Florida Doğa Tarihi Müzesi’nde doktora öğrencisi olan Anisha Sapkota liderliğindeki araştırmacılar tarafından Zootaxa dergisinde yayınlanan çalışmada , Colobura cryptica adı verilen yeni tür tanımlandı . Ekip, DNA analizini kanat desenlerindeki ince farklılıklar ve ultraviyole ışık yansımasıyla birleştirerek, bilim insanları için büyük ölçüde görünmez kalmış olan farklılıkları ortaya çıkardı.

Daha da şaşırtıcı olanı, üç türün de örtüşen bölgelerde yaşaması ve aynı yerlerde aynı zamanda bulunabilmesidir. Buna rağmen genetik kanıtlar, aralarında herhangi bir melezleşme belirtisi olmaksızın ayrı kaldıklarını göstermektedir.

Gizli Kimliğe Sahip Tanıdık Bir Kelebek

Orta ve Güney Amerika’nın tropikal yağmur ormanları, gezegendeki en büyük biyolojik çeşitlilik yoğunluklarından bazılarını barındırıyor. Yalnızca Kosta Rika, yaklaşık yarım milyon türe ev sahipliği yapıyor; bu sayı, Kanada’nın yüzölçümü yaklaşık 200 kat daha büyük olmasına rağmen, Kanada genelinde bulunan tür sayısının yaklaşık beş katı.

Bu olağanüstü çeşitliliğe rağmen, bazı bitki ve hayvanlar bölge genelinde özellikle tanınabilir niteliktedir. Kanada’nın boreal ormanlarında, balsam köknarları manzaranın tanıdık bir özelliğidir. Tropikal Amerika’da ise Cecropia cinsine ait ağaçlar benzer şekilde önemli bir rol oynamaktadır.

1888’de Alman botanikçi Andreas Schimper, bu ağaçların önemini şu sözlerle dile getirmiştir: “Tropikal Amerika’da bulunmuş her doğa bilimci , o ülkelerin en dikkat çekici ağaçlarından biri olan Cecropia’yı hatırlayacaktır.”

Sapkota’ya göre, Colobura cinsi kelebekler de aynı derecede kolayca tanınabilir.

“Neotropiklere giderseniz, Colobura göreceğiniz ilk kelebeklerden biridir,” dedi.

Bu kelebekler ve Cecropia ağaçları yakın bir ekolojik ilişki paylaşmaktadır çünkü Cecropia yaprakları Colobura tırtılları için besin kaynağı sağlar. Her iki grup da And Dağları’nın bazı bölgelerinden ve Brezilya Amazonu’ndan Brezilya ve Paraguay’daki Atlantik Yağmur Ormanlarına kadar çok geniş bir coğrafi alanda bulunur. Ayrıca Orta Amerika ve Karayip Adaları’nda da yaygın olarak görülürler.

Bu kadar geniş dağılımlar tropikal ekosistemlerde pek alışılmadık bir durum değildir. Bununla birlikte, bu gruplar içindeki çeşitlilik ilginç bir tezat oluşturmaktadır.

Bilim insanları, çoğu nispeten küçük coğrafi alanlarda yaşayan 61 adet Cecropia türünü tanımlamaktadır . Bazıları yalnızca And Dağları’nda yetişirken, diğerleri Karayipler ile sınırlıdır.

Colobura kelebekleri için durum çok farklı görünüyordu. Carl Linnaeus’un 1758’de Colobura dirce’yi resmen tanımlamasından sonra, bilim insanları geniş yayılım alanına rağmen, cinsi 200 yıldan fazla bir süre tek bir tür olarak ele aldılar.

Bu anlayış 2001 yılında araştırmacıların ikinci bir türü resmen tanımasıyla değişmeye başladı. Şimdi ise Venezuela’da yapılan beklenmedik bir keşif, Sapkota ve meslektaşları tarafından Zootaxa’da tanımlanan üçüncü bir türün belirlenmesine yol açtı .

