Bitkiler tehlikeyi birbirlerine böyle haber veriyormuş
İnsanlar konuşur, hayvanlar konuşur, çok zenginseniz para da konuşur. Bitkiler de konuşuyor. Tamam bitkilerin birbirleriyle konuşması 1983'ten beri bilinen bir şeydi ama birbirlerine tehlikeyi nasıl haber verdiklerini bilmiyorduk. Artık biliyoruz.
Hardal bitkisi, hasar görmüş bitkiden gelen tehlike uyarısına tepki verirken. Bizler fark edemiyoruz ama bitkiler iletişim kurmak ve kendilerini korumak için havadaki maddelerden oluşan ince bir sisi kullanıyor. Bir nevi kokuya benzeyen bu maddeler aç otçulları bitkilerden uzaklaştırabileceği gibi komşu bitkileri yaklaşan tehlikelere karşı uyarıyor.
Bilim insanları bitkilerin bu savunma yöntemini 1980’lerden beri zaten biliyordu. O zamandan bu zamana 80’den fazla bitkide bu özelliği tespit ettiler. Şimdiyse Japon araştırmacılardan oluşan bir ekip bitkilerin bu alarmı nasıl aldığını ve geri yanıt verdiğini ortaya çıkarmak için gerçek zamanlı görüntüleme teknikleri kullandı. Bitkilerin nasıl iletişim kurduğu hakkında eksiklerimiz var. Bitkilerin nasıl mesaj gönderdiğini biliyoruz ama bu iletileri nasıl aldıklarını bilmiyoruz.
Nature Communications’da yayınlanan çalışmada Japonya’daki Saitama Üniversitesi’nde moleküler biyolog olarak çalışan Yuri Aratani ve Takuya Uemura böcekler tarafından delik deşik edilmiş bitkilerle hasar görmüş bitkilerden yayılan maddeleri hasar görmemiş komşularına aktarması için bir hava pompası ve neler olduğunu izlemek için de floresan mikroskobu yerleştirilen bir mekanizma kurdu.
Tırtıllar domates bitkileri ve hardal ailesinden yaygın bir yabani ot olan Arabidopsis thaliana’dan kesilen yapraklara kondu. Araştırmacılar üstüne böcek konmayan sağlam Arabidopsis bitkisinin gönderilen tehlike işaretlerine verdiği tepkileri incelemeye başladı. Bu bitkilerin sıradan yabani otlar olmadığını belirtelim, araştırmacılar bitkilerin genetikleri üzerinde oynamış. Böylelikle otun hücreleri, kalsiyum iyon akışı tespit edildiğinde yeşil renkte yanan biyosensörler barındırıyordu. “Neden kalsiyum?” diyecek olursanız da kalsiyum sinyali insan hücreleri arasındaki iletişimde de rol oynuyor.
Ekip geçen yıl yırtıcılardan kaçınmak için dokunmaya tepki olarak yapraklarını hızla hareket ettiren Mimosa pudica bitkisi üzerindeki çalışmasında da kalsiyum sinyallerini ölçmek için benzer bir teknik kullanmıştı. Ama bu kez ekip bitkilerin hasar gördükten sonra saniyeler içinde salgıladığı uçucu maddelerin sağlam bitkiler üstündeki etkisini görselleştirdi.
Çalışma doğal koşullarla gerçekleştirilmedi. Bitkilerin yaydığı maddeler plastik şişeye yoğun bir şekilde verildi ve daha sonra bu maddeler alıcı bitkiye sabit hızla püskürtüldü. Böylelikle araştırmacılar bu keskin karışımda hangi bileşiklerin olduğunu analiz edebildi.
Yukarıdaki videoda da görebileceğiniz üzere zarar görmemiş bitkiler hasar almış komşularının mesajlarını gayet açık ve net şekilde aldı, yaprakları boyunca dalgalanan kalsiyum sinyaliyle de yanıt verdiler. Havadaki maddeleri analiz eden araştırmacılar Z-3-HAL ve E-2-HAL denen iki maddenin Arabidopsis’teki kalsiyum sinyallerini tetiklediğini fark etti.
Ayrıca bitkilerdeki koruyucu, mezofil ve epidermal olmak üzere üç hücrede sensör hareketlerini inceleyerek tehlike işaretlerine ilk yanıt veren hücrelerin hangileri olduğunu belirlediler. Mezofil ne, epidermal hücre ne diye soracak olursanız kısa bir özet geçelim. Mezofil hücreleri yaprakların iç dokusunu oluştururken epidermal hücreler yaprakların en dış tabakası yani deriyi oluşturur. Koruyucu hücreler ise bitki yüzeyindeki delikleri oluşturan fasulye şeklindeki hücreler. Peki hangisi en hızlı yanıt verdi dersiniz?
Z-3-HAL’e maruz bırakıldıklarında koruyucu hücreler bir dakika içinde kalsiyum sinyalleri vermeye başladı. Hemen ardından da mezofil hücreleri mesajı aldı. Üstelik bitkilerin bu delikleri kapatıldığında kalsiyum sinyali büyük ölçüde azaldı. Yani bu deliklerin bizdeki burun delikleri gibi hareket ettiğini söyleyebiliriz.
Oyunlar ve Bulmacalar