Zırhlı Böcekler

Prof.Dr. Arif OSMANLI

Böcekler, eklem bacaklılar (Arthropoda) şubesinde yer almasına rağmen,
üç çift bacağa sahip olmaları sayesinde diğer eklem bacaklılardan
ayrılır. Bu şubede yer alan çıyan ve kırkayakların vücutlarının bütün
halkalarında bacak bulunur. Örümcek, akrep ve keneler ise, dört çift
bacağa sahiptir. Kabukluların bacak sayısı türlere göre değişmekle
beraber, bunlarda en az beş çift bacak bulunur. Günümüzde bir milyon
civarında böcek türü bilinmektedir. Bu sayı, hayvan türlerinin yaklaşık
% 80’ini teşkil eder. Böcekler, fert sayısı bakımından dünyanın en
kalabalık canlılarıdır. Bazı karınca türlerinin 20 milyon ferdinin bir
yuvada yaşadığı bilinmektedir. Eğer böcek miktarını insan sayısıyla
kıyaslarsak, her insana 1018 adet böceğin düşeceği tahmin edilmektedir.





Böceklerin bu kadar çok tür ve ferde sahip olmalarına vesile olan
hususların başında, zırh şeklinde bir dış iskeletle donatılmış olmaları
gelir. Dış iskelet; böceklerin ve diğer eklem bacaklıların dış
yüzeyinin tamamını kaplar ve vücut duvarı (integüment) olarak
isimlendirilir. Vücut duvarı; kütikula, üst deri ve bazal zar olmak
üzere üç tabakadan inşa edilmiştir (Şekil 1). Vücut duvarı, iç
organların dış tesirlerden korunmasına vesile olur ve kasların bağlantı
noktalarını teşkil eder. Vücut duvarı aynı zamanda, vücudun su kaybının
büyük ölçüde önlenmesinde rol alır, canlı veya cansız yabancı
maddelerin böcek vücuduna girişine engel olur ve böceklerin renklerini
oluşturan renk (pigment) maddelerini ihtiva eder.

Vücut duvarı, tekdüze (üniform) bir yapıda değildir; hem canlı, hem de
cansız tabakalar ihtiva eder. Bu tabakalar, böceğin ihtiyacına göre
vücudun değişik yerlerinde farklı hususiyetlerde yaratılmıştır. Meselâ
birçok ısırıcı-çiğneyici böcekte üst çeneler, ince yumuşak metalleri
kemirip delebilecek kadar sertleşmiştir. Vücut duvarı, kasların
bağlandığı bölgelerde de oldukça kalın ve sert, eklem yerlerinde ise
yumuşak ve esnektir. Bu sayede kas kasılması ile vücut duvarının
zedelenmesi engellendiği gibi, eklem hareketleri de kolayca yapılabilir.

Diğer birçok canlıya göre böcekler daha dayanıklı ve güçlü
yaratılmıştır. Buna vesile olan husus, vücudu saran dış iskeletin
silindir veya kürevî yapısıdır. Boru şeklindeki bir çubuk, aynı enine
kesite sahip içi dolu bir çubuktan yaklaşık üç kat daha kuvvetlidir.
Aynı ağırlık ve boya sahip çubuklardan içi boş olan, doluya göre daha
mukavemetlidir. Fark sadece içi boş olanın, çap ve yüzey olarak daha
fazla olmasıdır. Meselâ yüksek gerilim hatlarını taşıyan çelik elektrik
direkleri, aynı miktarda demir kullanılarak içi dolu şekilde
yapılsaydı, elektrik hatlarını taşıyamazdı. Buna mühendislikte yüzey
destek yapısı denmektedir. Bir böcek metrelerce yukarıdan düşse veya
hızla bir yere çarpsa da, sağlam vücut duvarı sayesinde çoğu zaman
zarar görmez. Bu yönüyle böcekler, insan gibi iç iskelete sahip birçok
canlıdan daha fazla avantaja sahiptir.