Bu keşif, grubun evrimsel tarihine basit bir açıklama getirmek yerine, daha büyük bir bilmeceyi ortaya çıkardı.

“Bunu düşünmek bile çılgınca. Bu kelebekler neredeyse tıpatıp aynı görünüyor ve aynı yerde, aynı zamanda bulunuyorlar.”

150 Yıldan Daha Eski Bir Kelebek Gizemi

Yetişkin Colobura kelebeklerini ayırt etmek son derece zordur. Kanatları neredeyse aynıdır, sadece ön kanatların altındaki gri şeritte küçük farklılıklar bulunur. Bazı kelebeklerde bu şerit biraz daha genişler. Diğerlerinde ise aynı genişlikte kalır. Ayrıca, kanat boyunca uzanan sarı bir bantla birleşecek kadar uzayabilir veya ona ulaşmadan sona erebilir.

Tırtılları ise biraz daha net ipuçları sunuyor.

Colobura tırtıllarının kadifemsi siyah gövdeleri, sivri açılı dikenlerle sonlanan belirgin sarı çıkıntılarla kaplıdır. Bu savunma yapıları, potansiyel avcılara “beni rahat bırakın, yoksa hoş olmayan sonuçlarla karşılaşırsınız” şeklinde yorumlanabilecek bir uyarı gönderir.

Bu belirgin dikenlerin altında çok daha küçük, krem ​​rengi işaretler bulunur. Türüne bağlı olarak, bu işaretler gözyaşı damlasına veya halkaya benzeyebilir veya tamamen eksik olabilir.

Bu farklılıkların önemi şaşırtıcı derecede erken fark edildi.

1852’de Hollandalı entomolog Jan Sepp, farklı krem ​​rengi desenlere sahip tırtılların iki ayrı türü temsil ettiğini öne sürdü. Diğer araştırmacılar ise bu yorumu reddederek, varyasyonların erkek ve dişiler arasındaki farklılıkları veya tek bir tür içindeki doğal varyasyonu yansıtabileceğini savundu.

Bu görüş yaklaşık 150 yıl boyunca baskınlığını korudu.

2001 yılında Keith Willmott ve birkaç meslektaşı, Sepp’in gözlemlerini yeniden inceleyerek ikinci bir tür olan Colobura annulata’yı resmen tanımladı . Willmott şu anda Florida Müzesi’nin McGuire Lepidoptera ve Biyoçeşitlilik Merkezi’nde küratör olarak görev yapmaktadır.

“Sorunun çözüldüğünü varsaydık,” dedi Willmott.

Uzun süredir devam eden sınıflandırma sorununun çözüldüğüne inanarak başka araştırmalara yöneldi. Ancak, ara sıra yaptığı gözlemler bir şeylerin eksik olduğunu düşündürmeye devam etti.

“Üçüncü bir türün varlığına dair birkaç işaret almıştım, ancak bunun çok olasılık dışı olduğunu düşünmüştüm.”

O dönemde, neredeyse ayırt edilemeyen iki türün varlığı bile dikkat çekici görünüyordu.

“Çok kendine özgü bir kelebek. Aynı bölgede birbirine benzeyen iki türün olmasını hayal etmek zor, çünkü diğer her şeyden çok farklılar.”

Venezuela’da Beklenmedik Bir Keşif

Yaklaşık 25 yıl sonra, Willmott’un meslektaşı Andrés Orellana, Venezuela’da genç bir Cecropia ağacında beslenen bir grup aç Colobura tırtılıyla karşılaştığında yeni kanıtlar ortaya çıktı.

Tırtıllar, fidanın yapraklarını hızla yiyorlardı. Başlarına yakın bölgelerdeki siyah vücut segmentlerine ve cinse özgü sarı dikenlere sahiplerdi, ancak bir özellik dikkat çekiyordu.

Bilinen iki türün aksine, bu tırtılların hiçbirinde krem ​​rengi işaretler yoktu.

