ARILARDA EPİGENETİK
🎬 AnaArıcı yapay zekâ seslendirmeli video
Epigenetik, biyolojide, DNA dizisindeki değişikliklerden kaynaklanmayan ama aynı zamanda kalıtımsal olan gen ifadesi değişikliklerini inceleyen bilim dalıdır. Diğer bir deyişle, ırsi (kalıtımsal) olup genetik olmayan fenotipik varyasyonları incelemektedir. Bu değişiklikler hücreyi ya da organizmayı doğrudan etkilemektedir ancak, DNA dizisinde hiçbir değişiklik gerçekleşmemektedir. Bu nedenle bireylerin yaşam tarzı, çevresel faktörler ve psikolojik durumları gibi dışsal etkenler, sadece kendilerini değil gelecek nesilleri de etkiler.
Epigenetik kalıtsal değildir, ancak uzun vadede kalıtsala dönüşebilir. Kalıtsal olmayan bir özellik olarak başlar çünkü genetik materyaldeki DNA diziliminin de değişiklik yapmadan genler üzerine etki eder. Bu değişiklikler, çevresel etmenler (iklim, beslenme gibi) veya yaşam tarzı değişimleri gibi faktörler nedeniyle oluşabilir.
Memeli hayvanlar, emzirdikleri yavrularına iyi niteliklerini aktarırlar.
Sadece arılarda koloniyi etkileyen işçiler, beslenme, yetiştirme ve taklit yoluyla, atalarının benimsediği iyi veya kötü niteliklerini sonraki nesillere aktarabilirler. Mendel yasaları arılarda geçerliliğini yitirir, çünkü burada ebeveynler yavrularını büyütmezler. Ana arılar kendilerini bile besleyemezler, bu konuda da tamamen bakıcı arılara ve çevreye bağımlıdırlar.
Ünlü Rus araştırmacılar Kondratiev ve Butlerov, işçi arıların arı kolonisinin mirasının oluşturulmasında önemli bir rol oynadığı tezini ısrarla savundular. Mikhailov, Tupa'daki deneysel arıcılık istasyonunda bir dizi orijinal deney gerçekleştirdi. Arıların bazı karakteristik özelliklerinin değerlerini ölçüp, bunları varyasyonel-istatistiksel bir yöntemle işleyerek, işçi arıların yabancı yavruları yetiştirmesinde olduğu gibi bazı morfolojik özellikler üzerinde belirli bir etkiye sahip olduğunu ikna edici bir şekilde kanıtladı.
Miloradovich şöyle açıklıyor. "1950'lerde Gubin ve Khalifman net sonuç veren bir deney gerçekleştirdiler. Sebepleri tamamen pratikti. Arıları ıslah etmede, ana arıyı değiştirmenin ne gibi bir fayda sağlayacağını açıklamaları gerekiyordu. Ana arı yetiştirmek nispeten kolaydır. Arıcılar seçilmiş ana arıları alıp onlardan genç analar üretirler. Ancak sonuçlar beklentilerin çok altındaydı. Besleyici bakıcı arıların, yeni doğan ana arının genetiğini bir şekilde bozduğu öne sürüldü. Gubin ve Khalifman, bu etkinin boyutunu belirlemek istediler. Orta Rusya arılarının kuluçkasına, ana arının yumurtlayacağı boş bir çerçeve yerleştirip, yumurta attırdılar. Larvalar daha yumurtadan çıkmadan, petekleri alıp, daha önceden açık yavrulu petekleri alınmış bir Kafkas arısı kolonisine aktardılar. Kafkas arıları, Rus arılarının yavrularını beslemek zorunda kaldı. Yavru gözleri kapatıldığında, çerçeveyi çıkarıp kovanla eşit sıcaklıkta bir kuluçka makinesine yerleştirdiler. Bu koşullar altında arılar normal şekilde gözlerden çıktı ve bal, polenle beslenerek çalışabilir hale geldiler. Bir grup arıyı ailelerinden ayırıp, bal toplama ve bal sırlama fırsatı verilmiş oldu. İşte, bu deneydeki belirleyici an bu oldu.