Madem dış iskelet bu kadar avantajlı, o zaman niçin insan ve diğer
birçok canlının dış iskelete sahip olmadığı hususu akla gelebilir.
Vücudu saran böyle silindirik bir dış iskeletin mukavemeti, kendi
kesiti ile doğru, vücudun enine kesiti ile ters orantılıdır. Bu sebeple
böcek gibi küçük organizmalarda vücut böyle bir kabukla (dış iskelet)
kaplanmaya daha müsaittir. Daha büyük organizmalarda vücudun enine
kesiti büyük olduğundan böyle bir dış iskeletin yeterli mukavemeti
sağlayabilmesi için, çok kalın olması gerekecekti. Ayrıca canlı
büyüdükçe böyle bir iskeletin ağırlığı hem vücut ağırlığına nispetle
artacak, hem de canlının hareket kabiliyetini oldukça kısıtlayacaktı.
Neticede canlı, iskeleti taşıyabilmek için çok fazla güç harcamak
zorunda kalacaktı. Meselâ fil, dış iskelete sahip olsaydı, kendi
ağırlığının çok büyük kısmını meydana getiren ağır bir evi sırtında
taşıyan dev kaplumbağa benzeri bir canlıya dönüşecekti. Küçük bir
böcek, ağırlığına göre hafif bir vücut duvarı taşırken, büyük bir canlı
kendi ağırlığından fazla vücut duvarına sahip olmak zorunda
kalabilecekti. Büyük canlılarda dış iskelet yerine iç iskelet olması,
bu fazlalığı ortadan kaldırmakta, meselâ 70 kg ağırlığındaki bir
insanda 7 kg kemikten oluşan iç iskelet vücudu taşıyabilmektedir.
Böceklere dış iskelet, büyük canlılara da iç iskelet veren Sâni-i Hakîm
her canlıyı en uygun yapıda yaratmıştır.

Böceklerin dış iskelete, büyük canlıların iç iskelete sahip olmaları
evrim inancının temelsiz olduğunu gösteren en önemli delillerden sadece
biridir. Sözde evrim macerasında küçük canlılardaki dış iskelet, nasıl
oldu da büyük canlılarda iç iskelete dönüştü? Evrim olsaydı büyük
canlılarda da hantal ve ağır dış iskelet olması gerekmez miydi? Böyle
bir sözde değişme tesadüfen veya akılsız şuursuz atomların, protein
moleküllerinin marifetiyle ortaya çıkar mıydı?

Bu küçük canlıları dış iskeletle donatan Sâni-i Hakîm, bu dış iskeletin
yapısını ince mühendislikhesaplarıyla süsleyerek mükemmel bir sanat
eseri yaratmıştır. En içte canlı bir tabakadan yaratılan bazal zar,
mukopolisakkarit yapısında ve 0,5 mikron kalınlığındadır. Bu zarın
üzerini tamamen örten tek sıra hâlinde dizilmiş üst deri tabakası
vardır. Bazal zar, vücut duvarı ile vücut boşluğu arasında örtü
şeklinde bir sınır meydana getirir. Üst deri ise, vücut duvarının dış
kısmını teşkil eden cansız kütikula tabakasının inşasında rol alan
salgıların üretildiği yerdir. Bu yönüyle böceklerin vücut duvarını
parmaklarımızın uç kısmını kaplayan tırnaklarımıza benzetebiliriz.

Kütikula tabakasının yapısında birçok sanat sergilenmektedir. Kütikula
iki tabakadan yaratılmaktadır. Bunlardan dışta olana üst kütikula,
alttakine ise ön kütikula adı verilir. Ön kütikula; dış kütikula ve iç
kütikula olarak ikiye ayrılır. Kalınlığı 200 mikrona kadar ulaşan ön
kütikula, üst deriye salgılatılan kitin ve proteinlerden yapılmış
cansız bir tabakadır. Bu tabaka, bir kitabın sayfaları gibi üst üste
binen yüzlerce lamelden meydana geldiği için çok sağlamdır. Bu
lamellerin yapısı da oldukça ilginçtir. Her lamel, birbirine paralel
uzanan kitin moleküllerinin teşkil ettiği çok ince liflerin
(mikrofiberler) proteinler içerisine gömülmesiyle meydana gelmiştir.
Üst üste yer alan her bir lameldeki lifler bir öncekine göre belli bir
açı yapacak şekilde dönerek sıralanmıştır (Şekil 2). Bu şekildeki
kütikula üst üste binen yüzlerce lamele sahip bir kontrplâk yapısına
benzer. Kütikulanın bu şekilde lamellerden yapılması ve her bir lamelin
de farklı yönde uzanan liflerden oluşması, mukavemetini ve esnekliğini
en üst seviyeye çıkarmaktadır. Eğer lamellerdeki liflerin hepsi aynı
doğrultuda yerleştirilseydi, kütikula bu yönde ortaya çıkacak
gerilmelere karşı yüksek derecede dirençli olurken, buna dik yönde
gelecek bir gerilme neticesi kolayca yırtılarak zarar görecekti.
Hücrelerden salgılatılan cansız kitin ve proteinlerin belli bir intizam
içinde değişik yönlerde mükemmel bir şekilde dizilmesi, tesadüfen veya
kendi kendine olabilir mi?

