Tüyler ürpertici bir numara, kar sineklerinin donarak hayatta kalmasına yardımcı olur: kendini kesme

Birkaç yıl önce John Tuthill, Washington eyaletindeki Cascade dağlarında patika koşusu yaparken karda kayan karanlık bir şey fark etti.

Uzatılmış bir gövdesi ve bulanık bir şekilde hareket eden altı bacağı olan yabani bir yaban mersini büyüklüğündeydi.

Tuthill, o soğuk Ekim gününde ortalıkta dolaşan bir böcek görünce şaşırdı. Seattle’daki Washington Üniversitesi’nden bir sinirbilimci olan Tuthill, “Bu hayvanın etrafta koşuşturması beni biraz şaşırttı” diyor. Bunun bir Chionea sineği olduğunu sonradan öğrendi. Kar sineği olarak da bilinir, diğer böceklerin çoğunun tolere edebileceğinin çok altındaki sıcaklıklarda bir şekilde dolaşabilir.

Şimdi, Tuthill ve meslektaşları tüyler ürpertici bir numaranın kar sineklerinin sıfırın altındaki koşullarda hayatta kalmasına yardımcı olduğunu gösterdi. Ekip, 30 Mayıs’ta bioRxiv.org’da çevrimiçi olarak yayınlanan bir makalede, bir bacak donmaya başladığında, böceklerin onu hızla kendi kendine kesebildiğini ve buz kristallerinin vücutlarına girmesini önleyebildiğini bildirdi.

Kar sinekleri donmalarını önlemek için bir veya daha fazla bacağını düşürebilir. Bir sinek (burada gösterilmektedir) birden fazla uzvu eksik olsa bile, vahşi doğada kar üzerinde gezinebilir.

Örümcekler, kertenkeleler ve yengeçler de dahil olmak üzere birçok hayvan türü, bir yırtıcıdan kaçmak için bir uzvunu veya kuyruğunu düşürebilir (SN: 2/17/22), ancak yeni çalışma, bir hayvanın bu hayat kurtarıcı önlemi yanıt olarak kullandığını gösteren ilk çalışmadır. Gainesville’deki Florida Üniversitesi’nde evrimsel biyolog olan Christine Miller, soğuğa karşı olduğunu söylüyor. Çalışma, “daha önce belgelenmemiş yeni bir fenomeni ve hakkında çok az şey bildiğimiz çok ilginç bir türü” tanımlıyor.

Tuthill, kar sineklerinin bir tür uçamayan turna sineği olduğunu, “evinizde dolaştığını gördüğünüz büyük, cılız, şapşal görünümlü sineklerin” akrabaları olduğunu söylüyor. İki aya kadar yaşayabilen böcekler üzerinde çalışmak kolay değil: Laboratuarda yetiştirilemezler ve vahşi ortamdan toplamak zordur. Kar sinekleri, çığ tehdidinin belirdiği, insanların ulaşması zor olan dağlık bölgelerde yaşayabilir.

Tuthill, onları bulmanın en iyi yolunun etrafta dolaşıp kara bakarak çok zaman geçirmek olduğunu söylüyor. Dağlık bölge kayağı tasarıya uyuyor. Sekiz saatlik bir yolculukta, “muhtemelen yedi saati yokuş yukarı yavaşça yürümektir” diyor. 2020’den 2022’ye kadar o, eşi, bazı arkadaşları ve gönüllüler yüzlerce kar sineği topladılar, onları plastik tüplere doldurdular ve Tuthill’in laboratuvarına geri getirdiler ya da postaladılar. Canlı olarak gelen kar sineklerinin çoğu Washington’daki gezilerden geldi.

Tuthill’in ekibi, soğuk levhalar üzerinde yürürken 77 kar sineği kaydetmek için bir termal kamera kullandı. Araştırmacılar, böceklerin vücut sıcaklıkları ortalama -7°C’ye düştüğünde bile trekking yapmaya devam ettiğini buldu. Ancak test edilen kar sineklerinin yarısından fazlası, deneyler sırasında en az bir bacağını düşürdü.

Keskin gözlü bir araştırma teknisyeni olan Dominic Golding, sineklerin düşmeden hemen önce bacaklarında bir sıcaklık artışı fark etti. Tuthill, bu artışın buz oluşumunun bir işareti olduğunu söylüyor. Sıvı su, buza dönüştüğünde ısı açığa çıkarır. Ekip, bacaktaki nöronların bu sıcaklık değişimini hissedebileceğini ve amputasyonu tetikleyerek buzlu kristallerin yayılmasını önleyebileceğini öne sürüyor. Sineklerin “o buz dalgası vücutlarına çarpmadan ve ardından tüm iç organlarını dondurmadan önce bacaklarından kurtulmak için yaklaşık yarım saniyeleri var” diyor.

Kar sinekleri, araştırmacılar onları çektiğinde uzuvlarını kaybetmedi – yalnızca donmaya tepki olarak.

Bir termal kamera, bir kar sineğinin bacağında buz oluşmaya başladığı anı yakalayabilir ve böceğin bacağı kendi kendine kestiği zamanı izleyebilir. Renkler, daha sıcaktan (sarı) daha soğuğa (mor) gösterilen sıcaklıkları temsil eder.

Kanada’daki British Columbia Üniversitesi’nde böcek bilimci olan Katie Marshall, diğer hayvanların dondan korunmak için farklı stratejiler geliştirdiklerini söylüyor. Bazı böcekler antifriz proteinlerini pompalar; bazı salyangozlar ve kurbağalar vücutlarında buz oluşumuna karşı koyarlar.

Takımın hakemli bir dergide henüz yayınlanmamış olan taslağı hakkında geri bildirimde bulunan Marshall, “Kar sineklerinin harika yanı, aslında her iki stratejiyi de takip etmemeleridir” diyor. Bacaklarında buz oluşmasına izin veriyorlar ve “ondan kurtulmak için kendi kendilerini kesiyorlar ki bu benim için tamamen garip.”

Ekip, buz gibi uzuvlarını kesen kar sineklerinin, olmayan sineklerden bir dakikadan fazla hayatta kaldığını buldu. Bu ekstra süre çok fazla görünmeyebilir. Ancak vahşi doğada, gece çöktüğünde ve sıcaklık düştüğünde ve böcekler “öfkeyle saklanacak bir yer ararken” Tuthill, bunun yaşamla ölüm arasındaki fark olabileceğini söylüyor.