Gizlenmek ve uyarmak: doğada rengin işlevi

Kısa cevap

Doğada renk iki ters yöne çalışır: kamuflaj hayvanı zeminin içinde kaybettirir, uyarı rengi ise onu olabildiğince görünür kılar. Zehirli ya da tadı kötü bir hayvan için parlak renkli olmak mantıklıdır, çünkü avcı bir kez kötü deneyim yaşadıktan sonra o göze çarpan rengi kolayca hatırlar ve bir daha saldırmaz; saklanmaya çalışan zehirli bir hayvan ise yanlışlıkla ısırılıp yine ölebilir. Bu dil başkaları tarafından da kullanılır: zararsız türler zehirlileri taklit eder, zehirli türler birbirine benzeyerek avcının öğrenme bedelini paylaşır.

Gizlenmek: kamuflaj

Bir hayvanın rengi, onu görecek gözle ve arkasındaki zeminle birlikte işler. Zemine benzeyen bir renk ya da deseni bozan lekeler, hayvanın dış çizgisini zeminde eritir.

Bazı hayvanlar kamuflajlarını anında değiştirir. Mürekkep balığı ve öbür kafadanbacaklılar derilerindeki pigment hücrelerini kaslarla açıp kapayarak birkaç saniyede başka bir desene geçer.

Bukalemunun renk değiştirmesi ise uzun süre benzer bir pigment düzeniyle açıklandı. Teyssier ve arkadaşları 2015'te panter bukalemunlarında rengin, derideki guanin nanokristallerinden oluşan bir kafesin aralığı etkin olarak ayarlanarak değiştiğini gösterdi; yani burada renk pigmentten değil yapıdan gelir. Yapısal rengin fiziği MA-08'in konusudur.

Uyarmak: aposematizm

Bazı hayvanlar tam tersini yapar. Zehirli bir kurbağa, acı bir tırtıl ya da iğneli bir böcek, göze batan kırmızı, sarı, turuncu ve siyah desenlerle dolaşır.

Kartın sorusu burada cevaplanır: zehirli bir hayvan için parlak renkli olmak neden mantıklıdır? Çünkü zehir tek başına bireyi korumaz; avcı zehri ancak ısırdıktan sonra fark eder. Hayvan saklanırsa avcı onu her seferinde yeni bir av sanar ve saldırır. Göze çarpan bir işaret ise avcıya çabuk öğretilir ve hatırlanır: bir kez kötü bir deneyim yaşayan avcı, aynı deseni bir daha gördüğünde uzak durur.

Taklit: sahte ve ortak uyarılar

Bir dil kurulduğunda, onu kullanan başkaları da çıkar. Henry Walter Bates, 1862'de Amazon kelebekleri üzerine yazdığı çalışmada, zararsız türlerin zehirli türlere benzeyerek korunduğunu ileri sürdü.

Fritz Müller ise 1879'da başka bir durumu açıkladı: iki zehirli tür de birbirine benzeyebilir. Sherratt'ın derlemesine göre Müller'in fikri, avcıların her uyarı tipini öğrenirken belirli sayıda av öldürdüğü, bu yüzden birbirine benzeyen zehirli türlerin bu kaybı paylaşarak kazançlı çıktığıydı.

Göz almak: cinsel seçilim

Renk yalnız avcılara değil, eş adaylarına da seslenir. Tavus kuşunun kuyruğu bunun en ünlü örneğidir.

Ama ünlü örnek de tartışmalıdır. Petrie, Halliday ve Sanders 1991'de yayımladıkları çalışmaya «Dişi tavuslar gösterişli kuyruklu erkekleri tercih eder» başlığını koydu. Takahashi ve arkadaşları 2008'de kendi çalışmalarını «Dişi tavuslar daha gösterişli kuyruklu erkekleri tercih etmez» başlığıyla yayımladı; aynı yıl Loyau, Petrie ve arkadaşları «Dişi tavuslar gerçekten tercih etmiyor mu?» başlıklı bir yanıt yazdı. Rengin eş seçimindeki rolü, tavus kuşunda bile hâlâ ölçülmeye çalışılır.

