Arılar Ve Eşekarısı Bağımsız Olarak Aynı Mimari Hileleri İcat Eder
İlk bakışta, bal arıları ve sosyal eşek arıları tarafından inşa edilen altıgen hücreler benzer görünebilir, ancak çok farklıdırlar. Bal arıları yuvalarını inşa etmek için balmumu kullanırken, yaban arıları kağıt kullanır. Bal arıları çift taraflı yuvalarını dikey olarak inşa ederken, eşek arıları tek taraflı yuvalarını yatay olarak inşa ederler (yani her bir hücrenin açıklığı aşağıya bakar).
Aslında, bu iki grup tarafından üretilen altıgen hücrelerin bağımsız evrimsel kökenleri vardır. Köpekbalıkları ve balinaların sualtı ortamları için benzer vücut planlarına sahip olmaları gibi, arılar ve eşekarıları da altıgen hücreler yaparlar çünkü şekilleri gücü ve depolama alanını en üst düzeye çıkarır ve yapı malzemelerini en aza indirir.
Peki artık mükemmel altıgen hücreler inşa edemediklerinde ne olacak? Arılar ve yaban arıları yapı sorunlarını aynı şekilde mi çözecek?
Bazı bal arısı ve yaban arısı türlerinde, işçi arılar iki farklı boyutta altıgen yaparlar. Daha küçük olan hücre işçi arıların yetiştirilmesi için kullanılırken, daha büyük olan hücre erkek ve ana arı olarak adlandırılan damızlık arıların yetiştirilmesi için kullanılır. Hücre boyutundaki bu farklılık mimari bir sorun yaratır: iki farklı boyuttaki altıgenin tek bir petekte nasıl düzenleneceği.
Farklı türlerin aynı mimari sorunu nasıl çözdüğünü belirlemek için araştırmacılar, aynı petekte hem işçi hem de damızlık arıların hücrelerini içeren yuvaların görüntülerine ihtiyaç duydu.
‘Bal arıları ve sosyal eşek arıları yuva kurma sorunlarına yakınsak mimari çözümlere ulaşıyor’ başlıklı çalışmaları 27 Temmuz 2023 tarihinde PLOS Biology’de yayımlandı.
Auburn Üniversitesi Biyolojik Bilimler Bölümü’nde yardımcı doçent ve Max Planck Hayvan Davranışları Enstitüsü’nün bağlı üyesi olan baş yazar Dr. Michael L. Smith, potansiyel görüntüleri bulmak için dünyanın dört bir yanındaki araştırmacılarla iletişime geçti. Daha sonra 22.745 hücreden hücreye özgü göstergeleri çıkarmak için özel olarak geliştirilmiş bir yazılım kullandı.
Metapolybia mesoamerica’da olduğu gibi, işçi ve germ hattı hücreleri aynı boyutta olduğu için mimari engeller yoktu. Öte yandan, Apis andreniformis gibi bazı türlerde eşey hücreleri işçi arılarınkinden 2,7 kat daha büyüktür, bu da bu çok farklı altıgenlerin verimli bir şekilde nasıl birleştirileceğini ciddi bir mimari zorluk haline getirmektedir.
Araştırmacılar, 10 tür üzerinde yaptıkları çalışmada, mimari sorunun ölçeği (işçi ve eşey hücre boyutundaki fark) arttıkça, işçi arıların altıgen olmayan hücreler aldığını tespit etti. Bu düzensiz hücreler çoğunlukla pentahedral ve septahedraldi, ancak sürekli olarak çiftler halinde üretiliyordu; işçi tarafında üretilen pentahedral hücreleri üreme tarafında septahedral hücreler izliyordu.
Bu model, hücre boyutundaki farklılıkların üstesinden gelmek zorunda olan tüm arı ve yaban arısı türlerinde bulunmuştur. Altıgen hücreleriyle tanınan bir böcek grubu için bu bile tek başına ilgi çekicidir.
