Koku alma duyusu hayvanların yaşamlarını sürdürebilmeleri için son derece önemlidir. Birçok hayvan yön ve besin bulmak, düşmanlarından kaçmak için koku alma duyusunu kullanır. Bizim de içinde bulunduğumuz memeliler alemindeki canlılar koku almak için burunlarını kullanırlar.

Peki ya burunları olmayan hayvanlar nasıl koku alıyorlar? 

Böceklerin memeliler gibi burunları yoktur, ama bu onların koku alamadıkları anlamına gelmez. Böcekler antenlerini veya diğer bazı duyu organlarını kullanarak havadaki kimyasalları algılayabilirler. 2010'da yayınlanan "The Neurobiology of Olfaction" araştırmasıyla da böceklerin kabaca omurgalılarınkine benzeyen bir koku algılama sistemine sahip oldukları ortaya konulmuştur. Bir böceğin keskin koku alma duyusu; eş ve yiyecek bulmasını, avcılardan kaçınmasını ve hatta gruplar halinde toplanılmasını sağlar. Bazı böcekler, yollarını bulmak ve sınırlı kaynaklara sahip bir habitatta kendilerine uygun bir yer aramak için havadaki kimyasalları koklayarak ipuçları elde ederler.

Böcekler koku duyularını birbirleriyle iletişim kurmak için de kullanırlar. Bu amaçla belirli koku sinyalleri üretirler. Bu kimyasallar nasıl davranması gerektiği hakkında böceğin sinir sistemine bilgi gönderir. Ayrıca bitkiler de böceklerin davranışlarına etki eden kimyasal ipuçları yayarlar. Böylesine koku dolu bir ortamda gezinmek için böcekler oldukça gelişmiş bir koku algılama sistemine ihtiyaç duyarlar.

Böcekler Nasıl Koku Alır?

Böcekler, bahsettiğimiz tüm bu kimyasal sinyalleri toplamak için özelleşmiş birkaç duyu organına sahiptir. Böceklerle diğer canlılar arasındaki büyük fark, bu kokuların toplanacağı koku alma reseptörlerinin temelde dışta olup burun gibi bir toplama organının içinde gerçekleşmemesidir. Birçok böcek için bu organ böceğin antenlerinde saklıdır. Bahsettiğimiz koku alma reseptörleri, antenler üzerinde sensilla adı verilen kıl benzeri hücre gruplarının içinde bulunur. Bazı böcek türlerinin ağızında hatta cinsel organında koku sinyallerini toplamak için özelleşmiş bölmeler bulunur. Bu yapılara ulaşan koku molekülleri belirli bir gözenekten içeri girer ve böceğin sinir sisteminde sinyaller oluşturur. Zira kimyasal ipuçlarını toplamak, bir böceğin davranışını yönlendirmek için yeterli değildir. Toplanan kimyasalların böceğin sinir siteminde uygun sinyaller oluşturması gerekir ki böcek buna uygun tepkileri verebilsin. Koku molekülleri, kokunun alındığı organa girdikten sonra bu moleküllerin kimyasal enerjiyi elektrik enerjisine dönüştürmesini ve böceklerin sinir sistemlerinde yorumlanmasını sağlar. Alınan koku sinyallerinin doğasına, miktarına ve zamanlamasına bağlı olarak diğer hücrelerin reaksiyonları uyardığı veya engellediği gözlemlenmiştir. Fakat bu reaksiyon sisteminin nasıl çalıştığı henüz tam olarak anlaşılamamıştır.

Kokunun algılandığı organın yapısındaki özel hücreler koku bağlayıcı proteinler üretir. Bu proteinler kimyasal molekülleri yakalar ve onları belirli yollarla nöron hücre gövdesinin bir uzantısı olan dendrite taşırlar. Böylece kimyasal molekül ve onun reseptörü arasındaki etkileşim, sinir hücresinin zarında elektriksel depolarizasyona neden olur. Bu kutupsal değişiklik, sinir sisteminden böceğin beynine giden ve bir sonraki hareketini bildiren sinirsel dürtüyü tetikler. Böylece böcek kokuyu alır ve kokunun peşine düşer.

Yapılan araştırmalar ile farklı böcek türlerinin farklı sayıda koku reseptörüne ve belirli kokulara uyum sağlayan özel molekül yapılarına sahip olduğu anlaşılmıştır. Her tür reseptörün üretimini genler yönetir. Ne kadar çok gen, o kadar çok reseptör anlamına gelmektedir. Çalışkan böceklerin, farklı kokuları algılayan özel proteinler üretilmesi için dört yüz farklı koku reseptörü oluşturan genlere sahip olması gerektiği ortaya çıkarılmıştır. Bu sayı meyve sineklerinde altmış bir, sivrisineklerde yetmiş dört ila yüz elli sekiz ve bal arısında ise yüz yetmiş dörttür.

Böceklerin koku duyularına dair yapılan bazı ilginç çalışmalardan biri şöyledir. 2008'de Georgetown Üniversitesi'ndeki araştırmacılar, kelebeklerin tırtıl olma anılarını koruduğunu kanıtlamak için kokuların kullanıldığı çalışmalar yürütmüşlerdir. Bu çalışmalarda tırtılları elektrik şokunun eşlik ettiği kötü bir kokuya maruz bırakmışlardır. Tırtıllar bu kötü kokuyu algılayak kokuyu şokla ilişkilendirmiş ve bundan kaçınmak için alandan uzaklaşmışlardır.

Böceklerde koku alma duyusunun şematik gösterimi E. Büyükgüzel, 2006

Bir diğer araştırmada ise nükleer manyetik rezonans (NMR) kullanılarak bir böceğin antenindeki proteinin feromon adı verilen kimyasal sinyalleri nasıl aldığı ve hassas sinir uçlarına iletmek için bu proteinin nasıl şekil değiştirdiği gösterilmiştir. Birçok böcek birbirleriyle iletişim kurmak, yiyecek aramak ve bir eş bulmak için bu feromonlara ihtiyaç duyar. Feromon bağlayıcı proteinler (PBP), antenin dışındaki gözeneklerden feromonları alır ve onları sulu bir tabaka üzerinden salınacakları sinir uçlarına taşır. Araştırmada elde edilen NMR sonuçları, feromon bağlayıcı proteinlerin feromon molekülünü serbest bırakmak için şeklini değiştirdiğini göstermiştir. Ayrıca bu şekil değişikliğinin PBP-feromon kompleksinin sinir uçlarına ulaştığında pH'taki düşüşleri tetiklediği anlaşılmıştır.

Böcekler koku alabilmek için genellikle antenlerini kullanırlar. Böceklerin türüne göre koku duyularındaki gelişmişlikler de çeşitlilik göstermektedir. Böceklerin koku duyularına dair yapılan çalışmalarda birçok soruya cevap alınabilinmiş ve yeni şeyler keşfedebilmiştir. İleriki çalışmalarda böceklerin bazı koku işleme aşamalarına dair yeni bilgiler edinilmesi umulmaktadır.