Orellana, sıra dışı böceklerin fotoğraflarını çekti ve görüntüleri Willmott ile paylaştı. Bu keşif, gözden kaçmış olabilecek üçüncü bir türün olup olmadığını araştırmak için önemli bir neden sağladı.

Sapkota, kısa süre önce Florida Müzesi’ndeki Shirey laboratuvarına katılmıştı ve soruşturmaya liderlik etmek için can atıyordu.

Meslektaşlarıyla birlikte, genetik kanıtları kelebek anatomisinin dikkatli incelemeleriyle birleştiren bir çalışma tasarladı.

İlk olarak, araştırmacıların türleri ayırt etmelerine yardımcı olan kısa ve oldukça değişken genetik diziler olan DNA barkodlarını inceledi. Bu diziler, çalışmanın ortak yazarları Daniel Janzen ve Winnie Hallwachs liderliğinde Kosta Rika’da yürütülen uzun süreli bir kelebek ve güve araştırmasından elde edildi.

Araştırma daha sonra Orta ve Güney Amerika’nın tropikal bölgelerinden toplanan daha eski kelebek örneklerini de kapsayacak şekilde genişletildi. Sapkota bu müze örneklerini Teksas Üniversitesi Güneybatı Tıp Merkezi’nden Nick Grishin’e gönderdi ve araştırmacılar hem mitokondriyal hem de nükleer genomlarını sıraladılar.

Genetik sonuçlar, kelebeklerin tek bir tür içindeki sıradan varyasyonlar yerine gerçekten farklı evrimsel grupları temsil edip etmediğini test etmenin bir yolunu sağladı.

Ancak araştırmacılar, önceki bilim insanlarının fark edemediği fiziksel farklılıklar olup olmadığını da öğrenmek istediler.

Kelebek Kanatlarında Gizlenmiş Görünmez Bir İpucu

Sapkota, müze koleksiyonlarındaki korunmuş kelebekleri saatlerce inceleyerek, şüphelendiği türü ayırt edebilecek tutarlı özellikler aradı.

İlk başta bu çaba pek fazla sonuç vermedi. Gri kanat çizgilerindeki ufak farklılıklar dışında, kelebekler oldukça benzer görünüyordu.

Sonunda, alışılmadık bir şey fark etti.

Bazı kanatların alt kısımlarında hafif bir mor parıltı olduğu ve bu parıltının yoğunluğunun örnekler arasında farklılık gösterdiği görüldü.

Bu gözlem, böceklerin insan görüşünün algılayamadığı ancak birçok kelebek tarafından algılanabilen ultraviyole ışığı yansıtabileceğini düşündürmektedir.

“Bunu bir spektrometre ile kontrol ettim ve kelebekler bana mor görünmese de UV ışığını yansıttığını gördüm,” dedi.

Ölçümler çarpıcı bir örüntüyü ortaya çıkardı. Her üç tür de ultraviyole ışığı yansıtıyordu, ancak dalga boyları farklıydı.

Araştırmacılar , daha önce gizli kalmış olan türün adını Colobura cryptica olarak belirlediler.

Gözle görülür farklılıklar son derece ince olsa da, ultraviyole ölçümleri, tırtıl üzerindeki işaretler ve DNA sonuçları tutarlı bir hikaye anlatıyordu.

Bu üç tür aşağıdaki özelliklerle ayırt edilebilir:

Colobura dirce ile ilgili ek bir karmaşıklık daha var . Farklı ultraviyole yansıma değerlerine sahip iki alt tür içeriyor. Colobura dirce dirce 362,2 nm’de ışığı yansıtırken, Colobura dirce wolcotti 390,6 nm’de ışığı yansıtır. 376 nm değeri, türler için ortalama değeri temsil eder.

Bu küçük kanat farklılıklarının ötesinde, Sapkota başka hiçbir tutarlı anatomik ayrım tespit edemedi. Kelebek ve güve türlerini ayırmak için genellikle en güvenilir özelliklerden bazılarını sağlayan erkek üreme organları bile ayırt edilemez görünüyordu.

