Deney Çalışması Kelebekler İçin Önerilen “Moleküler Çerez Kırıcı” Fikrini Destekliyor

Bilimsel bir ilk olarak, Lepidoptera uzmanı Andrei Sourakov, kelebeklerin ve güvelerin kuyruklarını evrimleştirmede bağımsız olarak aynı türde bir geni kullanmış olabileceklerini düşündüren bir çalışmada güve kanatlarının şeklini değiştirdi. Credit: Andrei Sourakov

Kendinizi yeniden icat etmeyi hiç düşündünüz mü? Florida Doğal Tarih Müzesi’nde Lepidoptera koleksiyon koordinatörü ve Florida Üniversitesi’nde entomoloji alanında bağlı yardımcı doçenti olan Andrei Sourakov’un güveler üzerinde yürüttüğü yeni bir çalışmaya göre, düşündüğünüzden daha zor değil.

Sourakov özellikle ay (Actias luna) ve polyphemus (Antheraea polyphemus) güvelerinde kanat gelişimine odaklandı. Gelişimlerinin kritik aşamalarında küçük miktarlarda heparin ve dekstran sülfat—sülfatlı polisakkaritlerin iki türü—ekleyerek kanatlarındaki desenleri büyük ölçüde değiştirebildi. Özellikle ay güvesi kanatlarının desenleri, gizli (kamuflajlı) renklerden, apozmatik (göz alıcı) renklenmeye dönüştü.

Her iki bileşen de ay güvesi kanatlarının şeklini değiştirdi; bu, Lepidoptera’da—tüm güveleri ve kelebekleri kapsayan grup—daha önce deneysel olarak başarılmamış bir durumdu.

Makale, Evolution & Development dergisinde yayımlandı.

“Bazı dev ipekuşe güveleri, avcı hayvanlara tehditkar görünen göz lekelere sahiptir. Başzıları ise saydam göz lekelere sahip yapraklara benzer; bu lekeler deliklere benzeyerek daha ikna edici hale gelir. Bana şaşırtıcı olan ve bu çalışmadan öğrendiğim şey, bu özelliklerin bir durumdan diğerine geçmesinin ne kadar kolay olduğu. Bunları büyük icatlarla değil, mevcut unsurları göz lekeleri tamamen farklı görünecek şekilde genişletmek veya daraltmak sureyle gerçekleştiriyorlar. Tek ihtiyaçları, doğru anda belirli bileşenlerin miktarında küçük bir artıştır,” dedi Sourakov.

Yeni çalışma önceki araştırmalara dayanıyor

Guve ve kelebek göz lekeleri kanatların farklı bölgelerinde bulunur; bu da onların birbirinden bağımsız olarak evrimleştiğine işaret ediyor.

Sourakov başlangıçta bu iki grubu göz noktalarının aynı genleri mi kullandığını yoksa aynı tasarımı bağımsız olarak mı birleştirdiklerini merak ediyordu. Bunu öğrenmek için, birkaç dev ipekböceği türünün kanatlarındaki gösterişli renk ve desen değişikliklerini, küt ipekböceği türlerine sülfatlı polisakkaritler ekleyerek ortaya çıkardı.

Dışarıdan eklenen heparin ve dekstran sülfatı, wnt olarak adlandırılan protein grubunun aktivitesini artırıyor. Sourakov, iki farklı türün göz noktalarının heparin ve dekstran sülfata benzer şekilde tepki vermesi durumunda, büyük olasılıkla bunların homolog (aynı evrimsel kökenlere sahip) olabileceğini öne sürdü; ancak bunun doğru olduğunun doğrulanması için daha fazla deneyisel çalışmaya ihtiyaç vardı.

Nymphalidae olarak adlandırılan, kelebeklerin en büyük familyasında göz noktaları kanat kenarı boyunca yer alır. Nymphalid’lerin erken gelişimi sırasında eklenen heparin, göz noktalarını tamamen silebilir.

Ancak Sourakov, önceki bir çalışmada dev ipekböceğinin iki türüne heparin verdiğinde, göz noktalarının büyüdüğünü gördü. Sourakov için bu ters etkiler, bu güvelerin göz noktalarının kelebeklerdekilerden bağımsız olarak evrimleştiğinin açık bir göstergesiydi.

Dev ipekböceği üzerindeki ilk çalışmalarının 2020’de yayımlanmasının ardından Sourakov, göz noktaları neredeyse fark edilmez olsa da uzun arka kanat kuyruklarıyla tanınan, göz noktalarıyla değil kuyruklarıyla ünlü olan oldukça farklı görünümlü bir tür olan ay güvesini eklemeye karar verdi.

