Hassas Bitkiler

Hasan Deniz

Bir an toprağa kök salan bitki olduğunuzu hayal edin. Gözsüz, kulaksız, dilsiz hattâ burunsuz hayatta kalmak ve büyüyebilmek için gerekli işleri nasıl yapacaksınız? Sizin için hayatî önem taşıyan güneş alan uygun bir yeri nasıl tespit edeceksiniz? Büyümeniz için gerekli besin elemanlarını toprakta nasıl bulacaksınız? Mevsimlere göre davranışlarınızı nasıl ayarlayacak, ne zaman çiçek açıp meyveye duracaksınız? Tehlikeler hakkında ne düşünüyorsunuz? Eğer bir tırtıl sizi yemeye çalışıyor ise ne yapabilirsiniz?

Hayatta kalabilen başarılı bir bitki olabilmek için nelere ihtiyacınız olduğu bellidir. Bütün bu özellikler size statünüzün, paranızın ve zengin aile dostlarınızın olmasına bakılmaksızın Rahmeti Sonsuz tarafından bahşedilmiştir. Bitki de olsanız, beş temel duyunuz yoksa hayatta kalamazsınız. Son zamanlarda yapılan çalışmalarla çoğu bitkinin görebildiği, tadabildiği, koklayabildiği, dokunabildiği hattâ işitebildiği ortaya konmuştur. Görme: Bitkilerin gözleri olmayabilir. Fakat ışık enerjisi paketleri olan fotonları yakalayan ışığa hassas bileşiklere bağlanan proteinlere sahiptirler. Bitkiler ışığa karşı çok hassastırlar. Bizim göremediğimiz dalga boylarını görebilirler. Bitkiler hayatta kalmak ve büyümelerini devam ettirebilmek için; ışığın şiddeti, dalga boyu, yönü ve süresi ile ilgili özellikleri hakkında bilgi sahibi olmak zorundadır. Bitkiler her sabah günün ilk ışıkları ile beraber uyanırlar ve iş başı (fotosentez) yaparlar.

Bitkilerde ışıkla ilgili ve vazifeli iki protein grubu vardır. Bunlar Phytochromlar ve Cryptochromlardır. Beş adet Phytochrom 600-750 nm arasında spektrumun sonundaki kırmızı ışığa cevap verir. Phytochromlar bitkinin ışığın dalga boyunu fark etmesini sağlar. Cryptochrom I ve II. 500 nm civarındaki görünen mavi-yeşil ışık ile 320 nm civarındaki ultraviyole A'ya kadar olan ışık tarafından uyarılır. Cryptochrom I ve II bitkinin gece olup olmadığını, günün uzunluğunu. ışığın şiddetini ve hangi yönden geldiğini bulmasına yardım eder.

Phytochrome A'nın. tohumların çimlenmesinde ve çimlendikten sonra bitkinin fotosentez yapmaya başlamasında anahtar rol oynadığı bulundu. Çimlenme sırasında öncelikle yeni bitkinin gövdesi, dış dünya ile temas ederek, kotiledon olarak bilinen bebek yapraklar açılmaya başlar. Toprak, alt yüzünden delinirken açık sarı olan kotiledonlar hızlı bir şekilde ışık alarak fotosentez yaparlar. Bilim adamları Phytochrome A geninin, fotosentezi başlatan gen olduğunu söylüyor.

Phytochrome B ise bitkilerin rakip bitkilerce gölgelenmekten korunmalarına yardım eder. O bu görevini bitkilerin fotosentez için ihtiyaç duyduğu kırmızı ışığa yakın dalga boylarını değerlendirerek yapar.

Keşfedilişleri henüz yeni sayılabilecek olan Cryptochromlar, pigmentlerin büyük bir kısmının sentezi ve pek çok genin kontrolünden sorumlu olan Chalcone Synthase adlı enzimi aktive ederek gösterirler. 1998 yılının başlarında Cryptochrome ll'nin gün uzunluğunu ölçmede rol oynadığı ve bitkinin yaprak ve dal büyümesini durdurarak, çiçek açmaya başlaması için bilgi verdiği bulundu.