Bununla birlikte, genetik bulgular belirleyici oldu.

DNA analizi üç farklı evrimsel soy hattını belirledi ve bu ayrımlar, ekibin belgelediği fiziksel farklılıklarla örtüştü. Elde edilen kanıtlar, Colobura’nın iki değil, üç tür içerdiğini doğruladı.

Yan Yana Yaşayan Üç Kelebek Türü

Daha önce bilinmeyen bir kelebek türünün tanımlanması başlı başına önemli bir olaydır, ancak bu üç türün coğrafi dağılımları bu bulguyu özellikle ilgi çekici kılmaktadır.

Her üçü de Orta ve Güney Amerika’nın birbirleriyle örtüşen bölgelerinde bulunur.

Colobura dirce , Meksika’dan güneydoğu Brezilya’ya kadar uzanan en geniş dağılıma sahiptir. And Dağları’nın her iki tarafında ve Karayip takımadalarının tamamında bulunur.

Colobura annulata türü de geniş bir coğrafi alanı kaplamasına rağmen, Büyük Antiller’de bulunmamaktadır.

Yeni tanımlanan Colobura cryptica, güney Meksika’dan And Dağları’nın eteklerine kadar uzanan, bilinen en küçük yayılım alanına sahip türdür.

Bu örtüşen dağılımlar önemli bir evrimsel soruyu gündeme getiriyor: Üç tür, aynı bölgelerin çoğunu işgal etmeye devam ederken nasıl genetik olarak farklılaştı?

Türler genellikle popülasyonlar birbirinden izole olduğunda ortaya çıkar. Örneğin, bir dağ sırası bir popülasyonu bölebilir ve karşıt taraflardaki bireylerin çiftleşmesini engelleyebilir.

Nesiller boyunca, birbirinden ayrılmış gruplar farklı genetik ve fiziksel özellikler biriktirebilir. Bu farklılıklar yeterince büyük hale gelirse, popülasyonlar tekrar temasa geçseler bile sonunda birbirleriyle çiftleşme yeteneklerini kaybedebilirler.

Ancak coğrafi ayrışma, yeni türlerin oluşumunu tetikleyebilecek tek mekanizma değildir.

Araştırmacılar, Colobura kelebeklerinin paylaştıkları orman yaşam alanlarını kullanma konusunda farklı yöntemler geliştirmiş olabileceğinden şüpheleniyor .

Sapkota, “Bu kelebekler arasında dikey bir tabakalaşma olabilir,” dedi. ” Colobura dirce genellikle çalılıkların arasında bulunurken, C. cryptica ve C. annulata genellikle ağaçların tepesinde bulunur, ancak farklı çalışmalardan gelen karışık sinyaller nedeniyle kesin olarak bilmiyoruz.”

Başka bir deyişle, bir tür orman tabanına yakın yerlerde daha fazla zaman geçirirken, diğerleri üst dalları tercih edebilir.

Bu tür bir yaşam alanı ayrımı, aynı coğrafi bölgede yaşayan türler arasındaki farklılıkların korunmasına potansiyel olarak yardımcı olabilir.

Ancak, önceki araştırmalar tutarsız gözlemler ortaya koymuştur. Bunun bir nedeni, deneyimli kelebek uzmanlarının bile üç türü birbirinden ayırt etmekte zorlanması olabilir.

Birbirine neredeyse tıpatıp benzeyen kelebekler birbirlerini nasıl tanır?

Daha da kafa karıştıran bir soru ise kelebeklerin uygun eşleri nasıl belirlediğidir.

Birçok güve ve bazı kelebekler, bireylerin kendi türlerinin üyelerini tanımasına yardımcı olan kimyasal sinyaller olan feromonları salgılamak için özel koku bezleri kullanır.

Colobura kelebeklerinde bu bezler bulunmaz.

