarını öğrenmeyi amaçlıyordu. Raychoudhury, “Bu komboları gömerek, ekinlerini yetiştirmek için giderek daha az alan elde ediyorlar” diyor. “Ve termit kolonilerinde milyonlarca termit var ve hepsinin yemesi gerekiyor.” Bu tür bir karar verme sürecini termitlerde tetiklemek için ekibi, enfekte bir kombo parçasını taze bir kombo parçasına yapıştırdı. Termitler, yapıştırıldıkları eklem boyunca bu komboları ayırdılar ve her zamanki gibi enfekte kısmı toprakla örttüler.
Davranışların çoğu enfeksiyonun ciddiyetine bağlı olarak değişiklik gösterirken, yabani otu toprakla örtmek, termitlerin neredeyse her durumda yaptığı bir şeydi. Bu nedenle ekip, toprağın neden bu kadar önemli olduğunu anlamak için yakından inceledi. Termitlerin onu temelde bir böcek ilacı olarak kullandığı ortaya çıktı, ancak iyi niyetli bir dokunuşla.
İyi Niyetli Tarım
Daha önceki araştırmalarda Raychoudhury'nin ekibi, termit kolonilerinde bulunan mikropların fungistatik (mantar büyümesini engelleyen) olduğunu öğrenmişti. Termitlerin varoluşu mantar yetiştirmeye dayandığı için bu mikropların neden orada olduğu net değildi.
Raychoudhury, “Termitlere ilk etapta otoklavlanmış toprak sağlamamızın nedeni, fungistatik mikropların topraktan geldiği ihtimalini ortadan kaldırmaktı” diye açıklıyor. Mikropların kaynağının termitlerin kendisi olduğu ortaya çıktı; onlar toprağı araştırmacıların bolus adını verdiği bireysel yığınlar haline getiriyorlar. Raychoudhury, “Bu bolusları yaparken, bir şey salgılıyorlar ve salgıladıkları ne varsa bağırsaklarından geliyor” diye açıklıyor. Ekibi, termitlerin bu bolusları rastgele kullanmadığını, yalnızca bahçelerinin istilacı kısımlarına uyguladığını keşfetti. Ancak, insan böcek ilaçlarının aksine, termit bolusları yabani ot için ölümcül değildi.
Raychoudhury'nin ekibi, termitlerin fungistatik boluslarla gömdüğü yabani otu geri aldığında, otun hala büyüyebildiği görüldü. Sonuç, yabani otun yayılmasını ve ürünlerine zarar vermesini önlemekti, asla tamamen yok etmek değildi. Raychoudhury, “Neden öldürmediklerini tam olarak bilmiyoruz ama bir hipotezimiz var” diyor. “Sanırım yiyecek olarak mantar yetiştirirken mantarları öldürme kapasitesine sahip olmak iyi bir strateji değil.”
Bilim insanlarının hala bulması gereken şey, termitlerin bağırsağındaki tüm mikropların yabani ot kontrolü için gerekli olup olmadığı veya bu süreçte büyük rol oynayan sadece birkaç mikroptan mı oluştuğudur.
Termitler, çeşitli mikroplar için ideal büyüme koşulları sunan çok kapalı bir ortamda yaşarlar. Üstelik, tüm termitler aynı kraliçe ve kraldan türediği için koloniler son derece düşük genetik çeşitliliğe sahiptir. Raychoudhury, “Bunlar birçok mikrobiyal patojen için mükemmel üreme alanlarıdır” diye açıklıyor. Termitlerin bu patojenlerle nasıl başa çıktığını bulmak, ekibinin bir sonraki öğrenmek istediği şeydir. “Bu patojenlerden nasıl kurtuluyorlar? Denemelerimizde sadece yabani otu kullandık. Şimdi başka patojenler kullanmak ve termitlerin onlarla nasıl başa çıktığını görmek istiyoruz” diyor Raychoudhury.