Araştırmacılar daha sonra, hücre boyutundaki farklılıklara dayanarak, işçi karıncalardan üreyen karıncalara geçişte kaç tane altıgen olmayan hücrenin dahil edilmesi gerektiğini tahmin etmek için matematiksel bir model oluşturdular. Şaşırtıcı bir şekilde, bazı türler sürekli olarak tahminlerinden daha iyi performans gösterdi.
Daha yakından incelendiğinde, bu türlerin geçiş bölgesine orta büyüklükteki hücreleri de dahil ettiği görülmüştür. Ara boyuttaki hücreler altıgen olarak kaldı, ancak bu böceklerin ‘farkı bölmesine’ ve hücre boyutu geçişini bir dizi küçük hücreye dönüştürmesine izin verdi, böylece altıgen olmayan hücrelere olan ihtiyacı ortadan kaldırdı.
Aynı yapım hilesi, incelenen tüm arı ve yaban arısı türlerinde kullanıldı. Birbirlerinden 179 milyon yıldan fazla bir evrimle ayrılmış olmalarına, farklı yapı malzemeleri kullanmalarına ve altıgen hücrelerin farklı kökenlerine sahip olmalarına rağmen, tüm bu türler bu ölçeklenebilir yapı sorununa tam olarak aynı çözüme ulaştı.
‘Bal arıları ve eşek arılarının kademeli değişiklikler yapmak için orta büyüklükteki hücreleri nasıl kullandıklarını ve altıgen olmayan hücrelerin peteğe nasıl tutarlı bir şekilde yerleştirildiğini görebiliyoruz.
Bu araştırmanın, popülasyon sistemlerinin merkezi kontrol olmadan nasıl uyarlanabilir ve esnek yapılar inşa edebileceğine dair çıkarımları var. Arıların ve eşek arılarının tek bir ‘mimarı’ yoktur, ancak nihai ürüne katkıda bulunan yüzlerce veya binlerce birey vardır.
Dolayısıyla, yüzlerce ya da binlerce birey nihai ürüne katkıda bulunur.
Bu gibi durumlarda, ekibiniz bu oyunculara daha iyi hizmet verebilecektir. Orta büyüklükteki hücreler hala altıgendi, ancak bu böceklerin ‘farkı bölmelerine’ ve hücre boyutu geçişini altıgen olmayan hücrelere ihtiyaç duymayan bir dizi küçük hücreye dönüştürmelerine izin verdi.
Aynı yapısal hileler, incelenen tüm arı ve yaban arısı türleri tarafından kullanılmıştır. Aralarında 179 milyon yıldan fazla evrim farkı olmasına, farklı yapı malzemeleri kullanmalarına ve altıgen hücrelerin bağımsız kökenlerine sahip olmalarına rağmen, tüm bu türler bu ölçeklenebilir yapı sorununa tam olarak aynı çözüme ulaştı.
‘Tüm verileri çizebildiğimizde, sonuçlar şaşırtıcıydı. Arıların ve eşek arılarının orta büyüklükteki hücrelerle kademeli olarak nasıl değiştiğini ve altıgen olmayan hücrelerin petekte ne kadar tutarlı bir şekilde düzenlendiğini görebiliyorduk’ diyor Smith.
‘Bu çalışma, popülasyon sistemlerinin merkezi kontrol olmadan nasıl uyarlanabilir ve dirençli yapılar inşa edebileceğine dair çıkarımlar içeriyor. Arıların ve bombus arılarının tek bir ‘mimarı’ yoktur, ancak nihai ürüne katkıda bulunan yüzlerce veya binlerce birey vardır.
Derleyen: Deniz KAFKAS
Kaynak: Arılar Ve Eşekarısı Bağımsız Olarak Aynı Mimari Hileleri İcat Eder
Yenilikçi Kök Hücre Tedavisiyle Hasarlı Kalp Hücreleri Onarılarak İşlev İyileştiriliyor
Arılar Ve Eşekarısı Bağımsız Olarak Aynı Mimari Hileleri İcat Eder