Dr. Pangloss'un karıncaları

Voltaire zamanının sınırsız iyimserliğini savunan Fizoloflarıyla dalga geçmek için Candide'ı yazdığında, romanın kahramanının yanına "Olabilecek dünyaların en iyisinde yaşıyoruz" görüşünü savunsun diye Dr. Pangloss'u koymuştur. Roman boyunca Pangloss meydana gelen bütün kötü olaylara iyimser bir açıklama getirse de Candide'in bu sınırsız iyimserliği bırakmasını engelleyemez.

Bunun karıncalarla ne alakası var şimdi diyeceksiniz. Anlatayım. felsefe dünyasındaki talihsiz (ama olabileceklerin en iyisi) yolculuğunun başlangıcından yaklaşık 200 yüzyıl sonra, 1979 yılında, Dr. Pangloss iki biyoloğun marifetiyle birden kendini bilimsel bir tartışmanın içinde buluverdi. Bu iki biyolog merhum Stephen Jay Gould ile Richard Lewontin idi. Harvard'ın bu iki kalburüstü evrimsel biyoloğun derdi organizmaların gösterdiği her fenotipik özelliğin optimal ve uyumlu olduğu önkabülünü eleştirmekti (makalenin metni burada, İngilizce olarak). Bu fikri belgesellerde çok duyarız. Hayvanların mükemmel duyuları, tam gerekli olduğu kadar zekaları vardır ve çevreleriyle kusursuz bir uyum içerisindedir. İşte Gould ve Lewontin bu varsayımın tam da Dr. Pangloss tarzı bir düşünce biçimi olduğunu ileri sürüyorlardı. Buna göre organizmaların gösterdiği her özellik uyumlu (adaptive) olmak zorunda olmak zorunda değildir, bazı uyumsuz gözüken özellikler tamamen başka özelliklerin yan etkilerinden ibaret olabilirler; bunlara uydurma işlevler yüklememize gerek yoktur.

Gould ve Lewontin'in makalesi çok uzun ve aslında hala süren bir tartışmanın başlangıcı oldu biyologlar arasında. Fakat genel olarak mesleğini icra eden evrimciler bir özelliğe baktıklarında çoğunlukla hala bu özelliğin bir işlevi olduğunu varsayarlar. Çoğu zaman da haklıdırlar. İşte bu hafta bunun güzel bir örneği daha yayınlandı (evet nihayet karıncalara gelebildik).

Yaprak kesen karıncalar (Leaf cutting ants, Atta ve Acromyrmex cinsleri) Amerika kıtalarının sıcak kesimlerinde yaşarlar. Bu karıncalar isimlerini en bariz etkinliklerinden, ormandaki ağaçlardan yaprak kesip yuvalarına taşımalarından alıyorlar. Bu yaprakları tabi spor olsun diye kesmiyorlar, yapraklar yuvada mantar bahçelerinin besini oluyor. Bu bahçelerde yetişen mantarlarla karıncalar larvalarını besliyorlar. Yani anlıyacağınız bu çiftçi karıncalar insanların tarım yapan tek canlı olmadığını gösteriyorlar. Bu hayat döngüleri hakkında söylenecek çok fazla şey var tabi, ama bugün biz sadece yeni çıkan kısa bir araştırmaya değineceğiz.

Kosta Rika'da yaprak kesen karıncalarla çalışan Martin Burd ve Jerome Howard bir süre önce bu karıncaların ne kadar yükü ne kadar zamanda taşıyabildiğini merak edip deney yoluyla bulmuşlar. Ağır yaprak parçaları haliyle yavaş taşınırken hafif parçalar daha hızlı taşınabiliyor. Hesaplayınca ortalama bir işçinin kendi taşıma hızını optimize etmesi için ortalama 35 mg'lık parçalar kesip taşıması gerektiğini bulmuşlar. Fakat normal şartlarda karıncalar ancak 20 mg'dan az parçalar taşıyorlar. Peki neden?

Bir çok olasılık mevcut. Örneğin karıncalar tembellik yapıyor olabilirler. Ya da karıncaların metabolik hızı ancak o kadar yük taşımalarına el veriyor olabilir. Bu ikinci olasılık yukarıda değindiğimiz yan etkiler kategorisine giriyor. Son olarak da bu karıncalar aslında taşıyabileceklerinden daha az taşıyarak koloniye daha çok hizmet ediyor olabilirler. Yani aslında bu davranışları yapabileceklerinin en iyisi. Bu sonuncusu tam da Dr. Pangloss'tan duymayı bekleyeceğimiz şey.

Araştırmacılar bu sonuncu olasılığı dört tane karınca kolonisini laboratuvarda besleyerek test etmişler. Kolonilere farklı günlerde farklı büyüklükle kesilmiş yapraklar vererek işçilerin yuvaya yaprak taşıma hızlarını ve saat başına işlenen yaprak miktarını ölçmüşler. Sonuçlar açıkça Dr. Pangloss'u haklı çıkarıyor: Saat başına işlenen yaprak miktarı, yani koloninin üretkenliği en büyük ya da küçük yaprak boylarında değil ortalarda bir boyutta en yüksek düzeye çıkıyor. Yani işçiler aslında taşıyabilecekleri en büyük yapraktan küçüğünü taşıyarak kolonilerinin gelişme hızını arttırıyorlar. Bunun bir çok sebebi olabilir. Örneğin büyük yaprakları yuva içinde düzgün bir yere koymak daha çok zaman alıyor olabilir. Ya da büyük yaprakların işlenmesi için yuva içinde tekrar küçük parçalara ayrılması gerekiyor olabilir.

Sebebi ne olursa olsun, bu davranış yukarıda bahsettiğimiz tartışmaya çok güzel bir örnek oluşturuyor. Gould ve Lewontin doğru bir noktaya parmak basıyorlarsa da bazen işlevsiz ya da uyumsuz gözüken bir davranışın organizma ya da super organizma düzeyinde uyumlu olması mümkün.

referans:
Burd, M., and J. J. Howard. 2008. Optimality in a partitioned task performed by social insects. Biology Letters doi:10.1098/rsbl.2008.0398

resim: http://en.wikipedia.org/wiki/File:Leafcutter_ants_transporting_leaves.jpg