Ölümcül semenderin karşı karşıya olduğu imkânsız ikilem

• Rough-Skinned Newt (Taricha granulosa), dünyanın en zehirli semender türlerinden biridir ve ABD'nin Pasifik Kuzeybatısı bölgesinde yaşar
• Bu semender ile garter snake (Thamnophis sirtalis) arasında, zehirlilik etrafında şekillenen evrimsel bir silahlanma yarışı vardır
• Semenderin aşırı zehirliliği, yılanın tetrodotoksin direnciyle birlikte evrimleşmiştir ve her iki taraf da bunun bedelini ödemektedir
• garter snake, bu zehri karaciğerinde depolayarak kendisini yiyen avcılara karşı da zehirli hâle gelme stratejisini kullanır
• Bu etkileşimin ayrıntıları ve istisnai durumları hâlâ araştırılmaktadır; geride pek çok gizem kalmıştır

---

Ölümcül semenderin zehirliliğinin nedeni

• Dünyanın en zehirli semenderlerinden biri olan Taricha granulosa (rough-skinned newt), Kuzey Amerika'nın Pasifik Kuzeybatısı kıyı bölgesine yayılmıştır
• Tek bir bireyden çıkabilecek zehir, birden fazla yetişkin insanı öldürebilecek düzeydedir
• Semender zehirlidir ama venomous değildir. Yani ısırıp sokmaz; yalnızca temas edip ardından ellerinizi çok iyi yıkarsanız güvenlidir

Semenderin aşırı zehirliliği, neden?

• Birçok semender zehirli olsa da, Taricha granulosa'nın özellikle bu kadar güçlü zehirli olmasının temel nedeni bir silahlanma yarışı (arms race) olmasından kaynaklanır
• Bu bölgedeki garter snake (Thamnophis sirtalis), tetrodotoksine (blue-ringed octopus zehriyle aynı bileşen) karşı direnç geliştirirken, semender de giderek daha güçlü bir zehirlilik evrimleştirmiştir
• Tetrodotoksin, semenderin derisinde yaşayan simbiyotik bakteriler tarafından üretilir
• Yılanın direnci arttıkça semenderin zehirliliği de artar ve bu süreç bir geri besleme döngüsü olarak sürer

Zehirliliğin ve direncin bedeli

• Doğadaki her şeyin bir maliyeti vardır; semender de zehirliliğini artırmanın bedeli olarak daha fazla bakteri barındırmak için artan bir metabolik yük taşımak zorundadır
• Daha zehirli semenderler daha fazla kaloriye ihtiyaç duyar ve bu da hayatta kalmaları açısından dezavantaj yaratır
• Buna karşılık yılanın tetrodotoksin direncinin de bir bedeli vardır. Direnç kazanmak için sinir sisteminin biyokimyasındaki değişimler, *** nörolojik işlev bozukluğu, reflekslerde zayıflama, ince davranış değişiklikleri gibi*** çeşitli biçimlerde ortaya çıkabilir
• Pasifik Kuzeybatısı dışındaki bölgelerde yaşayan garter snake'lerin direnci zayıftır ve ölümcül şekilde etkilenirler. Yani direnç evriminin açık bir maliyeti vardır

garter snake neden zehirli semenderleri yer?

• Direnç geliştirmek de zordur ve semenderi yerken yılan kaşıntı, kusma, rahatsızlık yaşasa da, yılanlar semenderleri yemeye devam eder
• Nedeni: garter snake, semenderi yiyip tetrodotoksini karaciğerinde biriktirerek avcılara karşı kendini korur. Ancak zehri kendisi üretemez; zamanla zehirlilik kaybolduğu için yeniden semender yemesi gerekir

