“Epigenetik” bir adaptasyon, iklim değişikliği nedeniyle çok sayıda Caretta caretta kaplumbağasının yumurtadan dişi olarak çıkmasını engelleyebilir; bu tehdit popülasyonun çökmesine yol açmasından korkuluyordu.
Bahamalar yakınlarındaki Karayip Denizi’nde genç bir Caretta kaplumbağası
Deniz kaplumbağaları iklim değişikliğiyle sandığımızdan daha iyi başa çıkabilir. Biyologlar, sıcak koşulların çoğu kaplumbağa yumurtasının dişilere dönüşmesini teşvik etmesi nedeniyle sürüngenlerin neslinin tükenme tehlikesiyle karşı karşıya kalabileceğinden endişe ediyor. Ancak hayvanların, sıcaklıklar yükselse bile cinsiyetler arasında daha dengeli bir denge kurmalarına yardımcı olabilecek bir genetik güvenlik ağına sahip olduğu ortaya çıktı.
Londra Queen Mary Üniversitesi’nden Chris Eizaguirre, “Kaplumbağaların içinde bulundukları ortama uyum sağlama kapasitesini ortaya çıkardığımıza inanıyoruz” diyor.
Yavru deniz kaplumbağalarının cinsiyeti, insanlar dahil birçok hayvanda olduğu gibi, cinsiyeti belirleyen bir kromozom tarafından değil, yuva içindeki sıcaklık tarafından belirlenir. Laboratuar çalışmaları, daha düşük yuva sıcaklıklarında daha fazla yavrunun erkek, daha yüksek sıcaklıklarda ise daha fazlasının dişi olacağını gösterdi; bu da küresel ısınmanın giderek daha fazla kaplumbağanın dişi olarak yumurtadan çıkmasına neden olacağı korkusuna yol açıyor.
Örneğin, 2018 yılında yapılan bir genetik araştırma, genç yeşil kaplumbağaların yaklaşık yüzde 99’unun (Chelonia mydasAvustralya’daki daha sıcak Great Barrier Reef yuvalama alanlarından gelen, yaşları 4 ila 20 arasında değişen dişiler dişiydi. Bu tür sonuçlara dayalı modelleme, yeterli sayıda erkek olmazsa deniz kaplumbağası popülasyonlarının çökeceği endişesine yol açtı.
Ancak yumurtadan çıktıktan sonraki gerçek durum bir sırdır çünkü bir kaplumbağanın cinsiyetini kontrol etmek için öldürmediğiniz sürece birkaç aylık olana kadar bilemezsiniz, dolayısıyla yavru cinsiyetine ilişkin saha verileri yetersizdir.
Bu sorunu aşmak için Eizaguirre ve meslektaşları, caretta caretta kaplumbağaları üzerinde laboratuvar ve saha deneyleri gerçekleştirdiler (Caretta caretta).
Çalışmalarının ilk bölümünde Florida’nın Palm Beach ilçesindeki plajlarda bulunan yedi Caretta Caretta yuvasından toplam 240 yumurta topladılar. Yumurtaları üç sıcaklıktan birinde yapay kuluçka makinelerine koyuyorlar: erkeği destekleyen bir sıcaklık olan 27°C (81°F); 30°C (86°F), “eşit sayıda erkek ve kadın için önemli bir sıcaklık” ve 32°C (90°F), dişilerle sonuçlanmalıdır.
Yavrular 1 ila 3 günlükken, ekip kan örnekleri topladı ve ardından anahtar deliği ameliyatı ve laparoskopik kamera yoluyla cinsiyet doğrulaması yapılabilecek kadar büyüyene kadar kaplumbağaları aylarca esaret altında yetiştirdi.