Heparin, ay güvesinin kanatlarının şeklini hafifçe değiştirerek kuyruklarını daha geniş hale getirdi. Çalışma, kanatlar erken kanat hücresi bölünmesi veya hücre onarımında normalde rol alan wingless geninin, aynı zamanda kanat kuyrukları oluşturmak için kullanıldığına işaret ediyor. WT = yabani tip, kontrol uygulaması; Hep = heparin, deney uygulaması. Kaynak: Andrei Sourakov

Deneyler, Lepidoptera kanat şeklini değiştirdi ve gizilienden uyarıcı desene hızlı geçiş

Bu yeni çalışma Sourakov’un tam yedi yılını aldı; bu süre içinde 700’den fazla ay ve polyphemus güvesini yumurtadan yetişkine kadar elleyetiştirdi.

Sourakov, koza evresinden kısa bir süre önce ve sonra larvaların yetişkinlere dönüştüğü ve kanat desenlerinin belirlendiği bu evrede çok az miktarlarda heparin uyguladı.

Ancak iki yıl süren deneme-yanılma sonucunda hiçbir şey olmadı. Cesareti kırılmayan Sourakov, heparin konsantrasyonunu ve dozların verildiği zamanları değiştirmeye devam etti.

“Denemeye devam ettim ve sonunda tek bir dönüşüm başardım. Ancak bu kanat deseninde bir dönüşüm değildi. Kanat şeklindeki bir dönüşümdü. Bu tek birey o kadar farklıydı ki, onu görmezden gelemem,” dedi.

Birey bir ay kelebeğiydi ve Sourakov’un gözlemiş olduğu değişim, kanatlarının arkasındaki uzantıların şekliydi; bunlar, o güne kadar yetiştirdiği tüm kelebeklerden daha geniş hale gelmişti. Bilim insanları, ay kebeklerinin bu uzantıları, yarasaların saldırılarını ana gövdesinden uzaklaştırmak amacıyla geliştirdiklerini düşünüyor. Göz lekelerinin aynı kalırken uzantıların neden genişlediği konusunda ise Sourakov şaşırmıştı.

“Düşündüm ki, bu oldukça tuhaf. Normalde kanat deseninden sorumlu olan genler, burada kanat şeklinden sorumlu olabilir, çünkü dönüşen şey görünüşe tek bu görünüyordu.”

Sourakov, heparin uygulamasının zamanını ayarlayarak bu görüşü kısa sürede çürüttü; bu şekilde sonunda beklenen eyespot değişiklikleri kanat şekli değişiklikleriyle birlikte ortaya çıktı.

Polyphemus kebeklerinin yalnızca kelebek tehdit edildiğinde ortaya çıkan arka kanat göz lekeleri varken, ön kanatları yaprak gibi görünür ve deliklere benzeyen yarı saydam göz lekeleri daha ikna edici olur. Credit: Andrei Sourakov

Polyphemus kebeklerinde, üstteki iki limon şekilli göz lekesinin sarı kenarları kalınlaştı ve kanatın geri kalanıyla uyumlu olan kahverengi pullar daha beyazlaştı. Arka kanat göz lekelerini çevreleyen siken kenar da genişledi. Her iki değişim de göz lekelerini daha belirgin hale getirdi.

Ay kebeklerinde ise arka kanatlardaki dairesel göz lekeleri daraldı ve mascara gibi kalın bir kenar geliştirdi, benzer şekilde bunları daha dikkat çekici hale getirdi.

Görüntüye dayalı avcılardan korunmak için kısa bir zaman diliminde görünüşlerini değiştirebilen güveler, yeni ortamlara hızla uyum sağlayabilir. Örneğin ay güvesi (Luna moth), genel görünümüyle bir yaprak taklidi yaparak görsel avcılardan gizlenir. Bu gizemli yaprak kılığı aniden işlevini yitirdiğinde, mutasyonlarla kuşlardan gelen avlanma baskısının birleşmesi göz noktalarının görünürlüğünü yalnızca birkaç nesil içinde hızla artırabilir.

“Daha küçük bir kuş ya da bir sincap olsaydınız, ormanın karanlığında bir baykuşun gözlerine benzeyen bir şeye saldırmadan önce iki kez düşünürdünüz. Kelebekler ve güveler böyle aldatmaların ustalarıdır,” dedi Sourakov.

Kanat kuyrukları cookie cutter (çerez kesici) biçimini bozar

Bununla birlikte, kanat biçiminin de etkilenmesinin nedeni belirsizliğini koruyor; özellikle merak uyandıran ise bunun kelebeklerde gözlemlenmemiş olması. Sourakov’ın birkaç düşüncesi var.

