200 Yıldır Bilim İnsanlarını Şaşırtan Kelebek: Sırları Son Narende Ortaya Çıkıyor

Yeni tanımlanan Colobura cryptica türü, Florida Doğa Tarihi Müzesinde doktora öğrencisi olan Anisha Sapkota önderliğindeki araştırmacılar tarafından Zootaxa dergisinde tanımlandı. Ekibin DNA analizini kanat desenlerindeki ince farklarla ve ultraviyole ışık yansıtmasıyla birleştirmesi, bilim insanlarının büyük ölçüde göremediği ayrımları ortaya çıkardı.

Daha da şaşırtıcı olanı, bu üç türün örtüşen bölgelerde yaşadığı ve aynı anda aynı yerlerde bulunabildiği. Oysa genetik kanıtlar, aralarında çaprazlanmaya dair algılanabilir bir iz olmadığı için ayrı kalmaya devam ettiklerini gösteriyor.

Sıradan Görünen, Ancak Gizli Bir Kimliğe Sahip Kelebek

Orta ve Güney Amerika’nın tropikal yağmur ormanları, dünyadaki en yüksek biyoçeşitlilik yoğunluklarından birine sahip. Costa Rica, yaklaşık yarım milyon türü destekliyor; bu da Kanada’daki tür sayısının beş katına denk geliyor, Kanada’nın kara alanı yaklaşık 200 kez daha büyük olsa bile.

Bu olağanüstü çeşitliliğe rağmen, bölgede belirli bitki ve hayvanlar özellikle tanınabilir. Kanada’nın boreal ormanlarında saplı çınarlar manzaranın tanınmış bir parçasıyken, tropikal Amerika’da Cecropia cinsine ait ağaçlar benzer şekilde öne çıkıyor.

1888’de Alman botanist Andreas Schimper, önemini şöyle betimledi: “Tropikal Amerika’da bulunmuş her doğal bilimci, o ülkelerin en dikkat çeken ağaçlarından biri olan Cecropia‘yı hatırlar.”

Colobura cinsinin kelebekleri de Sapkota’ya göre aynı derecede tanınabilir.

“Neotropiklere giderseniz, Colobura gördüğünüz ilk kelebeklerden biri olur,” dedi.

Bu kelebeklerle Cecropia ağaçları, Cecropia yapraklarının Colobura tırtılları için yiyecek sağlaması nedeniyle yakın bir ekolojik ilişki paylaşıyor. Her iki grup da And Dağları’nın bir bölümünden Brezilya Amazonlarına, Brezilya ve Paraguay’daki Atlas Ormanları’ndan Orta Amerika’nın ve Karayipler’in geniş bir alanına kadar yayılıyor.

Bu kadar geniş yayılımlar tropik ekosistemlerde pek de olağan dışı değildir. Ancak bu grupların içindeki çeşitlilik ilgin bir zıtlık sunar.

Bilim insanları Cecropia‘den 61 tür tanımlar; bunların çoğu nispeten küçük coğrafi alanlarda yaşar. Bazıları yalnızca Andlar’da, diğerleri ise Karayiplerle sınırlıdır.

Colobura kelebekleri için durum oldukça farklı görünüyordu. Carl Linnaeus, 1758’de resmen Colobura dirce‘yi tanımladıktan sonra, bilim insanları geniş yayılımına rağmen cinsi uzun süre tek bir tür olarak kabul etti.

Bu anlayış 2001’de değişmeye başladı; araştırmacılar resmen ikinci bir türü tanıdı. Şimdi, Venezuela’da yapılan beklenmedik bir keşif, Sapkota ve arkadaşlarının Zootaxa‘de tanımladığı üçüncü bir türün ortaya çıkmasına yol açtı.

Keşif, grubun evrimsel tarihine dair basit bir açıklama sunmak yerine, daha da büyük bir gizemi ortaya çıkardı.

“Aklın alabileceği bir şey değil. Bu kelebekler neredeyse birebir aynı görünüyor ve tam olarak aynı yerde, aynı zamanda görülüyor.”

150 Yıdan Fazla Önceye Dönen Bir Kelebek Muğlbeliği

Yetişkin Colobura kelebeklerini ayırt etmek son derece zordur. Kanatları neredeyse özdeştir; yalnızca ön kanatların alt tarafındaki gri şeridin hafif varyasyonları vardır. Bazı kelebeklerde bu şerid biraz daha genişler. Bazılarında ise aynı genişlikte kalır. Aynı zamanda kanat boyunca uzanan sarı bir banta değecek kadar uzun olabilir ya da onun önünde kesilebilir.

Tırtılları biraz daha net ipuçları sunar.

Colobura tırtılları, keskin açılı dikenlerle biten belirgin sarı çıkıntılarla kaplı kadifemsi siyah cisimlere sahiptir. Bu savunma yapıları, olası avcılara “beni bırak, yoksa hoş olmayan sonuçlar doğar” şeklinde yorumlanabilecek bir uyarı gönderir.

