Ambrosia Böcekleri: Odun İçinde Mantar Yetiştiren Böcekler

Ambrosia, eski Yunan anlatılarında tanrıların yiyeceğinin adıdır. Aynı ad, ağaç dokusunun içinde tünel açan ve orada yetiştirdiği mantarla beslenen bir böcek grubuna verilmiş. Scolytinae ve Platypodinae alt ailelerindeki bu böcekler ergin hâlde ağacın içine oyarak girer; ambrosia böcekleri adıyla bilinenler ise ambrosia mantarları denen eşeysiz mantarlarla zorunlu bir ortaklık kurar (Farrell ve ark., 2001). Bu yaşam biçimi bir kez değil defalarca kurulmuştur: bugün 3.500 türe ulaşan bu böcek grubunda mantar yetiştiriciliği 11 kez bağımsız olarak ortaya çıkmıştır (Kasson ve ark., 2013).

Odunun içinde çiftçilik

Böcek-mantar ortaklıklarını derleyen bir çalışmaya göre bu ilişkilerde el değiştiren hizmetler beslenme, korunma ve taşınmadır: mantar böceğe besin olabilir ya da bitki polimerlerini parçalayarak besin ortamını erişilebilir kılar, böcek de mantarı taşır, ona büyüme ortamı ve koruma sağlar (Biedermann ve ark., 2020). Aynı derlemeye göre ortaklık zorunlu hâle geldiğinde böceklerde ve mantarlarda biçimsel uyumlar evrilmiş, bazı böcek gruplarında sosyal davranışlar gelişmiş ve bazı mantar ortaklar eşeyli üremeyi yitirmiştir (Biedermann ve ark., 2020).

Böceklerde mantar yetiştiriciliği üç soyla sınırlı kabul edilir: karıncalarda bir oymak, termitlerde bir alt aile ve odunda yaşayan ambrosia böcekleri (Biedermann ve ark., 2011). Karıncaların bahçesini yaprak kesen karıncaların mantar bahçesi yazısında anlattık. İki bahçe arasındaki farklardan biri çeşitliliktir: bir ambrosia böceğinin bahçelerindeki mantar çeşitliliğinin mantar yetiştiren karıncalarınkinden çok daha düşük göründüğü bildirilmiştir (Biedermann ve ark., 2013). Aynı ortaklık dünyasında mantarın böceği sömürdüğü bir örnek için zombi karınca mantarı Ophiocordyceps yazısına bakabilirsiniz.

Mikangium: mantarı taşıyan cep

Yeni bir ağaca geçen dişi, tohumunu yanında getirmek zorundadır. Ambrosia böcekleri mantar ortaklarının yayılma birimlerini mikangium denen depolama organlarında taşır; bu organlar vücudun farklı bölgelerinde bulunur ve boyut ile karmaşıklık bakımından büyük farklar gösterir (Mayers ve ark., 2020). Ambrosia ortaklığını derleyen bir çalışmaya göre her yeni köken yeni bir mikangium tipi evrimleştirmiştir ve böcek ile mantar arasındaki özgüllük soydan soya katıdan gevşeğe uzanır (Hulcr ve ark., 2017). Xyloterini oymağı üzerindeki çalışmanın yazarları da yeni mikangium tiplerinin ortaya çıkışını ambrosia böceklerinin ve mantar ortaklarının evriminde belirleyici olaylar olarak görür (Mayers ve ark., 2020).

Euwallacea cinsinde Fusarium ortakları dört türün baş bölgesinde bol bulunmuş, bu da mantarın çene bölgesindeki mikangiumlarla taşındığını düşündürmüştür (Kasson ve ark., 2013). Laboratuvarda yetiştirilen Xyleborinus saxesenii kolonilerinde ise tünel kuran dişilerin yayılma organlarında taşıdığı iki mantar, yeni bahçelere ilk yerleşen türler olmuş ve bunlardan Raffaelea sulfurea'nın yumurtlama ve larva sayısı üzerinde olumlu etkisi görülmüştür (Biedermann ve ark., 2013).