Kitin, kimyevî yapısında azot bulunan bir polisakkarittir
((C8H13NO5)n). Protein ve kitin molekülleri arasında kovalent bağlar
(elektronların ortaklaşa kullanıldığı bağlar) bulunur. Böylece
glikoprotein bileşikleri inşa edilir. Kitin, prokütikulanın kuru
ağırlığının % 25-60’ını teşkil eder.

Dış kütikuladaki protein molekülleri birbirine kinon molekülü
vasıtasıyla bağlanır ve bu şekilde kütikula sertleştirilir. Böceğin
kanat tabanı gibi esneklik gerektiren bölgelerinde, resilin adı verilen
lâstik benzeri bir protein bulunur. Buralarda kütikula yay şeklinde
harekete mârûz kalmaktadır. Resilin proteini gerildiğinde enerji depo
eder, gerilim ortadan kalktığında da bu enerjiyi kullanarak tekrar
orijinal şekline döner. Bu proteine verilen müthiş gerilme ve esneme
kabiliyeti, pire ve çekirge gibi böceklerin olağanüstü sıçramalarındaki
en önemli faktördür. İç kütikuladaki proteinler fazla miktarda su itici
(hidrofobik) aminoasit ihtiva ettiğinden ve protein molekülleri
birbirleriyle zayıf yan bağlarla bağlandığından yumuşak ve esnektir. Bu
sebeple vücut duvarının eklem yerleri gibi esneklik gerektiren
kısımlarında dış kütikula ya çok incedir veya bulunmaz. Böylece,
vücudunu saran kütikula böceği dış tesirlerden koruyabilecek kadar sert
ve kuvvetli, aynı zamanda hareketini engellemeyecek kadar da esnektir.

Üst kütikula, üst deri hücreleriyle hususi salgı hücrelerine
salgılatılan maddelerin karışımından teşkil edilmiştir; ancak bunun
yapısında kitin bulunmaz. Kalınlığı 1–4 mikron arasında değişir ve dört
tabakadan müteşekkildir. Ancak, böceğin yaşadığı çevreye uyumlu olarak
bazı böceklerde veya böceğin bazı kısımlarında bu tabakalardan biri
veya birkaçı bulunmayabilir. Dıştan içe doğru bunlar; cila, mum,
polifenol ve kütikülin tabakaları olarak sıralanmıştır. Cila tabakası
oldukça sert ve kuvvetli bir yapıdadır. Vücut duvarının en dış sathını
teşkil eder. Mum tabakası uzun zincirli hidrokarbonlar ve yağ
asitlerinden yapılmıştır. Mum molekülleri altta kütiküline tek sıra
hâlinde sıkı bir şekilde bağlanmıştır. Bu moleküllerin polar olmayan
(suyu itici) grupları, dışa doğru yönelmiştir. Oldukça düzgün
sıralanmış ve dikey eksene yaklaşık 25°’lik bir açı oluşturacak şekilde
polar gruplar ile kütikülin tabakasına sıkıca bağlanmıştır. Bu tabaka
bu şekilde bir açıyla dizildiği için moleküller arasındaki boşluklar en
aza indirilmiş ve böylece su kaybına karşı çok dirençli bir hâle
getirilmiştir. Eğer moleküller dik olarak dizilseydi, aralarında daha
fazla boşluk kalacağından su kaybı daha fazla olacaktı (Şekil 3). Bu
vesileyle böcekler, diğer canlıların yaşamakta güçlük çektiği aşırı
sıcak ve kurak alanlarda kolayca yaşayabilir.

Kaynak
- Gillott, C., 2005. Entomology, Third Edition. Springer, P.O. Box 17, 3300 AA Dordrecht, The Netherlands.