Ultraviole B'nin Chalcone Synthase üzerindeki etkilen sayesinde, Ultraviole B'nin quercitin ve kampferol adlı renksiz pigmentleri üreten cryptochromlar ile ilgili olmayan "blue end" adlı iki geni aktive ettiği bulundu. Bu pigmentler çok kısa dalga boylu ve zararlı bir ışık olan Ultraviole B'yi emerler. Böylece bitkiler kendi güneş kremlerini kendileri sentez ederler.

Tatma: Bitkiler her ne kadar kendi besinini kendisi yapan (ototrof) canlılar olsalar da büyüyebilmeleri ve hayatî fonksiyonlarını devam ettirebilmeleri için topraktan bazı mineral ve maddeleri almak zorundadırlar. Bitkilerin bu mineralleri ve maddeleri tadabilmeleri, bu maddelerin nerede olduğu hakkında bitkiye bir fikir verir. Arabidopsis thaliana'da (tere otu) köklerin toprağı tadarak hayatî öneme sahip nitratların ve amonyum tuzlarının en fazla nerede olduğunu bulmasını sağlayan bir gen keşfedildi. Bilim adamları bitki köklerinin bu gen sayesinde besin maddelerinin az olduğu yerden ziyade çok olduğu yere doğru hareket ettiğini söylüyor. Böylece bitki enerji ve besin maddesi tasarrufu yapmış olur. Nitratları ve amonyum tuzlarını bulmak için İş gören bu gen ANR1 olarak adlandırılmıştır.

Son yapılan çalışmalarda kök yüzeyinde mantar gibi mikroorganizmalar tarafından üretilen ATP'nin tadını alan apyraese ismi verilen bir enzim keşfedildi. ATP bütün canlılarda bulunan kısa vadeli bir enerji rezervidir. Apyrease enzimi, bitkinin ATP'yi almasını ve ATP'nin emildikten sonra fosfatlı besinlere dönüştürülmesini sağlar.

Kötü sihirli güçlere sahip yabanî bitkiler olduğuna inanılan Striga bitkileri toprak altında avı olan diğer bir bitkinin köklerini yakalayıncaya kadar peşini bırakmaz. Onun köklerini delip içindeki su ve mineralleri alır. Bu bitkiler Afrika ve Asya'daki ekilebilen tüm arazinin % 40'ına büyük zarar verirler. Bu bitkiler, zarar verdiği diğer bitkinin köklerinden çıkan gelişme bileşiklerini kullanarak, onları bulur ve emerek kurutur.

Tat alma duyusu saldırının yanı sıra müdafaaya yönelik olarak da kullanılabilir. Yaprak güveleri ilkbaharda, tırtıl olarak yumurtadan çıkar ve hemen yapraklarla beslenmeye başlar. Bazı bitkiler tırtıl salyalarının tadını alarak, tırtılların üzerlerinde yürüdüğünü anlayabiliyor. Bu sayede bitkiler tırtıl istilasına cevap verebilirler. Geçen yıl yapılan bir araştırma; pancar, pamuk ve mısır yapraklarının pancar güveleri (Spodoptera exigua)'ne karşı uyarılarak onlardan gelen saldırılara cevap verebileceğini göstermektedir. Eğer yapraklar böcek salyasında bulunan, volicitin adlı maddeye duyarlı ise hava akımı ile yayılan, dişi parazitik eşek arıları (Cotesia marginiventris)'nı çeken indoller ve terpenler olarak bilinen volatile bileşiklerini salgılarlar. Bu parazitik eşek arıları, açıldıklarında tırtılların ölümüne sebep olan yumurtalarını, tırtılların içine bırakır.

Bitki tırtıl salyasını tattığında zaten işgal hâlindedir. Eğer saldırı meydana gelmeden evvel bitkinin bu terpenler ve indolleri salgılaması sağlanırsa istilâ önlenebilir. Burada ilk istilâya uğrayan bitkiler kendilerinin değilse bile diğer arkadaşlarının istilâya uğramalarını terpenler ve indolleri salgılayarak engellemiş olurlar.