Bu durum, görsel bilgilerin eş seçimi sürecinde önemli bir rol oynayabileceğini düşündürmektedir. Ancak neredeyse tamamen aynı görünüme sahip olmaları, bir türü diğerinden nasıl ayırt ettiklerini anlamayı zorlaştırmaktadır.

Yeni keşfedilen ultraviyole farklılıkları olası bir açıklama sunuyor.

İnsanlar ultraviyole ışığı göremezken, birçok kelebek görebilir. Sapkota, kanatlarından yansıyan farklı ultraviyole ışınlarının, kendi türlerinin üyelerini tanımlamalarına yardımcı olan görsel sinyaller sağlayabileceğinden şüpheleniyor.

Benzer mekanizmaların diğer kelebek ve güvelerde de bilindiği veya şüphelenildiği belirtiliyor. Bahçe beyaz kelebekleri, kükürt kelebekleri ve orman kaplan güveleri, araştırmacıların eş seçimine katkıda bulunabileceğine inandığı ultraviyole ışınlarını yansıtan kanat pullarına sahiptir.

Sapkota , Colobura kelebeklerinin benzer sinyaller kullanıp kullanmadığını araştırıyor , ancak sonuçlar henüz net bir cevap vermedi.

Kullandıkları mekanizma ne olursa olsun, kelebekler ayrı kimliklerini korumada son derece başarılı görünüyorlar.

Nükleer DNA analizi, örtüşen yayılım alanlarına rağmen üç tür arasında melezleşmeye dair hiçbir kanıt bulamadı.

Bulgular, türlerin belirgin bir genetik karışım olmaksızın ayrı evrimsel yollar izlediğini göstermektedir.

Tanıdık bir kelebek hâlâ birçok sır saklıyor.

Colobura cryptica’nın keşfi, yaygın ve dikkat çekici hayvanlar hakkında bile ne kadar çok şeyin bilinmediğini göstermektedir.

Nesiller boyunca doğa bilimciler bu kelebekleri incelediler ancak grubun içinde gizli olan tüm çeşitliliği fark etmediler. Araştırmacılar ancak ayrıntılı gözlemleri modern genetik testler ve ultraviyole ölçümleriyle birleştirerek üçüncü türü ortaya çıkarabildiler.

Ancak kelebeklerin eşlerini nasıl seçtikleri, ormanın farklı bölgelerinde mi yaşadıkları ve evrimsel ayrışmalarına ilk başta neyin sebep olduğu gibi en önemli sorulardan bazıları hala cevapsız kalmaktadır.

Sapkota için bu soruları yanıtlamak, böcekleri doğal yaşam alanlarında gözlemlemeyi gerektirecek.

“Bunu bizzat yerinde görmek için birilerinin sahaya gitmesi gerekiyor.”

Colobura biyolojisinin bir başka sıra dışı yönüyle ilgilenenler, 1952’de yayınlanan ve genç Colobura tırtıllarının gelişimlerinin en erken aşamalarında inşa ettikleri dışkı yuvalarını anlatan eğlenceli bir metni içeren Biyoçeşitlilik Mirası Kütüphanesi’ni inceleyebilirler .

Çalışmanın Yazarları ve Finansmanı

Ek çalışmanın ortak yazarları arasında Universidad Nacional Experimental del Táchira’dan Andrés Orellana; Teksas Üniversitesi Güneybatı Tıp Merkezi’nden Nick Grishin ve Leina Song; Museo Nacional Santo Domingo de Heredia’dan Isidro Chacón; Pensilvanya Üniversitesi’nden Daniel Janzen ve Winnie Hallwachs; ve Florida Doğa Tarihi Müzesi’nden Sajan KC.

Araştırma, Ulusal Sağlık Enstitüleri, Welch Vakfı, Kanada’nın Yeni Araştırma Sınırları Fonu (NFRFt-2020-00073), Kanada İnovasyon Vakfı’nın Büyük Bilim Altyapısı programı (MSI 42450), BioAlfa ve UNET Projesi (Universidad Nacional Experimental del Táchira) tarafından kısmen finanse edilmiştir.