Alkolle ayıklanan bahçe

Bahçeye yabani otlar da girer. Etanol, bu böceklerin birçoğunu konak ağaca çeken ana madde olarak uzun süredir bilinir (Ranger ve ark., 2018). Bir tarla ve laboratuvar çalışmasında etanol yemleriyle ağaçlara 300'den fazla böcek saldırısı tetiklenmiş, ancak kurucu dişiler yalnızca ağaç dokusu gerçekten etanol içerdiğinde bahçe kurup yavru üretebilmiştir (Ranger ve ark., 2018). Aynı çalışmada seçilen Ambrosiella ve Raffaelea izolatları etanollü ortamda daha fazla biyokütle oluşturmuş, güçlü alkol dehidrojenaz etkinliği göstermiş ve etanolle baskılanan Aspergillus ile Penicillium gibi bahçe rakiplerine karşı üstünlük kazanmıştır (Ranger ve ark., 2018). Bu iki küf cinsinin mantar dünyasındaki yerini küf nedir yazısında bulabilirsiniz.

Bahçıvan larvalar

Bahçe bakımı bir iş bölümü de gerektirir. Xyleborinus saxesenii yuvalarının içinden yapılan gözlem ve deneylerde tek bir kurucu dişinin larva ve ergin yavruları yavru bakımında, tünel bakımında ve mantar bahçeciliğinde işbirliği yapmış; larvalar tüneli genişletmiş, yavru bakımına ve tünel hijyenine katılmıştır (Biedermann ve ark., 2011). Yazarlar bu tabloyu tam başkalaşım geçiren böcekler arasında larva ile ergin arasında görülen özel bir iş bölümü olarak tanımlar (Biedermann ve ark., 2011). Aynı türün bahçelerinde sonradan ortaya çıkan Paecilomyces variotii'nin yaygınlığı larva sayısıyla ters yönde ilişkili bulunmuş ve erginlerin tünelden dışarı attığı bahçe materyalinin ana kısmını bu mantar oluşturmuştur (Biedermann ve ark., 2013).

Zararsız ortaklıktan ağaç ölümüne

Ambrosia ortaklıklarının çoğu ekonomik bir sorun yaratmaz: derleme literatürüne göre ortak çiftlerin yüzde 95'inden fazlası ekonomik açıdan zararsızdır; zarar ise üç biçimde görülür: ağaca patojen mantar aşılanması, duyarlı konakta kitlesel birikim ve yapısal hasar (Hulcr ve ark., 2017). Aynı derlemeye göre canlı ağaç dokusunu kolonize edebilen böceklerin istilacı zararlıya dönüşme olasılığı daha yüksektir (Hulcr ve ark., 2017).

İstilacı böcek-mantar ortaklıklarını ele alan bir derleme, doğal yayılış alanında patojen olmayan saprotrof olarak yaşayan bazı ortaklıkların istila ettikleri bölgelerde yoğun ağaç ölümüne yol açmaya başladığını aktarır (Hulcr ve ark., 2011). Yazarlara göre bu dönüşüm çoğu zaman birkaç etken bir araya geldiğinde başlar: ortaklığın daha önce karşılaşmadığı ağaçların bulunduğu bir bölgeye girmesi, mantarın bu ağacın direncini aşması ya da ağaçta aşırı bir savunma tepkisi tetiklemesi ve böceğin bazı canlı ağaçları koku bakımından ölü ve uygun algılaması (Hulcr ve ark., 2011). Euwallacea böceklerinin yetiştirdiği Fusarium soylarının bir kısmının da doğal ve kültür ekosistemlerinde ciddi zarar veren bitki patojenleri olduğu bildirilmiştir (Kasson ve ark., 2013). Böcekleri doğrudan enfekte eden bir mantarın biyolojik mücadele araştırmalarındaki yerini Beauveria bassiana yazısında ele aldık.