Silahlanma yarışının evrimsel kısır döngüsü

• Az zehirli semenderler yenip gider; direnci zayıf yılanlar da semender avlayamadığı için zehir biriktiremez
• Semender, aposematic (uyarı rengi taşıyan) desenler evrimleştiremez. Çünkü daha görünür hâle gelirse yılanlar tarafından daha fazla yenir
• Zehirlilik sürekli artarken yılanın direnci de onunla birlikte yükselir; böylece bitmeyen bir evrimsel ikilem sürer gider

Çeşitli istisnalar ve ek gizemler

• Alaska gibi garter snake bulunmayan bölgelerdeki semenderlerin çoğu düşük zehirliliğe sahiptir, ancak bazıları hâlâ güçlüdür
• Vancouver Island gibi birçok yılanın bulunduğu hâlde zehirlilik ve direnç silahlanma yarışının daha zayıf olduğu bölgeler de vardır
• Yalnızca semenderin değil, garter snake'in kendisinin de aposematic (uyarı renkli) desenler evrimleştirip evrimleştiremeyeceği sorusu da vardır. Ancak dış görünüş değişimleri üzerine akademik araştırma azdır
• Pasifik Kuzeybatısı ekosistemi jeolojik olarak da oldukça genç sayılır; bu yüzden mevcut silahlanma yarışının kalıcı bir olgu olup olmadığı belirsizdir
• Taricha cinsinin diğer semenderleri de hayli zehirlidir ve Thamnophis cinsinin sınıflandırması da karmaşıktır

Son söz

• Bu silahlanma yarışı ve evrimsel ikilem çok sayıda makalenin araştırma konusu olmuş olsa da, hâlâ açık biçimde çözülememiş pek çok gizem vardır
• Ölümcül semender vakası, birlikte evrim, ekolojik etkileşim ve evrimsel maliyet temalarının canlı bir laboratuvarı olarak, gelecekteki araştırmalar için geniş bir alan sunmaktadır

[GN⁺]

