Bu ayın başlarında milyonlarca Amerikalı, tam güneş tutulmasına tanık olmak için gökyüzüne baktı. Artık döngüsel bir mucize daha bu kez ayaklarımızın dibine geldi. Ağustosböcekleri adı verilen trilyonlarca gürültücü, kırmızı gözlü böcek, on yılı aşkın süredir ağaç kökleriyle beslendikten sonra topraktan çıkıyor.
Amerika Birleşik Devletleri'nde 15 ağustos böceği kuluçkası vardır ve çoğu yıl en az bir tanesi ortaya çıkar. Bu bahar, Büyük Güney Kuluçkası olarak bilinen Kuluçka XIX ve Kuluçka XIII veya Kuzey Illinois Kuluçkası aynı anda ortaya çıkıyor.
Ağustosböceği gözlemcileri yerden çıkan ilk böcekleri tespit etti ve gördüklerini iNaturalist ve Cicada Safari gibi uygulamalara bildirdi. Her 13 yılda bir Güney ve Ortabatı'da ortaya çıkan Büyük Güney soyu, Kuzey Carolina'dan Georgia'ya kadar dağınık yerlerde görüldü. Ortabatı'da her 17 yılda bir meydana gelen Kuzey Illinois yavrularının, sıcaklıkların artmasıyla birlikte önümüzdeki ay ortaya çıkması bekleniyor.
Ağustos böceklerinin yeraltında bu kadar uzun süre kaldıktan sonra nasıl toplu halde ortaya çıkmayı başardıkları büyük ölçüde bir sır olarak kalıyor. Cambridge Üniversitesi'nden fizikçi Raymond Goldstein, “Ağustosböcekleri hakkında bilmek isteyebileceğiniz şaşırtıcı derecede az bilgi var” dedi.
Yerden bir yavru çıktıktan sonra ağustosböcekleri çiftleşmek için ağaçlara tırmanır ve dişiler yumurtalarını ağaç dallarına bırakır. Yumurtadan çıktıktan sonra genç böcekler yere düşer ve toprağı kazarlar. Daha sonra her ağustosböceği çiftleşmek ve döngüyü tekrarlamak için ortaya çıkmadan önce sonraki 13 ila 17 yılı yeraltında geçirir.
Bu, trilyonlarca böceğin topraktaki zamanın geçişini takip etmesi gerektiği anlamına geliyor. Ağaç köklerindeki yıllık değişiklikleri tespit edebilirler. Peki ağustosböcekleri 13 veya 17 yıl sonra bu değişiklikleri ilahi sonuçlara nasıl ekleyebilir? Bilim adamları söyleyemez.
Connecticut Üniversitesi'nden ağustosböceği uzmanı Chris Simon, bazı yanıtların böceklerin DNA'sında bulunabileceğinden şüpheleniyor. “Döngüsü 13 yıl olan bir şeyle 17 yıllık bir döngü arasında tutarlı bir fark var mı?” diye sordu.
Dr. Simon ve meslektaşları yakın zamanda ilk kez bir ağustos böceğinin genomunu sıraladılar. Döngüsü 17 yıllık olan bir kuluçkanın parçası olan böceği 2021 yılında Tennessee'de yakaladılar. Ayrıca diğer yavrulardan gelen böceklerin gen dizilimini çıkarmayı ve DNA'larını karşılaştırmayı da umuyorlar.
Ağustosböcekleri bir şekilde özel yıllarına ulaştıklarını anladığında, bu yıldan birlikte çıkmanın bir yoluna ihtiyaç duyarlar. Evrimci biyologlar, ağustosböceklerinin hayatta kalma stratejisi olarak çok sayıda ortaya çıktığını öne sürdüler. Kuşlar ve asalak eşekarısı gibi düşmanları yalnızca küçük bir kısmına saldırabilir, geri kalanı üremekte özgürdür.
Önemli bir sinyal toprağın sıcaklığıdır. Üreme gerçekleşmeden önce toprağın yaklaşık 64 derecelik bir eşiği aşması gerekir.
Ancak ağustosböcekleri yalnızca toprağın ısındığını hissederek bir araya gelemezler. Yerin birkaç metre altında bulunan olgunlaşmamış bir ağustosböceği, yüzeyin sadece birkaç inç altında olandan daha soğuk sıcaklıklara maruz kalacaktır. Eğer ağustosböcekleri yalnızca yakınlarında hissettikleri sıcaklığa dikkat etselerdi, küçük gruplar halinde ortaya çıkıp yırtıcı hayvanlar tarafından hızla yok edilirlerdi.
Dr. Goldstein ve Cambridge'de matematikçi olan eşi Adriana Pesci, yakın zamanda bu paradokstan büyülendiler. “Sırlara hazırlıklıyız” dedi Dr. Goldstein.