Sibernetik alanında yapılan çalışmalar bitkilerin kendi aralarında haberleştiği gerçeğini ortaya koyuyordu. Fakat bir bitkinin kendi salgıladığı bileşikler sayesinde bir eşek arısını imdadına çağırması, Rahmeti Sonsuz'un kudret eli ile kurduğu ekolojik dengenin ne kadar hassas olduğunu bir kez daha gözler önüne sermektedir.

Koklama: 1990 yılında yapılan bir araştırmada, domates bitkisi yapraklarında, metil jasmonate adlı bir madde ile boyanması ile aktive edilebilen, savunma genleri keşfedildi. Aynı koruyucu genler boyanmamış kontrol bitkilerinde de bulundu.

Bu çalışmada bitki ne zaman yaralansa bu yaradan metil jasmonete yayıldığı ve komşu bitkilerin bu sinyali koklayarak yaklaşan tehlikeye karşı kimyevî maddeler üreterek tedbir aldığı gösterildi. Salatalık bitkisinin yaprak ve köklerine herhangi bir şekilde zarar verildiğinde bu bitkinin meyvesinin acılaşması yukarıda anlatılan olaya verebileceğimiz çoğu kişinin şahit olduğu bir örnektir.

Yapılan başka bir çalışma sonucu, komşu bitkilerin koklayabileceği bir başka yaralanma sinyali keşfedildi. Fakat bu sinyalin hangi maddeden ibaret olduğu, patent alınana kadar ve araştırma sonuçları yayınlanana kadar saklı tutuluyor. Bu araştırmada bakla (Vicia faba) bitkisi bu sinyal bileşiğine maruz bırakıldığında yaprak bitlerine 'Aphidler) karşı koruyucu olan volatile bileşiklerini salgılamaya başlar. Beklenen herhangi bir yaprak biti saldırısından evvel, bitkiler bu sinyal maddesine maruz bırakılırsa saldırıdan korunabileceklerdir.

Yine son yapılan araştırmalara göre bitkilerin sigara dumanını koklayabildiği öne sürülmektedir. Araştırmacılar sigaradaki zararlı bileşiklerin, ekilen tohumların çimlenmesini tetiklediğinden şüpheleniyor. Araştırmalar kıvırcık salata, kereviz ve kolza tohumlarının, sigara bileşikleri bakımından doygun suya konulduğunda karanlıkta çimlenebildiğini gösteriyor.

Bu usul geliştirilirse, faydalı bitkiler ekilmeden, zararlı bitki tohumları hemen çimlendirilebilir ve daha sonra herbisidler (zararlı otlara karşı ilâçlar) ve sürme yolu ile ortadan kaldırılabilir. Zararlı bitkiler temizlendikten sonra da asıl bitkiler ekilebilir. Araştırmacılar çalışmaların daha da derinleştirilmesi ile bu bitkilerin verdiği zararın önlenebileceğine inanıyorlar.

Dokunma: Mimoza bitkisi (Mimosa pudica) en küçük bir dokunmada ince yapraklarını aşağı doğru eğmesi ile ünlü iken. venüs kapanı (Dionea muscipula) isimli bitki kendinden hiç şüphelenmeyen bir böceği aniden yakalayabilir. Fasulye ve bezelye gibi tırmanıcı bitkiler tendril adlı ince köklerini katı desteğin etrafına sarabilen iyi bir dokunma duyusuna sahiptirler. Bilim adamları bu bitkilerin diğer bitkilerin de sahip olduğu dokunma duyusunun güçlendirilmiş ve geliştirilmiş bir şekline sahip olduğunun farkına yeni vardığımızı söylüyor.

