Dinozorları Yok Eden Asteroid, ‘Karınca Tarımı’na Yol Açmış Olabilir

Yaklaşık 66 milyon yıl önce dinozorları yok eden asteroid, karıncaların mantar yetiştirerek ‘tarım’ yapmaya başlamasına yol açmış olabilir.

Dinozorları yok eden olay tamamen kötü sonuçlar doğurmadı. Yaklaşık 66 milyon yıl önce meydana gelen meteor çarpmasının neden olduğu düşük ışık ortamı, o dönemde bol miktarda bulunan organik maddeyle beslenen mantarların yayılmasını teşvik etti; çünkü bitkiler ve hayvanlar toplu halde ölüyorlardı.

Yeni bir çalışmaya göre, bu durum, bir grup karıncanın atası için bu mikroorganizmaları yetiştirmeye başlamak için mükemmel bir fırsattı.

Çalışmanın yazarlarından biri olan Profesör André Rodrigues, “Mantar yetiştiren karıncaların kökeninin ne olduğu nispeten iyi anlaşılmıştı, ancak bu mikroorganizmalar için daha kesin bir zaman çizelgesi yoktu. Çalışma, daha önce daha yeni olduğu düşünülen bu mantar türlerinin ortaya çıkışı için bugüne kadarki en küçük hata payını sağlıyor” diyor.

Bu tarihleme, karıncalar tarafından yetiştirilen ve Amerika’nın farklı bölgelerinden toplanan 475 mantar türünün genomlarının “ultra korunmuş elementleri” (UCE) analiz edilerek mümkün hale getirildi. UCE’ler, bir grubun evrimi boyunca genomda kalmaya devam eden ve en eski atalarından türetilen bölgeler olarak bilinir.

(İlgili: Dünyanın En Eski Tarımcıları 25 Milyon Yıllık Termit Karıncalarıydı)

Pepijn Wilhelmus Kooij, “Bu durumda, bu elementlerin yakınlarındaki bölgelerle ilgileniyorduk. Bu bölgeler, türler arasındaki en yeni farklılıkları gösteriyor ve oldukça doğru bir evrimsel çizgi izlememizi sağlıyor” diyor.

Bu yöntem kullanılarak, günümüz yaprak kesici karıncalarının (Attini olarak bilinen bir grup) atalarından 66 milyon yıl önce ortaya çıkan iki farklı mantar soyunun neredeyse eş zamanlı olarak geliştiği belirlendi.

Mantarlar ile karıncalar arasındaki karşılıklı yarar ilişkisi üzerine uzmanlar, bu ilişkinin başlamasının, tarımın ortaya çıkışını tanımladığını ve insanların bitkileri evcilleştirmeye başladığı 12.000 yıl öncesinden on milyonlarca yıl önce gerçekleştiğini savunuyor.

Araştırmada ayrıca, 21 milyon yıl önce karıncalar tarafından yetiştirilmeye başlanan ikinci bir grup olan mercan mantarlarının bir atasının ortaya çıktığı da ortaya kondu. Bu mantar, adını, minyatür deniz mercanı kolonilerine benzeyen yapılar oluşturmasından alıyor.

Karşılıklı yarar ilişkisi

Sonuçlar, mantarların karıncalar tarafından yetiştirilmeye başlamadan önce zaten bir ön adaptasyon geçirdiği hipotezini destekliyor. Çalışmanın yazarlarına göre, yaprak kesici karınca grubunun atası, bu mantarlara ya kolonilerin içinde yakın bir şekilde ya da zaman zaman onları veya ürünlerini toplamak için yakın mesafede yaşıyor olabilirdi.

Rodrigues, “Ancak mantarlar karıncaların diyetinin temel bir parçası değildi. Meteor çarpmasının yarattığı baskı, bu ilişkiyi zorunlu bir karşılıklı yarar ilişkisine dönüştürmüş olabilir. Bu durumda mantarlar, beslenme ve üreme için karıncalara bağımlı hale gelirken, karıncalar da besin kaynağı olarak yalnızca mantarlara bağımlı hale geldi” diyor.

Günümüzde dört farklı karınca grubu, dört çeşit mantar yetiştiriyor. Bazı durumlarda böcekler, yetiştirilen ürünün büyümesini belirli besin maddelerini sağlayacak şekilde değiştirebiliyor.

“Onları laboratuvarda yetiştirdiğimizde, mantarlar beklenen hif şeklini alıyor. Ancak koloni içinde bu hif türlerinden biri şişiyor ve şeker bakımından zengin üzüm salkımlarına benzer yapılar oluşturuyor. Karıncaların bunu nasıl yaptığını hala bilmiyoruz” diyor Kooij.

Makalenin yazarlarından Mauricio Bacci Junior’a göre, mantar yetiştiriciliğinin kökeni muhtemelen o dönemde karıncaların karşılaştığı besin sıkıntısı karşısında bir adaptasyona işaret ediyor.

Amerika kıtası boyunca mantarların yayılması ve diğer besin kaynaklarının azalmasıyla, karıncalarla zaten bazı ilişkileri olan mantarlar, yetiştirildiklerinde daha faydalı hale geldi.

“Beslenmek için mantar, karıncaların taşıdığı organik maddeyi parçalar. Buna karşılık karınca, mantarın ürettiği ve başka hiçbir kaynaktan elde edemediği maddeleri tüketir. Sanki mantar, böceğin dış mide görevini görüyormuş gibi”

Bu başlangıç olayından sonra, önceden nemli ormanlarda yaşayan mantar yetiştirici karıncalar, 27 milyon yıl önce Cerrado benzeri savan biyomunun genişlemesiyle ikinci bir seçilim baskısı yaşadılar. Daha açık ve kurak alanların ortaya çıkmasıyla bu tarımsal böcekler çeşitlenerek günümüz yaprak kesici karıncalarının ortaya çıkmasına yol açtı.

Bu olay aynı zamanda mantarların çeşitlenmesini de teşvik etti, bu da onları karıncalar için daha verimli bir besin üreticisi ve organik maddeyi parçalamada daha etkili hale getirdi.

Öyle ki, karıncalar tarafından yetiştirilen mantarların ürettiği enzimler artık yalnızca organik maddeyi değil, aynı zamanda plastikler de dahil olmak üzere diğer materyalleri parçalamak için biyoteknolojik potansiyel açısından inceleniyor.

FAPESP. 6 Ekim 2024.

Makale: Schultz, T. R., Sosa-Calvo, J., Kweskin, M. P., Lloyd, M. W., Dentinger, B., Kooij, P. W., … & Doyle, V. P. (2024). The coevolution of fungus-ant agriculture. Science, 386(6717), 105-110.