Milyonlarca yıllık bir eşleşme

Altı gen üzerinden yapılan bir filogenetik çalışma ambrosia yaşam biçiminin birçok kez ve geri dönüşsüz biçimde evrildiğini göstermiş; ambrosia böcekleri ile mantarlarının moleküler dal uzunlukları arasında güçlü bir ilişki bulmuş ve mantar moleküler saatine göre bu eşleşmenin 60 ile 21 milyon yıl arasına yayıldığını tahmin etmiştir (Farrell ve ark., 2001). Aynı çalışmaya göre ambrosia mantarları, ofiostomatoid mantarlar denen bitki patojeni askomisetlerden türemiştir (Farrell ve ark., 2001). Euwallacea ile ilişkili Fusarium soyunun kökeni ise yaklaşık 21,2 milyon yıl önceye, erken Miyosen'e tarihlenmiştir (Kasson ve ark., 2013).

Bilimsel referanslar

Biedermann, P.H. et al. (2011). Larval helpers and age polyethism in ambrosia beetles. Proc Natl Acad Sci U S A, 108(41), 17064-9. PMID 21969580. DOI 10.1073/pnas.1107758108.

Biedermann, P.H. et al. (2013). Abundance and dynamics of filamentous fungi in the complex ambrosia gardens of the primitively eusocial beetle Xyleborinus saxesenii Ratzeburg (Coleoptera: Curculionidae, Scolytinae). FEMS Microbiol Ecol, 83(3), 711-23. PMID 23057948. DOI 10.1111/1574-6941.12026.

Biedermann, P.H.W. et al. (2020). Ecology and Evolution of Insect-Fungus Mutualisms. Annu Rev Entomol, 65, 431-455. PMID 31610133. DOI 10.1146/annurev-ento-011019-024910.

Farrell, B.D. et al. (2001). The evolution of agriculture in beetles (Curculionidae: Scolytinae and Platypodinae). Evolution, 55(10), 2011-27. PMID 11761062. DOI 10.1111/j.0014-3820.2001.tb01318.x.

Hulcr, J. et al. (2011). The sudden emergence of pathogenicity in insect-fungus symbioses threatens naive forest ecosystems. Proc Biol Sci, 278(1720), 2866-73. PMID 21752822. DOI 10.1098/rspb.2011.1130.

Hulcr, J. et al. (2017). The Ambrosia Symbiosis: From Evolutionary Ecology to Practical Management. Annu Rev Entomol, 62, 285-303. PMID 27860522. DOI 10.1146/annurev-ento-031616-035105.

Kasson, M.T. et al. (2013). An inordinate fondness for Fusarium: phylogenetic diversity of fusaria cultivated by ambrosia beetles in the genus Euwallacea on avocado and other plant hosts. Fungal Genet Biol, 56, 147-57. PMID 23608321. DOI 10.1016/j.fgb.2013.04.004.

Mayers, C.G. et al. (2020). Four mycangium types and four genera of ambrosia fungi suggest a complex history of fungus farming in the ambrosia beetle tribe Xyloterini. Mycologia, 112(6), 1104-1137. PMID 32552515. DOI 10.1080/00275514.2020.1755209.

Ranger, C.M. et al. (2018). Symbiont selection via alcohol benefits fungus farming by ambrosia beetles. Proc Natl Acad Sci U S A, 115(17), 4447-4452. PMID 29632193. DOI 10.1073/pnas.1716852115.

Bu içerik bilgilendirme amaçlıdır, tıbbi tavsiye niteliği taşımaz. Herhangi bir sağlık kararı almadan önce hekiminize danışınız. Fonksiyonel mantarlar ilaç değildir ve hastalıkların tedavisinde kullanılamaz.

Atıf yapılan kaynak: 9  |  Yöntem: Editöryel Politika  |  Referanslar: Bibliyografya