Araştırmacılar, Orta Rus ve Kafkas arılarının balı farklı şekillerde mühürlediğini (kapattığını) biliyordu. Kafkas arıları, bal olgunlaştığında, bal mumu kapaklarını bala yaklaştırarak ballı peteklerin kapaklara yapışık görünmesini sağlar. Orta Rus arıları, kapakla bal arasında havalı bırakır ve kapak beyaz görünür. Bizler için bu balın görüntüsü daha iyidir.
Çalışma ekibi karşılıklı çalışmalarını tamamladığında, Rus işçi arılarının atalarının genetiğinden saptığını fark ettiler. Kafkas bakıcı arıların beslediği Rus işçi arıları bal sırlamayı hava boşluksuz, kapakları yapışık şekilde oluşturdular. Karşılıklı olarak yapılan çalışmada ise, Rus bakıcı arıların beslediği Kafkas işçi arıları, kendi atalarının aksine olgunlaşmış balı hava boşluklu, beyaz kapaklı olarak sırladılar.
"Bu arada," diye devam ediyor Miloradovich; "Ana ve erkek arıların kalıtımında bakıcı arıların rolünün kabulü, gerekli deneysel kanıtlar olmadan tartışılmaya devam ediyor. Bu tartışmalara yönelik ciddi itirazlardan biri, işçi arıların salgıladığı arı sütünün, kalıtsal bilginin ana taşıyıcısı olarak kabul edilen DNA'yı içermemesidir"…
Ancak yazar, bir mucize gerçekleştiğini belirtiyor: "Gorky Üniversitesi'nde (Rusya), Ekoloji ve Genetik Bölümü öğretim üyeleri ve Biyolojik Bilimler yüksek lisansı sahibi biyokimyacı Vavilov, Hayvan Biyokimyası ve Fizyolojisi Bilimsel Enstitüsü'nün birinci sınıf bir kimya laboratuvarında arı sütünü analiz ediyorlar. Bakıcı arıların taze olarak salgıladıkları arı sütünde, kalıtsal bilginin belirleyicileri olan RNA ve DNA bulunduğunu kanıtladılar.
Aynı yazar, monomerlere parçalanmayan bazı yüksek moleküllü protein maddelerinin, bağırsak duvarları yoluyla kana ve daha sonra ana yumurtalık dokularına nüfuz edebildiğini gösteriyor. Arıların ne kadar tutumlu olduğunu hepimiz biliyoruz. Ayrıca, ana arı, ana arı hücresinden ayrıldıktan sonra (oğul veya ana değiştirme) ana arı hücresinin dibinde başka bir larvayı beslemeye yetecek kadar arı sütü kaldığını da biliyoruz. Ana arı larvasını beslemedeki bu cömertlik, mümkün olduğunca fazla RNA ve DNA iletmek için değil midir?
Stoimir Mladenov (2001), ana arı sütündeki nükleik asitlerin, ribonükleik asit (RNA) (3,9-8,4 mg/g) ve deoksiribonükleik asitin (DNA) (200-333 mg/g), biyolojik anlamda hücre bölünmesi süreci, kalıtsal özelliklerin aktarımı, vücutta proteinlerin biyosentezi ve yaşam için önemli olan diğer birçok süreçle ilgili en önemli bileşiklerden biri olduğunu yazmıştır.
Melnichenko ve Burmistrova, aralarında yaklaşık 350 ana arı ve 1000 erkek arının da bulunduğu binlerce arı üzerinde çalışmalar yürüttüler (araştırma birkaç yıl sürdü). Arılara yabancı bir nektar kaynağı ile beslenmenin, işçi arılar, erkek arılar ve ana arıların karakteristik özelliklerin değişmesine neden olabileceğini ve bu değişikliklerin ikinci, üçüncü ve dördüncü nesillerde de korunduğunu doğruladılar… Böylece kazanılan özelliklerin varisi oldular.
Arı sütü üreten bakıcı arıların özelliklerinin nasıl aktarılabileceği, Dr. Wolf Engels'in (Almanya, Münster'deki Vestfalya Üniversitesi Zooloji Enstitüsü'nden) araştırmasıyla gösterilmiştir. 1971'de Moskova'da düzenlenen Apimondia kongresinde sunduğu verilere göre, "radyoizotopla işaretlenen yiyecek ilk olarak çatallı bezlerin süt salgısında bulundu, ardından bu işaret arı sütüyle beslenen ana arının hemolenfinde (dolaşım sisteminde) belirlendi. Daha sonrasında bu radyoizotop işareti, ana arının bıraktığı yumurtalarda tespit edildi."