Bu göze çarpan dikenlerin altında çok daha küçük, kremsi beyaz lekeler bulunur. Türden türüne değişerek bu lekeler gözyaşına ya da halkaya benzer ya da tamamen olmayabilir.

Bu farklılıkların önemi, şaşırtıcı derecede erken bir zamanda fark edildi.

1852’de Hollanta’lı böcek bilimci Jan Sepp, farklı kremsi beyaz desenlere sahip tırtılların iki ayrı türü temsil ettiğini öne sürdü. Diğer araştırmacılar bu yorumu reddetti; çeşitliliklerin erkek ve dişiler arasındaki farkları ya da yalnızca tek bir tür içindeki doğal değişkenliği yansıtmiş olabileceğini savundu.

Bu görüş yaklaşık 150 yıl boyunca baskın kaldı.

2001’de Keith Willmott ve birkaç meslektaşı, Sepp’in gözlemlerini yeniden değerlendirdi ve ikinci türü Colobura annulata olarak resmen tanımladı. Willmott, bugün Florida Müzesi McGuire Kelebekler ve Biyoçeşitlilik Merkezi’nde küratör olarak görev yapıyor.

“Sorunun çözüldüğünü varsaydık,” dedi Willmott.

Diğer araştırmalara yöneldi; uzun süredir çözüldüğü düşünülen sınıflandırma sorununun hallolduğuna inandı. Ancak ara sıra yapılan gözlemler, bir şeylerin eksik olduğunu ima etmeye devam etti.

“Üçüncü bir türün varlığına dair birkaç ipucu elde ettim, ama çok gerçek dışı geldiği için üstünden geçtim.”

O dönemde, neredeyse birbirinden ayırt edilemeyen iki türün varlığı bile dikkat çekici görünüyordu.

“Çok belirgin bir kelebek. Aynı alanda, başka hiçbir şeyle karışmayacak kadar farklı olmalarına rağmen iki türün var olabileceğini hayal etmek zor.”

Venezuela’da Beklenmedik Bir Keşif

Yaklaşık 25 yıl sonra, Willmott’un meslektaşı Andrés Orellana Venezuela’da genç bir Cecropia ağacında beslenen aç bir Colobura tırtılları grubuyla karşılaştığında yeni kanıtlar ortaya çıktı.

Tırtıllar, fidanın yapraklarını hızla sömürüyordu. Başın yakınında tanıdık siyah gövde segmentleri ve cins için karakteristik sarı dikenlere sahipti, ancak dikkat çeken bir özellik vardı.

Tanınan iki türden farklı olarak, bu tırtılların kremsi beyaz işaretinin hiçbiri yoktu.

Orellana, bu olağandışı böcekleri fotoğrafladı ve görüntüleri Willmott’la paylaştı. Keşif, üçüncü bir türün gözden kaçırılmış olup olmadığını araştırmak için ikna edici bir neden sağladı.

Sapkota, Florida Müzesi’ndeki Shirey laboratuvarına yeni katılmış ve soruşturmayı yönetmeye hevesliydi.

Çalış arkadaşlarıyla birlikte, genetik kanıtları kelebek anatomisine dair titiz incelemelerle birleştiren bir çalışma tasarladı.

Öncelikle DNA barkodlarını inceledi; araştırmacıların türleri ayırt etmesine yardımcı olan, kısa ve yüksek derecede değişken genetik diziler bunlar. Bu diziler, çalışmanın eş yazarları Daniel Janzen ve Winnie Hallwachs’ın liderliğini yaptığı, Costa Rica’da uzun süredir sürdürülen bir kelebek ve güve araştırmasından elde edildi.

Soruşturma, tropikal Orta ve Güney Amerika genelinde toplanmış daha eski kelebek örneklerine doğru genişledi. Sapkota, bu müze örneklerini Texas Üniversitesi Güneybatı Tıp Merkezi’ndeki Nick Grishin’e gönderdi; oradaki araştırmacılar hem mitokondriyal hem de nükleer genomlarını diziledi.

Genetik sonuçlar, kelebeklerin gerçekten farklı evrimsel grupları temsil edip etmediğini, yoksa tek bir türün sıradan varyasyonları mı olduğunu test etmeye yarayan bir yol sağladı.

Araştırmacılar aynı zamanda, önceki bilim insanlarının fark edemediği fiziksel farkların var olup olmadığını da bilmek istedi.

Kelebek Kanatlarında Gizli Bir İpucu

Sapkota, müze koleksiyonlarında korunan kelebekleri saatlerce inceledi; şüpheli türleri ayırt etmeye yarayan tutarlı özellikleri aradı.