Cambridge'deki meslektaşı Robert Jack ile birlikte Dr. Goldstein ve Dr. Pesci, gerçek böceklerin gözlemlerine dayanan bir yeraltı ağustosböceği yavrularının matematiksel modeli. Daha sonra simüle edilmiş ağustosböceklerinin gerçek ağustosböcekleri gibi bir arada ortaya çıkmasını sağlamak için modellerindeki farklı değişkenlerle oynadılar.
Bilim adamları, ağustosböceklerinin yumurtadan çıkma kararının yalnızca toprağın artan sıcaklığına değil, aynı zamanda komşu ağustosböceklerinin eylemlerine de dayandığından şüpheleniyorlardı. Araştırmacılar sanal böceklerin birbirlerini dinlemesine izin verdi. Eğer komşuları yerden çıkmaya hazırlanırken gürültü çıkarırsa, böceklerin de ortaya çıkma ihtimali daha yüksekti.
Modelin ancak bilim adamlarının ağustosböceklerinin bu şekilde iletişim kurmasına izin vermesi durumunda işe yaradığı ortaya çıktı. Sıcaklık ve iletişimin birleşimi, yavruların hızlı bir dizi patlamayla ortaya çıkmasına neden oldu ve gerçek dünyada olan da tam olarak budur. Her salgın, henüz 64 dereceye ulaşmamış toprakta bulunan ağustosböceklerini içeriyordu. Onlar gittikten sonra, daha fazla ağustos böceğinin ayrılmaya hazırlanabilmesi için toprağın yeterince ısınması birkaç gün sürdü.
Dr. Goldstein, kendisinin ve meslektaşlarının, modelinin çalışması için varsayımsal bir iletişim kanalı eklediklerini itiraf etti. Ağustosböceklerinin yer altında birbirlerini dinlediğine dair doğrudan bir kanıtları yok.
“Hiç kimse bunu öğrenmeye çalışmadı” dedi Dr. Simon. “Bu çok zor olurdu.”
Ağustosböceklerinin görünümü ne kadar tuhaf görünse de Dr. Goldstein bunları biyolojideki daha geniş bir modelin parçası olarak görüyor. Kuş sürülerinden antilop sürülerine kadar birçok hayvan, yüksek sesli ve güvenilmez sinyallere dayanarak kolektif kararlar vermek zorundadır. Gelişmekte olan bir embriyodaki hücrelerin bile büyümelerini koordine etmesi gerekir.
“Hayatın özü bu” dedi.
Amerika Birleşik Devletleri'nde 15 ağustos böceği kuluçkası vardır ve çoğu yıl en az bir tanesi ortaya çıkar. Bu bahar, Büyük Güney Kuluçkası olarak bilinen Kuluçka XIX ve Kuluçka XIII veya Kuzey Illinois Kuluçkası aynı anda ortaya çıkıyor.
Ağustosböceği gözlemcileri yerden çıkan ilk böcekleri tespit etti ve gördüklerini iNaturalist ve Cicada Safari gibi uygulamalara bildirdi. Her 13 yılda bir Güney ve Ortabatı'da ortaya çıkan Büyük Güney soyu, Kuzey Carolina'dan Georgia'ya kadar dağınık yerlerde görüldü. Ortabatı'da her 17 yılda bir meydana gelen Kuzey Illinois yavrularının, sıcaklıkların artmasıyla birlikte önümüzdeki ay ortaya çıkması bekleniyor.
Ağustos böceklerinin yeraltında bu kadar uzun süre kaldıktan sonra nasıl toplu halde ortaya çıkmayı başardıkları büyük ölçüde bir sır olarak kalıyor. Cambridge Üniversitesi'nden fizikçi Raymond Goldstein, “Ağustosböcekleri hakkında bilmek isteyebileceğiniz şaşırtıcı derecede az bilgi var” dedi.
Yerden bir yavru çıktıktan sonra ağustosböcekleri çiftleşmek için ağaçlara tırmanır ve dişiler yumurtalarını ağaç dallarına bırakır. Yumurtadan çıktıktan sonra genç böcekler yere düşer ve toprağı kazarlar. Daha sonra her ağustosböceği çiftleşmek ve döngüyü tekrarlamak için ortaya çıkmadan önce sonraki 13 ila 17 yılı yeraltında geçirir.
Bu, trilyonlarca böceğin topraktaki zamanın geçişini takip etmesi gerektiği anlamına geliyor. Ağaç köklerindeki yıllık değişiklikleri tespit edebilirler. Peki ağustosböcekleri 13 veya 17 yıl sonra bu değişiklikleri ilahi sonuçlara nasıl ekleyebilir? Bilim adamları söyleyemez.