Bertrand (1887, Man, 1956) bu konuda kesin bir görüşe sahiptir: "(Genç işçiler) bu iyi niteliklerin yanı sıra eksikliklerini ve TÜM İÇGÜDÜLERİNİ de miras alırlar. Genç arılar, kimse onlara öğretmeden bakıcı olurlar. Sonra balmumu salgılarlar ve bununla, kimse onlara öğretmeden hücreleri inşa ederler."
Kucharski ve arkadaşları, 2008 – ScienceNutritional control of reproductive status in honeybees via DNA methylation (= Bal Arılarında Üremenin, Beslenmeyle DNA Metilasyonu Yoluyla Kontrolü ), adıyla yaptıkları araştırmanın sonuç bildirisi: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/18339900/
—Sonuçlarımız; Arılarda DNA metilasyonunun epigenetik bilgiyi depolamak için kullanıldığını, bu bilginin kullanımının beslenme girdisiyle farklı şekilde değiştirilebileceğini ve epigenetik modifikasyonların esnekliğinin, üreme ve davranışsal durum için büyük sonuçlar doğuran, gelişimsel kaderlerde derin değişimlerin temelini oluşturduğunu göstermektedir.
Jablonka & Lamb, 2014 – Evolution in Four Dimensions (Evrimin Dört Aşaması)adıyla yayınladıkları kitabın 245-246-247 numaralı sayfalarını özetleyecek olursak: İngilizce PDF Kitap
"Biyologlar, genlerde yapılan değişikliklerin gelecek nesilleri etkileyeceğini, tıpkı bir notaya yapılan değişikliklerin müziğin gelecekteki performanslarını etkileyeceği gibi varsayarlar. Alternatif olasılığa ise daha az dikkat ediliyor; o da epigenetik varyantların genetik varyasyonun oluşumunu ve seçilimini etkileyebileceğidir."
"Epigenetik sistemler, genetik sistem üzerinde her iki tür etkiye de sahip olabilir: doğrudan DNA'daki varyasyonların oluşumunu etkileyebilirler veya varyantların seçimini etkileyebilirler veya her ikisini de yapabilirler. İlk olasılığa bakarak başlayacağız: epigenetik sistemler doğrudan genetik varyasyon üretimini etkiler."
"Şimdi bu tabloya önemli bir şey daha eklemeliyiz: epigenetik işaretler sadece gen aktivitesini etkilemekle kalmaz, aynı zamanda bölgenin genetik değişime uğrama olasılığını da etkiler. Mutasyon, rekombinasyon ve sıçrayan genlerin hareketi kromatinin durumundan etkilenir, bu nedenle iki özdeş DNA parçasında genetik değişim olasılığı, farklı kromatin işaretlerine sahip olsalar bile aynı değildir. Genel olarak, DNA'nın daha az yoğunlaşmış ve genlerin aktif olduğu bölgelerde daha sıkışık bölgelere göre daha sık değişmesi muhtemeldir."
Bu kaynakta, Epigenetik etkinin sadece genler üzerinde değil, DNA üzerinde de kalıcı değişimleri zorladığını fark etmişsinizdir.
Tam da bu nokta da oldukça ilginç bir araştırma sonucunu da sizlerle paylaşmak istiyorum;
Yagound et al., 2020 – PNAS Intergenerational transfer of DNA methylation marks in the honey bee
(= Bal arılarında DNA metilasyon işaretlerinin nesiller arası aktarımı ) https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.2017094117
"Bu çalışmada, bal arısında epigenetik işaretlerin (RNA) nesiller boyunca aktarıldığını tespit ettik. Epigenetik işaretler sadece nesiller boyunca değil, aynı zamanda somatik hücre ve germ hattı dokuları arasında da korunmaktadır.
Çalışmamızda babaların (erkek arı) DNA metilasyonu yoluyla epigenetik bilgiyi kızlarına (ana ve işçi arılar) aktarıp aktaramayacaklarını inceledik. Bulgularımız, arılarda DNA metilasyonunun yeniden programlanmasının olmadığını ve dolayısıyla DNA metilasyon işaretlerinin nesiller arasında istikrarlı bir şekilde aktarıldığını ortaya koymuştur. Bu sonuçlar, arılarda epigenetiğin memelilere göre daha büyük bir evrimsel potansiyele sahip olduğunu göstermektedir."