Örnek — yaprakların önünde uyarı renkleri

Uyarı renklerinin neden kırmızı, sarı ve siyah gibi renklerden kurulduğunu ölçülmüş bir referansla sınayalım. 24 yamalı ColorChecker renk kontrol kartının «yaprak» (foliage) yamasını, colour-science kütüphanesindeki Kasım 2014 sonrası ölçüm değerleriyle zemin aldık ve aynı karttaki kırmızı, sarı ve siyah yamaların ondan ne kadar ayrıldığını hesapladık. Sonra aynı karşılaştırmayı, insandaki kırmızı–yeşil renk görme eksikliğini taklit eden bir modelle tekrarladık.

Kırmızı yama yapraktan yalnız tonuyla ayrılır: ikisinin ışıklılığı neredeyse aynıdır. Üç renkli bir gözde fark büyüktür, ama kırmızı–yeşil ayrımı yapamayan bir gözde 5,6'ya iner ve kırmızı neredeyse yaprağa karışır. Sarı ve siyah ise açıklık farkı da taşıdığı için iki gözde de belirgin kalır. Avcılar farklı gözlere sahiptir; DO-01'de kuşların dört koniyle, birçok memelinin iki koniyle gördüğünü görmüştük. Kırmızıyı siyah bantlarla ya da sarıyla birleştiren bir desen, bu modelde farklı gözler için okunur kalır. Hesap bir modeldir; gerçek hayvanların görme sistemini değil, ilkeyi gösterir.

Aynı hesap dört ten için de yapılabilir. Yaprak yamasının önünde en açık ten 3,65, en koyu ten 2,21 ışıklılık oranıyla ayrılırken orta koyu 8D5524'ün oranı yalnız 1,07'dir ve bu ten yapraktan neredeyse yalnız tonuyla, ΔE00 26,0 farkla ayrılır. Yeşil bir zeminin önünde çekilen bir fotoğrafta bu yüzün okunurluğu, kırmızı yama gibi, tona bağlıdır.

Sık yapılan yanlış

Özet

1. Kamuflaj hayvanı zeminde kaybettirir; mürekkep balığı kaslarla denetlenen kromatoforlarla, bukalemun derisindeki nanokristal kafesle rengini değiştirir.
2. Zehirli bir hayvan için parlak renk mantıklıdır, çünkü avcı göze çarpan işareti kötü deneyimle birlikte öğrenir ve kaçınır; Bates taklidinde zararsız türler bu işareti ödünç alır, Müller taklidinde zehirli türler avcının öğrenme bedelini paylaşır.
3. Tavus kuşunda cinsel seçilimin gücü hâlâ tartışılır. Modelde kırmızı yama yapraktan yalnız tonuyla ayrılır ve kırmızı–yeşil eksik bir gözde neredeyse kaybolur; sarı ve siyah açıklık farkıyla okunur kalır.

Kendini sına

1. (Kolay) Aposematizm nedir?
2. (Kolay) Bates taklidi ile Müller taklidi arasındaki fark nedir?
3. (Orta) Zehirli bir hayvan için parlak renkli olmak neden mantıklıdır?
4. (Orta) Mürekkep balığı ile panter bukalemunu rengini hangi farklı yollarla değiştirir?
5. (Zor) Modelde kırmızı yama kırmızı–yeşil eksik bir gözde neden neredeyse kaybolur ve bu bir uyarı deseni için ne anlama gelir?
6. (Zor) Tavus kuşu örneği, cinsel seçilim hakkında kesin konuşmanın neden zor olduğunu nasıl gösterir?