Bunlardan biri, güve ve kelebek kanatlarının büyümeyi ne zaman durduracaklarını nasıl “bildiği” ile ilgili. Lepidoptera (kelebek ve güveler) kanatları, çerez kesici (cookie-cutter) adı verilen bir büyüme biçimine sahip olmalarıyla benzersizdir.

Belirli bir boyaca ulaştıklarında basitçe büyümeyi durduran diğer uçan böceklerin kanatlarının aksine, Lepidoptera kanatlarının büyümesi, sonradan kanat kenarlarını oluşturacak olan boyunca ilerleyen programlı hücre ölümleriyle sonlandırılır ve bu da onlara benzersiz biçimler verir.

Bu hücrelerin kendini yok etmesi, heparin ya da dekstran sülfata tepki vermeyen cut adlı bir protein aracılığıyla sağlanır.

Ancak gelişim sürecinin daha erken aşamalarında, kenar hücreleri ölmeden önce, heparin ve dekstran sülfata tepki veren wingless adlı başka bir sinyal proteini, kanat içindeki damarlar arasındaki alan olarak tanımlanan bireysel öğelerin boyutunu kontrol ettiği gösterilmiştir.

wingless geni, göz noktaları oluşmaya başladığı anda—Sourakov’ın kanat gelişimiyle oynamaya başladığı zaman—büyük ölçüde etkinsiz hale gelir. Böylece deneyin odak noktası göz noktaları olduğunda, öğelerin boyutundaki değişiklikler nadiren gözlemlenir.

Wingsiz geninin ayrıca kanatta bir yaralanma sonrasında hasarlı hücrelerin onarımında da önemli bir işlevi var; bu yüzden gerektiğinde açıp kapatılabiliyor. Bazen bu ihtiyaç, canatın yaralı bölgelerinde yeni hücreler büyütmekten ibaret. Bazen de pipevine swallowtail (Vitis kabuğu kelebeği) örneğinde olduğu gibi, bu küçük kanat kuyruklarının gelişmesiyle ilgili.

2010 yılında yayımlanan kapsamlı bir çalışma, hem cut hem de wingsiz geninin Vitis kabuğu kelebeğinin kuyruk oluşumunda aktif olduğunu göstermişti. Sourakov, aynı durumun ay kelebeklerinde de geçerli olabileceğini düşünüyor. Bu doğruysa, wingsiz geninin ay kelebeklerinde de kelebeklerdeki gibi doğal seçilim tarafından bağımsız biçimde kanat kuyruklarının evriminde kullanıldığı anlamına gelir.

Ancak kuşları yanıltmak için saatek baş etkisini güçlendiren, Vitis kabuğu kelebeğinin küçük kanat kuyruklarının aksine, ay kelebeğinin kuyrukları çok daha uzundur ve biçimleri bu böceklerin uçuş biçimini etkiliyor.

“Bu tamamen benim çıkarımım, ancak oldukça makul görünüyor ve kelebeklerde ya da diğer ay kelebeklerinde heparine yanıt olarak kanat biçiminde pek değişim görmemizin nedenini açıklayabilir—çünkü wingsiz geninin çoğu türde kanat gelişiminin o aşamasında aktif olmuyor,” diyor Sourakov.

Andrei Sourakov, Giant Silk Moths Using Sulfated Polysaccharides: Understanding Morphogenic Signals in Pupal Wings of Lepidoptera, Evolution & Development (2026). DOI: 10.1111/ede.70058

Gelişim biyolojisi
Kelebekler ve ay kelebekleri
Uyum, Biyolojik
Biyolojik Evrim
Renklenme
Biyolojik Taklit

Şu kaynak sağladı
Florida Doğa Tarihi Müzesi

Bu hikâyenin ardındaki isim kim?

Lisans düzeyinde yaşam bilimleri ve ekoloji. Mikrobiyoloji laboratuvarı deneyimi; petrol, gaz ve yenilenebilir enerji sektörlerinde haberleşme alanlarında deneyime sahip.

Tam profil →

Matematiksel biyoloji alanında lisans, yaratıcı yazım alanında yüksek lisans. Dünyayı iyi tanıyan, bilim ve dil üzerine özgün bakış açılarına sahip.

Tam profil →

Kaynakça

:
K kelebekler için öne sürülen moleküler kurabiye kalıbı fikrini destekleyen kelebeklere ilişkin deneyisel çalışma (29 Ekim 2026)
29 Ekim 2026’da erişildi
https://phys.org/news/2026-10-experimental-moths-molecular-cookie-cutter.html

Bu belge telif hakkına tabidir. Özel çalışma veya araştırma amacıyla yapılan adil kullanım dışında, içerigin tamamı veya bir kısmı yazılı izin olmadan çoğaltılamaz. İçerik yalnızca bilgilendirme amacııyla sunulmaktadır.