Connecticut Üniversitesi'nden ağustosböceği uzmanı Chris Simon, bazı yanıtların böceklerin DNA'sında bulunabileceğinden şüpheleniyor. “Döngüsü 13 yıl olan bir şeyle 17 yıllık bir döngü arasında tutarlı bir fark var mı?” diye sordu.
Dr. Simon ve meslektaşları yakın zamanda ilk kez bir ağustos böceğinin genomunu sıraladılar. Döngüsü 17 yıllık olan bir kuluçkanın parçası olan böceği 2021 yılında Tennessee'de yakaladılar. Ayrıca diğer yavrulardan gelen böceklerin gen dizilimini çıkarmayı ve DNA'larını karşılaştırmayı da umuyorlar.
Ağustosböcekleri bir şekilde özel yıllarına ulaştıklarını anladığında, bu yıldan birlikte çıkmanın bir yoluna ihtiyaç duyarlar. Evrimci biyologlar, ağustosböceklerinin hayatta kalma stratejisi olarak çok sayıda ortaya çıktığını öne sürdüler. Kuşlar ve asalak eşekarısı gibi düşmanları yalnızca küçük bir kısmına saldırabilir, geri kalanı üremekte özgürdür.
Önemli bir sinyal toprağın sıcaklığıdır. Üreme gerçekleşmeden önce toprağın yaklaşık 64 derecelik bir eşiği aşması gerekir.
Ancak ağustosböcekleri yalnızca toprağın ısındığını hissederek bir araya gelemezler. Yerin birkaç metre altında bulunan olgunlaşmamış bir ağustosböceği, yüzeyin sadece birkaç inç altında olandan daha soğuk sıcaklıklara maruz kalacaktır. Eğer ağustosböcekleri yalnızca yakınlarında hissettikleri sıcaklığa dikkat etselerdi, küçük gruplar halinde ortaya çıkıp yırtıcı hayvanlar tarafından hızla yok edilirlerdi.
Dr. Goldstein ve Cambridge'de matematikçi olan eşi Adriana Pesci, yakın zamanda bu paradokstan büyülendiler. “Sırlara hazırlıklıyız” dedi Dr. Goldstein.
Cambridge'deki meslektaşı Robert Jack ile birlikte Dr. Goldstein ve Dr. Pesci, gerçek böceklerin gözlemlerine dayanan bir yeraltı ağustosböceği yavrularının matematiksel modeli. Daha sonra simüle edilmiş ağustosböceklerinin gerçek ağustosböcekleri gibi bir arada ortaya çıkmasını sağlamak için modellerindeki farklı değişkenlerle oynadılar.
Bilim adamları, ağustosböceklerinin yumurtadan çıkma kararının yalnızca toprağın artan sıcaklığına değil, aynı zamanda komşu ağustosböceklerinin eylemlerine de dayandığından şüpheleniyorlardı. Araştırmacılar sanal böceklerin birbirlerini dinlemesine izin verdi. Eğer komşuları yerden çıkmaya hazırlanırken gürültü çıkarırsa, böceklerin de ortaya çıkma ihtimali daha yüksekti.
Modelin ancak bilim adamlarının ağustosböceklerinin bu şekilde iletişim kurmasına izin vermesi durumunda işe yaradığı ortaya çıktı. Sıcaklık ve iletişimin birleşimi, yavruların hızlı bir dizi patlamayla ortaya çıkmasına neden oldu ve gerçek dünyada olan da tam olarak budur. Her salgın, henüz 64 dereceye ulaşmamış toprakta bulunan ağustosböceklerini içeriyordu. Onlar gittikten sonra, daha fazla ağustos böceğinin ayrılmaya hazırlanabilmesi için toprağın yeterince ısınması birkaç gün sürdü.
Dr. Goldstein, kendisinin ve meslektaşlarının, modelinin çalışması için varsayımsal bir iletişim kanalı eklediklerini itiraf etti. Ağustosböceklerinin yer altında birbirlerini dinlediğine dair doğrudan bir kanıtları yok.
“Hiç kimse bunu öğrenmeye çalışmadı” dedi Dr. Simon. “Bu çok zor olurdu.”
Ağustosböceklerinin görünümü ne kadar tuhaf görünse de Dr. Goldstein bunları biyolojideki daha geniş bir modelin parçası olarak görüyor. Kuş sürülerinden antilop sürülerine kadar birçok hayvan, yüksek sesli ve güvenilmez sinyallere dayanarak kolektif kararlar vermek zorundadır. Gelişmekte olan bir embriyodaki hücrelerin bile büyümelerini koordine etmesi gerekir.
“Hayatın özü bu” dedi.