Cevaplar

1. Tehlikeli, zehirli ya da tadı kötü bir hayvanın bu özelliğini avcılara göze çarpan bir renk ya da desenle duyurmasıdır. Bkz. "Uyarmak: aposematizm".
2. Bates taklidinde zararsız bir tür zehirli bir türün uyarı rengini taklit eder; Müller taklidinde iki ya da daha fazla zehirli tür birbirine benzer ve avcının öğrenme sırasında yol açtığı kaybı paylaşır. Bkz. "Taklit: sahte ve ortak uyarılar".
3. Çünkü avcı zehri ancak saldırdıktan sonra fark eder; saklanan bir hayvan her seferinde yeni bir av sanılır, göze çarpan bir işaret ise kötü deneyimle birlikte çabuk öğrenilir ve hatırlanır, böylece avcı sonraki karşılaşmalarda uzak durur. Bkz. "Uyarmak: aposematizm".
4. Mürekkep balığı, her biri sinirlerle denetlenen kaslarla genişletilip daraltılan pigment hücrelerini, yani kromatoforları kullanır; panter bukalemunu ise derisindeki guanin nanokristal kafesinin aralığını ayarlayarak yapısal olarak renk değiştirir. Bkz. "Gizlenmek: kamuflaj".
5. Çünkü kırmızı yama yapraktan yalnız tonuyla ayrılır, ışıklılıkları neredeyse aynıdır; kırmızı–yeşil ayrımı yapamayan göz tonu göremeyince fark 43,6'dan 5,6'ya iner. Kırmızıyı siyah ya da sarıyla, yani açıklık farkı taşıyan renklerle birleştiren bir desen, bu modelde farklı gözler için okunur kalır. Bkz. "Örnek".
6. Çünkü aynı soru üzerine yayımlanan çalışmalar ters sonuçlara ulaştı: 1991'de dişilerin gösterişli kuyrukları tercih ettiği, 2008'de etmediği bildirildi ve buna yanıt yazıldı. Bkz. "Göz almak: cinsel seçilim".

Kaynaklar

• Stevens, M. ve Ruxton, G. D., «Linking the evolution and form of warning coloration in nature», Proceedings of the Royal Society B 279(1728): 417–426, 2012.
• Bates, H. W., «Contributions to an insect fauna of the Amazon valley. Lepidoptera: Heliconidae», Transactions of the Linnean Society of London 23(3): 495–566, 1862.
• Sherratt, T. N., «The evolution of Müllerian mimicry», Naturwissenschaften 95(8): 681–695, 2008.
• Reiter, S. ve arkadaşları, «Elucidating the control and development of skin patterning in cuttlefish», Nature 562(7727): 361–366, 2018.
• Teyssier, J., Saenko, S. V., van der Marel, D. ve Milinkovitch, M. C., «Photonic crystals cause active colour change in chameleons», Nature Communications 6: 6368, 2015.
• Petrie, M., Halliday, T. ve Sanders, C., «Peahens prefer peacocks with elaborate trains», Animal Behaviour 41(2): 323–331, 1991.
• Takahashi, M., Arita, H., Hiraiwa-Hasegawa, M. ve Hasegawa, T., «Peahens do not prefer peacocks with more elaborate trains», Animal Behaviour 75(4): 1209–1219, 2008.
• Loyau, A., Petrie, M., Saint Jalme, M. ve Sorci, G., «Do peahens not prefer peacocks with more elaborate trains?», Animal Behaviour 76(5): e5–e9, 2008.

Sonraki adım

DO-04 hayvanlardan bitkilere geçiyor: klorofil a ve b'nin soğurma tayfını, fotosentezde ışığın nasıl kullanıldığını ve bitkilerin neden bütün ışığı soğurup siyah görünmediğine dair hipotezleri anlatıyor ve yeşil yaprağın yeşil ışığı kullanıp kullanmadığını soruyor. Hayvanların farklı gözlerini DO-01, yapısal rengin fiziğini MA-08 anlatır.