Hacker News görüşü

• Metin, direnç geliştirmenin evrimsel olarak her zaman bir bedeli olduğu iddiasını ima ediyor gibi, ama bunun mutlaka böyle olduğunu düşünmüyorum. Birçok hayvan için bu özelliği evrimleştirmek ya da sürdürmek yönünde özel bir baskı yok. Doğal seçilim bir kontrol listesiyle çalışmaz; yalnızca üremeye avantaj sağlayan bir şey varsa o kalır. Örneğin inekler tetrodotoksin zehirlenmesinden sık sık ölmediği için bu direnci evrimleştirmelerine gerek yok. İnsanlar C vitaminini sentezleyemeyen tek tür değil ama bu özellik de atalarımız olan maymunlarda tesadüfen kayboldu ve meyvenin bol olduğu bir ortamda yaşadıkları için bunu yeniden kazanmaya ihtiyaç olmadı. Yılanlarda da muhtemelen tetrodotoksin direncinin bir maliyeti olabilir, ama bunun kaçınılmaz olmadığını vurgulamak isterim
  • Yazarın argümanını tersinden düşünürsek, toksine direnç gibi neredeyse hiç kullanılmayan bazı özelliklere zaten sahip olduğumuz ve bunların yükü çok az olduğu için korundukları da varsayılabilir. Eğer tetrodotoksin direnci de bakım maliyeti düşük bir özellik olsaydı daha yaygın olurdu; öyle olmadığına göre maliyetinin yüksek ya da en azından ucuz olmadığını tahmin edebiliriz
  • Bir de genetik çözüm uzayı açısından maliyet kavramı var. Bir kısıt azalınca diğer evrimsel baskılara uyum sağlamak daha kolay hale gelebilir
  • Evrim; arz ve talep, maliyet ve fayda, imkân ve kısıt meselesidir; sonuçta da şansa çok bağlı bir yapıdır
  • Tetrodotoksin zehirlenmesinden ölen hayvan ve insan sayısı sıfır değil, dolayısıyla bir miktar seçilim baskısı var. Eğer direnç ucuz ve kolay evrimleşebilen bir özellik olsaydı herkes geliştirmiş olabilirdi; bu yüzden direncin maliyet eşiğinin çok yüksek olabileceği de düşünülebilir
  • Biyoloji bilgisi çok olmasa bile evrimi yalnızca basit neden-sonuç ilişkileriyle açıklama çabası insanı yoruyor
• Yakın zamanda öğrendiğim bir şey var: Amerika’daki birçok bahçede, altında 10 dakikadan fazla durursanız neredeyse kesin öleceğiniz ölümcül bir bitki varmış. O bitki de water-lily
  • Wikipedia’ya göre vascular cambia (bitkilerde hacimsel büyümeyi sağlayan hücreler) beş bitki soyunda birbirinden bağımsız olarak kaybolmuş; bunların dördü sucul bitkiler (water-lily dahil). Ayrıca bilim insanları monocot grubunun da sucul ortamda evrimleşmiş olabileceğini düşünüyor. Sucul bitkilerin yapısal denge için odunsu büyümeye ihtiyaç duymadığına dair bir teori hatırlıyorum ama kaynağını bulamıyorum
  • water-lily tehlikeli bir bitki değil; bazı türleri yenebiliyor ve tıbbi amaçla da kullanılabiliyor. Acaba peace lily ya da calla lily kastediliyor olabilir mi? İkisi de ölümcül değil ama yenirse insanı hasta edebilir. Ölümcül olan white çiçekli water hemlock
• Yazı çok ilgi çekici yazılmış, ama birkaç soru doğurdu: Zehri daha zayıf olan newt’ler yeniyor, direnci daha düşük olan snake’ler ise av elde edemiyor. Böylece bir arms race sürüp gidiyor. Burada merak ettiğim şey, snake’in newt’in ne kadar zehirli olduğunu nasıl anladığı; bazı newt’lere dokunmayıp diğerlerini bırakıp bırakmadığı ya da karşılaştığı her newt’i yiyip yemediği; ayrıca çok zehirli newt’lerin saldırılardan gerçekten sağ çıkıp çıkmadığı
  • Daha uygun çerçeve şu olabilir: Uzun zaman boyunca snake genlerinde bu belirli newt’i yemeye yönelik bir tercih ve zehri tolere etmeye yarayan direnç birikmiş durumda. Bu iki özelliği birlikte taşıyan snake’lerin daha başarılı üreme ihtimali artıyor. Binlerce yıl süren bu tekrar eden uyum süreci sonunda, snake ve newt’in birbirini sürekli kovalar halde kaldığı bir Red Queen durumu ortaya çıkıyor. Burada bilinçli karar verme yok; sadece içgüdüsel davranış kalıpları var
  • Yazının başka bir kısmında belirtildiği gibi, zehir çok güçlü olduğunda snake newt’i geri tükürüyor. Bu, insanın çok acı bir biberi ağzından çıkarmasına benziyor
