Sivrisinekler. Pikniklerin baş belaları. Zika ve sıtmaya yatkın bölgelerde ise ölümcül hayvanlar.
Dünyadaki çoğu sivrisinek, yakındaki herhangi bir kaynaktan kan içmek isteyen fırsatçı bir canlı. Fakat bazı bölgelerde Zika, dang humması ve sarı humma taşıyan sivrisinekler (Aedes aegypti), neredeyse sadece insanları ısırmak üzere evrimleşmiş. Ancak beslenme konusunda uzmanlaşmaları ve hayatta kalmalarının sadece bir türe (bize) bağlı olması için inanılmaz derecede hassas hedef bulma stratejileri gerekir. Peki sivrisinekler bunu nasıl yapıyor?
Princeton Üniversitesinde çalışan ekoloji, evrimsel biyoloji ve sinirbilim yardımcı profesörü Carolyn McBride, “Sivrisineklerin insan ve hayvan kokusunu nasıl ayırt ettiklerini anlamaya koyulduk” diyor. “İnsan kokusunda ne gibi işaretler bulunduğunu ve sivrisineklerin beyinlerindeki hangi bölgenin bu işaretlere tepki verdiğini öğrenmeye çalıştık.”
Peki sivrisinekler neyi tespit ediyor ve bunu nasıl tespit ediyorlar? Yıllar süren kararlı çalışmalardan ve sayısız bilimsel, teknolojik engellerden sonra araştırmacılar, her iki soruya da cevap bulmayı başarmış. Bilim insanlarının elde ettiği sonuçlar dün Nature bülteninde yayımlandı.
McBride, sivrisinek merkezli yaklaşımlarını şöyle açıklıyor: “Bir nevi sivrisineklerin beynine daldık ve ‘Neyi koklayabiliyorsun? Beynini ve nöronlarını ne harekete geçiriyor ve beynin hayvan kokusuna kıyasla insan kokusu aldığın zaman nasıl farklı şekilde etkinleşiyor?’ sorularını sorduk.”
O zamanlar yüksek lisans öğrencisi olup doktorasını 2021 yılında alan ve şimdilerde Cornell Üniversitesinde çalışan Zhilei Zhao, bilim insanlarının yeni yaklaşımlarına öncülük etmiş. Araştırmacılar sivrisineklerin beyinlerini çok yüksek çözünürlükte görüntüleyerek, sivrisineğin sonraki kurbanını nasıl belirlediğini izlemişler. Bunu yapmak için ilk olarak sivrisinekler üzerinde genetik mühendislik uygulayıp, beyinlerinin faaliyete geçtiği zaman ışıldamasını sağlamaları ve sonrasında insan ile hayvan aromalı kokuları, özel yapım görüntüleme cihazının içerisinde bulunan sivrisineklerin tespit edebileceği şekillerde aktarmaları gerekmiş.
İnsan kokusu, düzinelerce farklı bileşenden oluşuyor. Aynı bileşenler, biraz farklı oranlarda çoğu memelinin kokusunda da bulunuyor. Bu bileşenlerin hiçbiri, sivrisineklere tek başına çekici gelmiyor. Dolayısıyla araştırma takımı, sivrisineklerin insan kokusunu tespit ederken tam olarak hangi bileşimi kullandığını belirlemek zorundaymış.
Bilim insanları insan kokusunun, dekanal ve undekanal isimli iki kimyasal bakımından zengin olduğunu keşfetmiş. Dekanal barındıran bir karışımın patentini de alan araştırmacılar, bu sayede sivrisinekleri tuzağa çekmeyi sağlayacak yemlerin veya bu sinyali bozan sineksavarların geliştirilebileceğini düşünüyor.
Bu deneyden önce sivrisinek beyinlerinin insanları diğer hayvanlardan ayırt ederken karmaşık ve gelişmiş bir yöntem kullandığını düşünen araştırmacılar, durumun aslında tam tersi olduğunu da keşfetmişler.
“Bu basitlik bizi şaşırttı” diyor McBride. “İnsan kokusunun karmaşıklığına ve içerisinde insana özgü herhangi bir bileşen barındırmamasına karşın, sivrisineklerde bizi tanımak üzere şaşırtıcı derecede basit bir mekanizma evrimleştiğini keşfettik. Bana göre bu evrimsel bir hikaye: İnsan kokusunu ayırt etmek için istatistiksel bir test oluştursaydık, çok karmaşık olurdu. Fakat sivrisinek fevkalade basit bir şey yapıyor ve basitlik, evrim söz konusu olduğunda oldukça iyi çalışır.”
Diğer bir ifadeyle basit çözümler, evrimsel süreçte doğru sonuçlar vermeye yatkın.
Sivrisineklerin beyinleri, glomeruli adını taşıyan 60 sinir merkezine sahip. Araştırma takımı, insana bağımlı bu sivrisinekler en sevdikleri yiyeceği bulurken birçok (belki de çoğu) glomerulinin devreye gireceğini düşünmüş.
“Beyin faaliyetini ilk gördüğümde inanamadım; sadece iki glomeruli çalışıyordu” diyor Zhao. “Bu durum beklediğimiz her şeyle çelişiyordu. Dolayısıyla deneyi daha fazla insan ve daha fazla hayvanla birkaç kez tekrarladım. İnanamamıştım. Çok basitti.”
Bu iki sinir merkezinden biri, insan kokusunun da içinde bulunduğu birçok kokuya yanıt veriyor ve aslında “Hey, yakınlarda bakman gereken ilginç bir şey var” diyor. Diğer merkez ise sadece insanlara yanıt veriyor. İki tane merkezin bulunması, araştırmacılara göre sivrisineklerin dikkatlerini hedeflerine yöneltmesine yardımcı oluyor.
Yazar: Liz Fuller-Wright/Princeton Üniversitesi. Çeviren: Ozan Zaloğlu.