İlk başta bu çaba pek sonuç vermedi. Gri kanat şeridindeki ufak farklar dışında, kelebekler son derece benziyordu.

Sonunda, dikkat çeken bir şeyle karşılaştı.

Kanatların alt yüzeylerinin, soluk bir mor parıltı taşıdığı, bu parıltının yoğunluğunun ise örnekler arasında değiştiği dikkatini çekti.

Bu gözlem, böceklerin insan görüşünün dışında kalan ultraviyole ışığı yansıtıyor olabileceğini düşündürdü; oysa ultraviyole ışığı birçok kelebek tarafından algılanabilir.

“Bir spektrometreyle kontrol ettim ve kelebeklerin bana mor görünmesine rağmen UV ışığı yansıtığını gördüm,” dedi.

Ölçümler dikkat çeken bir örüntü ortaya çıkardı. Üç tür de ultraviyole ışığı yansıtıyordu, ancak dalga boyları farklıydı.

Araştırmacılar, daha önce gizli kalan kimliğini yansıtarak yeni tanımlanan türü Colobura cryptica olarak adlandırdı.

Gözle görülür farklar son derece yüzeysel olsa da, ultraviyole ölçümleri, tırtıl desenleri ve DNA sonuçları tutarlı bir tablo ortaya koydu.

Üç tür aşağıdaki özelliklerle ayrılabilir:

Colobura dirce‘de ek bir karmaşıklık da vardır. Farklı ultraviyole yansıma değerlerine sahip iki alttür içerir. Colobura dirce dirce ışığı 362,2 nm’de yansıtırken, Colobura dirce wolcotti ışığı 390,6 nm’de yansıtır. 376 nm değeri türün ortalamasını temsil eder.

Bu küçük kanat farklarının ötesinde Sapkota, başka tutarlı bir anatomik fark tespit edemedi. Sıradan kelebek ve güve türlerini ayırmada genellikle en güvenilir işaretleri sağlayan erkek üreme organları bile ayırt edilemez göründü.

Yine de genetik bulgular belirleyiciydi.

DNA analizi, üç ayrı evrimsel çizgi ortaya çıkardı ve bu ayrılımlar, ekibin belgelediği fiziksel farklarla örtüşüyordu. Birlikte kanıtlar, Colobura‘nin iki değil, üç tür içerdiğini doğruladı.

Yan Yana Yaşayan Üç Kelebek Türü

Bilinmeyen bir kelebek türünün tanımlanması baş başına önemli olsa da, bu üç türün coğrafi dağılımları buluyu daha da ilgi çekici kılıyor.

Üçü de Orta ve Güney Amerika’nın örtüşen bölgelerinde görülüyor.

Colobura dirce en geniş dağılıma sahip; Meksika’dan Güney Brazil’a kadar uzanıyor. And Dağları’nın her iki yanında ve Karayip takımadalarında yaygın olarak bulunuyor.

Colobura annulata da geniş bir coğrafi alanda yaygın olsa da, Büyük Antiller’de mevcut değil.

Yeni tanımlanan Colobura cryptica ise bilinen en küçük dağılıma sahip; Meksika’nın güneyinden And Dağları’nın eteklerine kadar uzanıyor.

Bu örtüşen dağılımlar önemli bir evrimsel soruyu gündeme getiriyor. Üç tür, aynı bölgelerin çoğunu paylaşmaya devam ederken genetik açıdan nasıl ayrışabildi?

Türler genellikle popülasyonlar birbirinden izole olduğunda ortaya çıkar. Örneğin bir dağ sırası bir popülasyonu ikiye bölüp karşı taraftaki bireylerin çiftleşmesini engelleyebilir.

Çok nesil boyunca ayrılan gruplar farklı genetik ve fiziksel özellikler biriktirebilir. Bu farklar yeterince büyürse, popülasyonlar tekrar karşılaştıklarında bile sonunda birbirleriyle çiftleşeme yeteneğini kaybedebilir.

Ama coğrafi ayrılma, yeni türlerin oluşumunu yönlendiren tek mekanizma değil.

Araştırmacılar, Colobura kelebeklerinin paylaştıkları orman yaşam alanlarını kullanmada farklı yollar geliştirmiş olabileceğinden şüphe ediyor.

“Bu kelebekler arasında dikey katmanlaşma olabilir,” diyor Sapkota. “Colobura dirce genellikle yer altı bitki örtüsünde, C. cryptica ve C. annulata ise genellikle ağaçların tepesinde bulunur; ancak farklı çalışmalardan gelen karışık sinyaller olduğu için kesin olarak bilmiyoruz.”

Kısacası, bir tür orman tabanına yakın yerde daha fazla zaman geçirirken, diğerleri üst dalları tercih ediyor olabilir.

Bu tür bir habitat ayrışması, aynı coğrafi alanda yaşayan türler arasındaki farkların korunmasına potansiyel olarak yardımcı olabilir.