  • Wikipedia’ya göre garter snake gerçekten de bazı newt’leri kısmen yutarak zehir düzeyini bir nevi “tadıyor”. Yutabileceği kadar güvenliyse yiyor, değilse geri çıkarıyor
  • Bağlama bakılırsa garter snake avını bütün olarak yuttuğu için, çok zehirli newt’ler yenme girişiminden sağ çıkabiliyor. Bu da newt’lerin daha güçlü toksinler geliştirmesini, snake’lerin ise daha yüksek direnç evrimleştirmesini teşvik ediyor. Sonuçta arms race devam ediyor
• Başlığı gerçekten çok beğendim, yazı da harikaydı. Biraz konu dışı ama, “newt” kelimesini her gördüğümde Karel Capek’in 1920’lerde “robot” kelimesini ilk kez ortaya atmasını ve ardından zeki amfibiler hakkında War with the Newts’u yazmasını hatırlıyorum. Paylaştığın için teşekkürler
  • Bir Fransız olarak bu kelimeyi ilk kez gördüm ve beynim başlığı otomatik olarak “death news” diye çevirdi
• “Garter snake’in tetrodotoksini karaciğerinde depolayarak kendisinden daha büyük yırtıcılara karşı da zehirli hale geldiğini öğrenmek” kısmı, bu tür ikincil etkiler açısından aşırı ilginç
• blue-ringed octopus hakkındaki bağlantılı yazının daha da ilginç olduğunu söyleyen biri var
  • Yazar bazen hepimizin dev robotlar olduğu ve bakterilerin bizi konak olarak kullanıp hareket ederek evrimleştiği fikrine değiniyor. Bu düşünce bana da yakın geliyor
  • Doğa asla nazik değildir
• snake’in bağışıklığının bile yerel caddisfly ile kıyaslandığında zayıf kaldığını anlatan ilgili bağlantı paylaşılmış
• Bu bölgede tüm hayatım boyunca yaşamış olmama rağmen newt kaynaklı bir zehirlenme vakası hiç duymadım; insanlarda newt zehirlenmesi çok nadir olmalı
  • Çocukken ormanlarda ve derelerde bu newt’lere dokunup durduğumu hatırlıyorum. O kadar yaygındılar
  • Ben PNW’de yaşıyorum ve yüzlerce garter snake ile bazı newt’leri sık sık görüyorum ama Rough-Skinned Newt hiç görmedim. Etrafımda böyle bir canlının yaşadığını bilmiyordum
• “Garter snake’in tetrodotoksini karaciğerinde depoladığı için yırtıcılara karşı da zehirli olduğu” açıklamasının, newt’in zehri derisinde taşıyan anlık savunması kadar etkili olup olmadığını merak ediyorum. Newt, bir yırtıcı tarafından ısırılıp tükürüldüğünde hayatta kalabiliyor; ama snake’de yırtıcı karaciğeri yediği anda ölebileceği için bunun caydırıcılık işlevi daha belirsiz. Özellikle yalnızca bazı snake’ler bağışıksa, bir yırtıcının yenebilir snake ile tehlikeli snake’i ayırt etmesi de zor olur
  • Yırtıcıları nasıl uzak tutabilir sorusuna dair aklıma gelen, ölü yırtıcılar ve yarısı yenmiş snake leşlerinin öğretici bir etkisi olabileceği; ya da tek bir predator’ü bile saf dışı bırakmanın tür düzeyinde fayda sağlayabileceği
  • Yırtıcı tür içinde küçük farklılıklar, yani av seçme eğilimi kalıtsalsa, çok küçük farklarda bile doğal seçilim işleyebilir
  • Snake’i yedikten sonra yırtıcı hemen ölmeyebilir; ayrıca memeliler gibi üst düzey yırtıcıların besin tercihleri vardır, bu yüzden yılan yemeyen bireyler hayatta kalabilir ve bu durum ya genetik olarak ya da ebeveynlerin yavrularına yılan avlamayı öğretmemesi gibi öğrenilmiş davranışlarla kalıcı hale gelebilir
• “teal deer” ifadesini görünce önce garip bir deyim sandım. Urban Dictionary’de bakınca “teal dear = tl;dr” olduğunu öğrendim. Şimdi kendimi sanki aşırı miktarda tetrodotoksine direnç geliştirmiş bir garter snake gibi afallamış hissediyorum
  • Ben de ilk başta anlamamıştım; şimdi 5 harf yerine 9 harf kullanıp havalı görünmeye çalışılması biraz üzücü geliyor. Hece sayısı azalsa da www gibi web önekleri aslında daha uzun ve verimsiz. Almancada 3 hece olduğu için idare eder ama İngilizce/Fransızcada 9 hece olması tatsız. Belki en baştan web.domain.org daha iyi olurdu
  • Sayende teal dear ifadesini dolaylı yoldan öğrenmiş oldum
  • İlk başta bunun “steel-man” üzerine bir kelime oyunu olduğunu sanmıştım. Meğer değilmiş; yine de araştırdığın için teşekkürler