Normal bir bitkinin yaprakları kendisine önemli bir miktarda zarar veren rüzgâra karşı cevap verebilen bir dokunma duyusuna sahiptir. Bilim adamları, bitkilerin rüzgârda sallanmaktan hoşlanmadığını ve dokularını güçlendirerek rüzgâra karşı direnmeye çalıştıklarını söylüyor. Bu işlem için bitki belli bir miktar enerji harcar ve bu da çiftçilerin zararınadır. Yapılan bir deney her gün 30 sn sallanan mısır bitkilerinin sallanmayan mısırlara göre % 30-40 oranında daha az ürün verdiğini göstermektedir. Buradan çiftçiler bitkileri açık ve rüzgâr gören bir alan yerine serada veya esinti olmayan bir alanda yetiştirirlerse daha fazla ürün elde ederler sonucuna varılmaktadır,

Araştırmacılar dokunma sinyalinin güçlendirilmiş dokuların meydana gelmesinde nasıl bir role sahip olduğunu öğrenmek istiyor. Şu andaki araştırmaların çoğu kalsiyum iyonları üzerine yoğunlaşmıştır. Bitki, dokunma sinyali ile uyarıldığında, kalsiyum iyonları vakuol içinden sitoplazmaya akar. Araştırmacılar kalsiyuma hassas protein yapımı için şifre veren genleri deniz anasında izole ederek bitkilere aktardı. Kalsiyuma hassas olan aequorin adlı protein kalsiyum iyonlarını yakaladığında kızıl parıltılı bir ışık verir. Kalsiyum akışı bitkiye dokunulduktan hemen sonra parlaklaşır. Ölçülebildiği kadarı ile bu olay saniyenin onda biri kadar bir zamanda gerçekleşir. Bu reaksiyon bitkilerde şu ana kadar ölçülmüş en hızlı tepkidir.

Kalsiyum akışı hücre duvarını güçlendirme ile ilgili genleri aktive eder. Şu anda bu genlerden en azından beş tanesi keşfedilmiştir. Bunlara, dokunma (touch=TCH) genleri adı verildi. Bu genler başlıca kalsiyum iyonları alıcısı olan calmodulini ve calmoduline benzer proteinleri kodlar. TCH4'ün, hücre duvarının ana bileşenlerini güçlendirdiği ve düzenlediği önceden bilinen Xyloglucan endot-ransglycosylas (XET) enzimini kodladığı keşfedilmiştir.

Duyma: Bitkiler; görebilirler, tadabilirler, koklayabilirier, dokunabilirler. Acaba duyabilirler mi? Yapılan bir araştırmada, normal insan sesi ile yaklaşık olarak aynı titreşimde olan 2 kilohertz ve normal konuşmadan biraz daha sesli olan 70-80 desibel arasında müzik dinletilen bodur bezelye bitkilerinin gelişiminde iki kat artış olduğu bulundu. Normalde % 20 olan çimlenme oranı, tohumlara müzik dinlendiğinde % 80-90'a yükselmiştir. Araştırmacılar filizlerin uzamasına ve tohumların çimlenmesine tesir eden giberellik asit adlı bitki hormonunun "duyma" cevapları ile ilgili olduğunu düşünüyorlar.

Bezelye bitkilerine, giberellik asidin sentezini yavaşlatan kimyevî maddeler eklendiğinde, müzik dinletilen bitkilerde biraz önce anlattığımız tesirler meydana gelmez. Araştırmacılar sesin, giberellik asidin sentezinde etkili olduğunu ve bunun gelişme ve çimlenmeyi artırdığını düşünüyor. Giberellik asit yapraklarda sentezlenir ve şayet sesin bir alıcısı varsa, giberellik asit onu hassas hâle getirmektedir. Bu yeni deney ve bilgiler, bitkilerle konuşmanın onları daha hızlı geliştirdiği yolundaki halk arasında anlatılanların doğru olduğu mânâsına mı geliyor? Yoksa bizim sadece hayvanlarda ve insanda bulunduğunu zannettiğimiz duyu organlarının, biraz farklı bir mahiyet ve şekilde olsa bile bitkilerde de bulunduğunu mu gösteriyor? Şayet bitkiler de bu duyu organlarına sahipse, kompleks mekanizmalarla çalışan bu organların nasıl meydana geldiği? veya onları bitkilere kimin hediye ettiği? sorusunu size bırakıyoruz