Bu minik solucanlar 'yaşayan kuleler' oluşturuyor ve hayatta kalmak için bir 'süper organizma' haline geliyorlar

Uzunlukları sadece bir milimetredir, ancak birleştiklerinde süper organizma olurlar. Nematodlar gezegendeki en yaygın hayvanlardır ve doğal dünyadaki en nadir yeteneklerden birine sahiptirler: vücutları canlı bir kule oluşturana kadar birbirlerinin üstüne tırmanabilirler. Yiyecek kıtlaşırsa veya yiyecek için rekabet sertleşirse, bu minik solucanlar yeni alanlara ulaşmak ve onları fethetmek için onlu veya hatta binlerce kişi halinde bir araya gelirler.

Şimdiye kadar bu kümelenmeler neredeyse mitolojikti. Bunlar yalnızca sıkı kontrollü laboratuvar ortamlarında gözlemlenmişti ve kendiliğinden değil. Ancak Almanya'nın Konstanz kentindeki araştırmacılar, yerel meyve bahçelerinde düşmüş elma ve armutların üzerinde yükselen Caenorhabditis cinsi kurtçukların görüntülerini kaydettiler. Max Planck Hayvan Davranışı Enstitüsü ve Konstanz Üniversitesi'nden ekip, canlı kulelerde yükselme davranışının doğal olarak gerçekleştiğine ve nematod kurtçukları için toplu bir ulaşım aracı işlevi gördüğüne dair ilk doğrudan kanıtı sağlamak için saha çalışmalarını laboratuvar deneyleriyle birleştirdi. Bulgular bu Perşembe günü Current Biology dergisinde yayınlandı.

Max Planck araştırmacısı ve çalışmanın baş yazarı olan Serena Ding, solucanın dik durması, kuyruğu üzerinde durması ve havada otostop çekiyormuş gibi vücudunu hareket ettirmesi davranışı olan nicitation'ın daha önce başka araştırma grupları tarafından incelendiğini açıklıyor. Ancak, onun son araştırması, dağılımın kolektif yönünü ele alarak solucanların ayrıca meyve sineklerine veya diğer böceklere tutunmak için bir araya geldiklerini ve böylece onların üzerinde "otostop çektiklerini" gösteriyor. Ding, nematod tabaklarını gözetimsiz bıraktığında laboratuvar kültürlerinde bu davranışın kendiliğinden gerçekleştiğini fark etmişti. "Bu tabaklarda genellikle mantar kontaminasyonu veya aç solucanların tırmanmak için iskele olarak kullandığı diğer daha karmaşık yapılar gelişiyordu" diye açıklıyor.

Sonra her şeyi değiştiren bir video geldi. Çalışmanın ortak yazarı Ryan Greenway, Ding'e üniversite yakınlarındaki bir meyve bahçesinde çürüyen meyveler arasında köprüler oluşturan bir grup nematod kaydını gönderdi. "Uzun bir süre, doğal solucan kuleleri yalnızca hayal gücümüzde vardı," diye hatırlıyor. "Ancak doğru ekipman ve çok fazla merakla, onları açıkça görünür bir yerde saklanmış halde bulduk," diye ekliyor.

Tek sürpriz bu değildi. Geleneksel olarak bilim, nicitation'ı nematodların çok belirli bir yaşam evresine bağlamıştı: dauer evresi. Bu, solucanların olumsuz koşullarda hayatta kalmak için benimsediği "alternatif" bir larva evresine verilen addır. Yazar, "Gözlemlerimiz, her yaştan solucanın kuleler oluşturabildiğini ortaya koydu; bu da düşündüğümüzden farklı bir moleküler mekanizmanın söz konusu olabileceğini gösteriyor," diye açıklıyor.

İşbirliği ya da ölüm tuzağı

Bir nematod kulesi sadece bir solucan yığını değildir. Oluşumu sırasında belirli bir yönsellik gösteren koordineli bir yapıdır, özellikle de potansiyel bir toplu taşımanın varlığını hissettiklerinde. "Örneğin," diyor Ding, "kulelere bir iğneyle dokunduğumuzda, solucanlar daha fazla hareket etme ve o sinyale doğru sürünme eğilimindedir." Başka bir deyişle, dokunmaya duyarlıdırlar . Ayrıca, başları hareket etmek istedikleri yöne bakacak şekilde kulenin içinde sıraya girme eğilimindedirler, bu da böylesine küçük bir hayvan için alışılmadık bir koordinasyon derecesi olduğunu gösterir.

Mikrobiyolojide büyüme ortamı olarak kullanılan jelatinimsi bir madde olan agarın üzerine yiyeceksiz ve direk görevi gören bir diş fırçası kılıyla konulduğunda, aç kurtçuklar kendi kendine bir araya gelmeye başladı. İki saat içinde, 12 saatten uzun süre sabit kalan ve keşif kollarını çevreye doğru uzatabilen canlı kuleler olarak ortaya çıktılar. Hatta bazıları yeni yüzeylere ulaşmak için belirli boşluklar boyunca köprüler bile oluşturdular .

Ding, "Dokunmanın yanı sıra nematodlarda koku tespitinin de önemli bir rol oynayabileceğinden şüpheleniyoruz," diye açıklıyor. Şunu ekliyor: "Kimyasal ipuçları solucanların kaynakları veya vektörleri bulmasına yardımcı olarak kolektif dağılımın verimliliğini artırabilir."

Hayvanlardaki diğer toplu taşıma sistemleriyle (balık sürüleri veya kuş sürüleri gibi) karşılaştırıldığında solucan kuleleri biraz farklıdır. Uzman, "Bireyler arasında çok güçlü bir fiziksel örtüşme ve çok az uzun mesafe koordinasyonu var," diye açıklıyor. Dahası, bu yapıların mimari karmaşıklığına rağmen, içlerindeki solucanlar belirgin bir rol farklılaşması göstermedi ve bu da eşitlikçi bir işbirliği biçimini düşündürüyor. "Kulelerin oluşumunda bir işbölümü olup olmadığını araştırıyoruz (işbirliğini düşündürür) veya sosyal hile (bireyler arasında rekabet olur) var, çünkü gruptaki yalnızca bazı bireyler başarılı bir şekilde dağılmayı başarıyor."

Yeni çalışma, hayvanların nasıl ve neden birlikte hareket ettiğini keşfetmek için yeni bir yol açıyor. Dahası, sümüksü, uzuvsuz vücutlarıyla solucanlarda uzun yapıların oluşumu oldukça dikkat çekici. Bilim insanları bu yapışmayan organizmaların kuleleri nasıl inşa ettiğini ve koruduğunu anlayabilirse, bu mekanik ve malzeme mühendisliğinde yeni fikirlere ilham verebilir. Ding, "Henüz erken günler olsa da, bunun yumuşak robotik, biyolojik olarak ilham alan malzemeler veya diğer biyolojik veya teknolojik sistemlerdeki kolektif mekaniği anlamada uygulamaları olabilir," diye girişimde bulunuyor.