Bununla birlikte, önceki araştırmalar tutarsız gözlemler ortaya koymuştur. Nedenlerden biri, deneyimli kelebek uzmanlarının bile bu üç türü ayırt etmekte zorlanması olabilir.

Neredeyse Özdeş Kebekler Birbirini Nasıl Tanır?

Daha da merak uyandıran bir soru, kelebeklerin uygun eşleri nasıl seçtiğiyle ilgilidir.

Çok sayıda güve ve bazı kelebekler, bireylerin kendi türlerinden diğerlerini tanımasına yardımcı olan feromonlar salan özel koku bezleri kullanır.

Colobura kelebekleri bu bezlere sahip değildir.

Bu, görsel bilgilerinin eş seçiminde önemli bir rol oynayabileceğini düşündürüyor. Yine de neredeyle özdeş görünümleri, bir türü diğerinden nasıl ayırt ettiklerini anlamayı zorlaştırıyor.

Yeni keşfedilen ultraviyole farkları olası bir açıklama sunuyor.

İnsanlar ultraviyole ışığı göremezken, çok sayıda kelebek görebilir. Sapkota, kanatlarından gelen farklı ultraviyole yansımalarının, kendi türlerinden diğerlerini tanımalarına yardımcı olan görsel sinyaller sağlayabileceğini düşünüyor.

Benzer mekanizmalar diğer kelebeklerde ve güvelerde biliniyor veya şüpheleniliyor. Bahçe akları, kükürt kelebekleri ve orman kaplan güveleri, araştırmacıların eş seçimine katkıda olabileceğini düşündüğü ultraviyole yansıtan kanat pullarına sahiptir.

Sapkota, Colobura kelebeklerinin benzer sinyaller kullanıp kullanmadığını inceliyor ancak sonuçlar henüz net bir yanıt vermedi.

Kullantıkları mekanizma ne olursa olsun, kelebekler kendi ayrı kimliklerini korumada son derece başarılı görünüyor.

Çekirdek DNA’sının analizi, menzillerinin örtüşmesine rağmen bu üç tür arasında melezleşmeye dair hiçbir kanıt bulamadı.

Bulgular, türlerin algılanabilir genetik karışımı olmadan ayrı evrimsel yollar izlediklerini gösteriyor.

Sıradan Bir Kebek Hâlâ Çok Sayıda Sır Barındırıyor

Colobura cryptica türünün keşfi, yaygın ve dikkat çeven hayvanlar hakkında bile ne kadar şeyin bilinmediğini gösteriyor.

Çeşitli nesiller boyunca doğa bilimciler bu kelebekleri inceledi, ancak grup içinde gizli olan çeşitliliğin tamamını tanımlayamadı. Üçüncü tür ancak detaylı gözlemlerle modern genetik testlerin ve ultraviyole ölçümlerinin birleştirilmesiyle ortaya çıkarılabildi.

Ancak en önemli soruların bir kısmı hâlâ yanıt bulamadı; bunlar arasında kelebeklerin eş seçiminin nasıl gerçekleştiği, ormanın farklı bölgelerini mi işgal ettikleri ve evrimsel ayrışmalarının ilk olarak neyin neden olduğu yer alıyor.

Sapotka için bu soruların yanıtlarını bulmak, böceklerin doğal yaşam alanlarında gözlemlenmesini gerektirecek.

“Bunu kendisiyle görmek için sahaya giden biri çıkmalı.”

Colobura’nın biyojisindeki başka bir ilginç yönle ilgilenenler, 1952 yılında yayımlanan ve genç Colobura tırtıllarının gelişimin en erken evrelerinde inşa ettiği dışkı çubuklarını betimleyen eğlenceli bir anlatı içeren Biodiversity Heritage Library’ye göz atabilir.

Çalışma Yazarları ve Finansman

Çalışmanın diğer ortak yazarları arasında Táchira Ulusal Deneyimsel Üniversitesi’nden Andrés Orellana; Texas Güney Tıp Merkezi’nden Nick Grishin ve Leina Song; Santo Domingo de Heredia Ulusal Müzesi’nden Isidro Chacón; Pensilvanya Üniversitesi’nden Daniel Janzen ve Winnie Hallwachs; ve Florida Doğal Tarih Müzesi’nden Sajan KC yer alıyor.

Araşdırma, Ulusal Sağlık Enstitüleri’nin, Welch Vakfı’nın, Kanada’nın Araştırmada Yeni Ufuklar Fonu’nun (NFRFt-2020-00073), Kanada Yenilik Vakfı’nın Büyük Bilimsel Altyapı programının (MSI 42450), BioAlfa’nın ve UNET Projesi’nin (Táchira Ulusal Deneyimsel Üniversitesi) kısmi fonlamasını aldı.