Termitlerin Dev Yuvalarını Nasıl İnşa Ettikleri Keşfediliyor

Deneyler, termitlerin olağanüstü büyük ve karmaşık yuvalar inşa etmek için kullandıkları benzersiz mekanizmayı ortaya çıkardı.

Termitler doğal dünyanın mimarlarıdır. Metrelerce yüksekliğe ulaşabilen yuvalar, karmaşık ve ayrıntılı yapılara, etkin iletişimi sağlayan ve yuvanın içini insan mühendisleri kıskandıracak şekilde otomatik olarak havalandıran galerilere sahip. Peki binlerce veya milyonlarca böcek, koloni için sağlam ve işlevsel yuvalar inşa etmek amacıyla çalışmalarını nasıl koordine edebilir?

Andrea Perna tarafından koordine edilen ve eLife dergisinde yayımlanan yeni bir çalışma, termitlerin bu tür olağanüstü görevleri gerçekleştirmek için kullandıkları benzersiz mekanizmayı tanımladı.

Araştırmacılar, Coptotermes gestroi türü (aslen Güney Asya’dan gelen, ancak Amerika Birleşik Devletleri’nin doğu kıyısına yayılmış olan) termitler üzerinde laboratuvar deneylerini gerçekleştirmek için, ıslak kil kullanarak farklı yükseklik ve şekillerde yapay yapılara sahip küçük arenalar oluşturdular.

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

Daha sonra daha büyük bir koloniden küçük termit popülasyonları topladılar ve popülasyondaki tüm termitlerin aktivitelerini videoyla takip ederken aynı anda üç boyutlu yapıdaki değişiklikleri karakterize ederek bu yapılara tepki olarak inşa etme davranışlarını ölçtüler. Bu sayede yuva yapımında kullanılan koordinasyon mekanizmasını keşfetmek için çeşitli hipotezleri test etmek mümkün oldu.

Örneğin, termitlerin yanı sıra büyük ve karmaşık yapılar inşa edebilen diğer büyük böcek grubu olan karıncalar söz konusu olduğunda, karıncaların yapı malzemesine, diğer karıncaları inşaat alanına çeken ve onlara nereye inşa edeceklerini söyleyen kimyasal bir madde olan feromon karıştırdıklarına inanılıyor. Böylece, kendi kendini tamamlayan bir süreçte, bir işçi karıncanın hareketi diğer karıncaların faaliyetini tetikliyor.

Karıncalar gibi termitler de yapı faaliyetlerini yönlendirmek için feromonlara güveniyorlarsa, o zaman yapı malzemesi topaklarını herhangi belirli bir yere bırakmayı tercih etmemeleri gerekirdi, çünkü deneyciler tarafından hazırlanan yapay arenalarda feromon yoktu. Ancak böyle olmadı: topak toplama arenanın her yerinde gerçekleşirken, biriktirmelerin tümü halihazırda mevcut yapıların tepesinde lokalize olmuştu.

Belki de küçük sütunların yüksekliğini ve zemindeki heterojenlikleri değerlendirebiliyor ve bu şekilde mevcut yapıların üzerine yapı malzemesi eklemeye devam edebiliyorlardı. Ancak durum böyle de değildi: termitler yapı topaklarını hem kısa hem de uzun sütunların üzerine eşit olasılıkla bırakıyorlardı.

Diğer bir hipotez ise, termitlerin yapı alt tabakasının eğriliğini algılayabilecekleri yönündeydi; zira daha önce yapılan bazı modellemeler, en yüksek eğrilik noktalarına sürekli olarak topak eklemenin, bazı türlerin termit yuvalarına benzeyen çok karmaşık yapılar üretmek için yeterli olduğunu göstermişti.

Çalışmanın ilk yazarı ve Paris’teki CNRS Institut Matière et Systèmes Complexes’de araştırmacı olan Giulio Facchini’ye göre; simülasyonlarda, yüzeydeki küçük heterojenliklerin çevredeki düz alt tabakaya göre daha yüksek eğriliğe sahip olduğu ve bu nedenle bunların bir sütun oluşturacak şekilde genişlediği, sütunların sivri uçlarının ise daha fazla yapı malzemesi birikmesini çektiği ve bölününceye veya başka bir sütunla birleşinceye kadar büyümeye devam ettiği gözlemlendi. Bu basit kuralla çok karmaşık yapılar oluşturulabilirdi.

Aslında, termitler deneylerde sağlanan yapay uyaranlarla karşı karşıya kaldıklarında, her zaman eğriliğin en yüksek olduğu yerlere inşa etmeyi tercih ettiler, topakları yüksekliklerinden bağımsız olarak sütunların tepesine eklediler ve küçük bir duvar uyaranı sağlandığında, çoğunlukla duvarın iki köşesine, yani eğriliğin maksimuma ulaştığı iki noktaya topaklar eklemeye devam ettiler.

Merak konusu şuydu: Termitler inşa ettikleri yapıların eğriliğini nasıl bu kadar güvenilir bir şekilde algılayabiliyorlardı? Araştırmacılar, suyun buharlaşmasının ve nemin bununla ilgili olabileceğine dair bir ipucu buldular.

Perna’ya göre, termitler nem konsantrasyonlarına karşı çok hassaslar: diğer böceklerin aksine, ince bir dış iskelete ve yumuşak bir cilde sahipler, bu da yüzde 70’in altındaki nem seviyelerine uzun süre maruz kalmanın bile onlar için öldürücü olabileceği anlamına geliyor. “Bu nem değişimlerini hissedebilmeleri ve davranışlarıyla bunlara tepki verebilmeleri çok da şaşırtıcı değil.”

Ama bunu nasıl kanıtlayabiliriz?

Facchini, “‘Çok ustaca, düşük teknolojili bir çözüm’ olarak tanımlanan bir çözüm bulduk: Termitlerde kullanılanlarla aynı deneysel arenalar hazırladık, ancak bu kez kili tuzlu sodyum bikarbonat çözeltisiyle doyurduk.” diyor.

“Tuzlu su çözeltisindeki su buharlaştıkça ardında küçük tuz kristalleri bıraktı ve bu kristallerin büyümesi buharlaşmanın en yüksek olduğu bölgelere işaret ediyordu: bunlar sütunların tepeleri ve duvarların köşeleriydi: termitlerin inşaat faaliyetleri için seçtikleri bölgelerin tam olarak aynısı!”

Perna, en şaşırtıcı olan şeyin, termitlerin çok karmaşık bir soruna bu kadar basit bir çözüm getirdiğini keşfetmek olduğunu belirtiyor.

Deneylerde yuva karmaşıklığı tek bir basit mekanizmadan ortaya çıkıyor: Termitlerin yerel neme bağlı olarak sadece malzeme topakları eklemeleri gerekiyor, ancak ekledikleri topaklar tüm buharlaşma ve nem düzenini değiştirerek diğer termitleri farklı bir yerde inşa etmeye teşvik ediyor ve bu durum çok karmaşık yapılar üretilinceye kadar devam ediyor.

IMT School for Advanced Studies Lucca. 11 Nisan 2024.

Makale: Facchini, G., Rathery, A., Douady, S., Sillam-Dussès, D., & Perna, A. (2024). Substrate evaporation drives collective construction in termites. Elife, 12, RP86843.