Kan örneklerinden elde edilen genom dizileme verilerinin cinsiyet belirlemeyle karşılaştırılması, yumurtaların kuluçkalandığı sıcaklıktan bağımsız olarak, DNA metilasyonu olarak bilinen epigenetik bir süreç nedeniyle erkek ve dişi kaplumbağaların her birinin yüzlerce genin aktivitesinde farklı modellere sahip olduğunu ortaya çıkardı. Dişilerde yaklaşık 383 genin hipermetile olduğu, yani beklenenden daha az aktif oldukları, erkeklerde ise 394 genin hipermetile olduğu görüldü. Bu genlerin birçoğunun cinsiyet gelişimindeki rolleri belgelenmiştir. Bu, araştırmacıların bir kaplumbağa yavrusunun cinsiyetini yalnızca kan örneğinden anlayabildiği anlamına geliyordu.
Ekip, bu bilgiyi, Batı Afrika kıyısı açıklarındaki Yeşil Burun Adaları’ndaki Sal Adası sahillerinde yeni bırakılan 29 adet yeni bırakılan caretta caretta kaplumbağa yumurtası toplayarak bir saha çalışmasında kullandı. Her bir kavramayı böldüler, yarısını daha serin olması gereken 55 santimetre derinlikteki, diğer yarısını ise daha sıcak olacağı 35 santimetre derinliğe gömerek sıcaklıkları izlediler.
Araştırmacılar, yarısı “serin” derinliklerden ve yarısı “sıcak” derinliklerden olmak üzere 116 yavrudan alınan kan hücresi örneklerini sıraladığında, yumurtaların maruz kaldığı sıcaklıklar göz önüne alındığında beklenenden daha fazla erkek buldular. Aslında, kuluçka sıcaklığına dayalı modeller, dişi yavru üretimini yüzde 50 ila 60 arasında fazla tahmin ediyordu.
Eizaguirre, bu çalışmanın, yavru kaplumbağaların cinsiyetini belirlemek için bir araç sağlamanın yanı sıra, kaplumbağaların cinsiyet organlarının gelişiminin sıcaklığa ne kadar duyarlı olduğunu değiştirerek iklim değişiklikleriyle başa çıkmalarına yardımcı olan moleküler mekanizmaların olduğunu gösterdiğini gösteriyor.
“Kadınlaşmanın olmadığını söylemiyoruz çünkü var ve iklim değişikliğinin var olmadığını da söylemiyoruz çünkü var ve hızlanıyor” diyor. “Bizim söylediğimiz şu ki, popülasyon yeterince büyük olduğunda, yeterli çeşitlilik olduğunda, türler yaşadıkları iklime göre evrimleşecek gibi görünüyor.”
Çalışma, Avustralya’daki Deakin Üniversitesi’nden Graeme Hays’in de aralarında bulunduğu bir ekibin, sıcaklığın cinsiyet belirlemenin tek etkeni olduğu varsayılırsa tahmin edilenden daha fazla erkek deniz kaplumbağasının yumurtadan çıktığını gösteren son kanıtlarını destekliyor. Hays, bu sonuçların, kaplumbağa cinsiyet oranının 50:50 olduğu temel sıcaklığın yerel koşullara nasıl uyarlanabileceğini gösterdiğini söylüyor.
Kaplumbağaların ısınmanın etkilerini hafifletecek başka mekanizmaları da olduğunu söylüyor. Bunlar arasında yılın başlarında yuvalama ve dişileşmenin etkisini azaltan üreme alanlarına göç modelleri yer alıyor. Hays, “Dişi kaplumbağalar genellikle her yıl üremezler, ancak erkekler üreme alanlarına dişilerden daha sık seyahat ederler” diyor. “Dolayısıyla üreme cinsiyet oranı, gerçek yetişkin cinsiyet oranından daha dengeli.”
Eizaguirre, bu tür davranışsal adaptasyonların iyi olduğunu söylüyor, ancak yavrular hâlâ aşırı sıcağa maruz kalıyor, bu da kalıcı DNA metilasyon değişiklikleri bırakıyor, dolayısıyla moleküler adaptasyon belirtileri bu savunmasız sürüngenler için daha da iyi bir haber.