Arıcılıkta epigenetik konusunun ne kadar önemli olduğunu yukarıdaki araştırma sonuçlarından anlamış olduğunuzu umuyorum. Ana arıyı besleyip, yetiştiren bakıcı arılar sadece ana arıyı ve ana arının kızlarının genlerini etkilemekle kalmamakta, ayrıca bu ana arının ürettiği erkek arılara ve bu erkek arıların kızlarına dahi bu etkiyi aktarabilmektedir.
Öncelikle Mustafa Peker İSKAR beyin bu konudaki görüşlerini paylaşayım:
Arılığınızdan seçtiğiniz veya satın alıp damızlık olarak kullanacağınız arılarınızdan ana arı üretmek amacı ile yaptığınız yumurta/larva transferlerini, transferi yaptığınız bu arı ailesine veya bu arı ailesinden aldığınız İŞÇİ ARILARA besletmeniz gerekir. Bu şekilde elde edeceğiniz Ana arılar damızlık olarak seçtiğiniz ana arının genetik özelliklerini/davranış karakterlerini taşırlar ve sürdürürler."
"Diyelim ki, herhangi bir yerden sadece bir damızlık ana arı satın aldınız. Bu ana arıya kendi arılığınızdan işçi arılar kullanarak yeni bir bölme oluşturduğunuzda hemen transfer yapmayın, zira farklı genetikteki işçiler tarafından beslenilen bu ana arı ve yine farklı genetik yapıdaki işçiler tarafından beslenilecek olan bu ana arının yumurtalarından oluşan larvalar, ilk dönemlerde kesinlikle ve kesinlikle bu damızlık olarak kullandığınız ana arının karakteristiğini taşımayacaklardır."
"Ben bu tür uygulamaları şöyle yapıyorum; Sezonda aldığım ana arı kışlıyor, bahara çıkıyor ve sonrasında transfer yapıyorum. Zira, en az 20 yeni ana arı besleyici dadı arı popülasyonu değişimi olmuş oluyor. Hem ana arının farklılaşmış olan genetik yapısı düzeliyor, hem de arı ailesinin genetik yapısı ana arının genetik yapısı ile aynı olmuş oluyor. Konunun özü yazarken çok uzun, ama uygulamada çok kısa ve basittir . Selamlar. Mustafa Peker İSKAR"
Yetiştirilen genç ana arılar, kendi atalarından gelen genetik yapıyı taşımaları yanında, yetiştiği bakıcı kolonilerdeki işçi arıların DNA, RNA parçacıklarını arı sütüyle alır. Arı sütü yoluyla alınan RNA, kendi atalarından gelen gençlere etki eder. Atadan gelen olumlu karakter genlerini bastırıp, susturabilir. Birçok gen arıların yaşam şekli ve davranışıyla bağlantılıdır. Arı sütüyle geçen kalıtsal maddeler, sadece ana arının kendisini değil, yumurtaları aracılığıyla kızlarına (işçi ve ana arılar) da aktarılarak onların davranışlarını da etkiler.
Kaliteli bir ana arı üretiminde (özellikle ıslah ve iyileştirme amaçlı ana arı üretiminde) , eldeki kaliteli ana arı kadar, genç anaları besleyip, yetiştireceğiniz başlatıcı-bitirici kolonilerin de çok büyük bir önemi olduğu ortadadır. Örneğin; uysal bir ırk ana arıdan üreteceğiniz ana arı adaylarını hırçın ve agresif kolonilerde yetiştirirseniz oluşabilecek olumsuz sonuçlara hazırlıklı olmalısınız. Bu konuda çok daha geniş düşünmelisiniz.
Ayrıca, insan beslenmesinde epigenetik etkileşim örneği olarak "Portakal suyunun genlere etkisi" videosunu da seyretmenizi tavsiye ederim. Portakal Suyunun Genlere Etkisi
Майката уникално творение (Ana, Mükemmel Bir Yaratılış) Sayfa 130-131
Kucharski et al., 2008 – ScienceNutritional control of reproductive status in honeybees via DNA methylation
Jablonka & Lamb, 2014 – Evolution in Four Dimensions Sayfa 245-246-247
Kaynak: Pendore Blogu — çeviri/derleme. Hakan Bozkurt