BİTKİ FARKINDALIĞI VE EKOLOJİ 2019-05-01T12:31:17+00:00

BİTKİ FARKINDALIĞI VE EKOLOJİ

Merhabalar,

Bu sayıda biraz kimyasal biraz fiziksel ve biyolojik çalışmaların teknik sonuçlarından elde edilen bulguların günlük yaşantımızda ne kadar fark edildiğini sorgulamak, doğanın sadece insanoğluna hizmet etmek zorunda gibi düşünüldüğünde kendisine ne kadar ihanet ettiğimizin teknik bir bakış açısını göstermek istedim. Biraz fazla teknik anlatım olsa da İlginizi çekeceğini düşünüyorum.

Tüm evrenin bir bilinç tarafından kuşatılmış olduğundan söz edilirken, bitkilerin bilinçli ve akıllı varlıklar olduklarını söylemek çok zor olmasa gerek! Kaldı ki, bitkilerin bilinçli ve akıllı varlıklar olduğu sonucunu veren bilimsel çalışmalar pek yeni sayılmaz. Bu çalışmaların oldukça eskilerinden biri Darwin’in, oğlu Francis ile yaptığı çalışmadır. Bu çalışmalarda köklerin ve kök uçlarının ışık, yerçekimi, nem oranı, atmosferik basınç ve diğer birçok çevresel faktörleri algıladıkları bulgularının yanında, ilk defa onların sezgili oldukları öne sürülmüştür. Yaşadıkları çağa göre oldukça radikal olan bu görüşün sebebi; bitkilerin kök gelişimleri esnasında, “Zekayı sorun çözme yetisi olarak tabir ettiğimizde, bitkiler sorun çözmede mükemmeldir.” diye ekliyor Mancuso. Enerjilerinin büyük kısmını güneşten alan bitkiler, en iyi ışığı yakalamak için gün boyu yapraklarını hareket ettirebilirler. Bir kısım bitkiler de enerjilerinin büyük bir kısmını hayvanlardan beslenerek almaktadırlar. Günümüzde 600 adet farklı etçil bitki türü tespit edilmiştir. Av repertuarları böceklerden, farelere, hatta kuşlara kadar varabilmektedir. Bitkiler tozlaşma için de yine hayvanlardan faydalanmaktadır. Onları cezbetmek için tatlı öz suları üretebilir, harika gül kokularından, çürümüş et kokularına kadar geniş bir kimyasal yelpaze ile istedikleri tozlaştırıcıyı kendilerine çekebilirler. Hatta sadece bir cins tozlaştırıcı hayvanı belirleyerek, onların dişilerini taklit edecek çiçekleri dahi oluşturabilirler. Ayrıca bitkiler kendi yırtıcıları üzerinde kullanmak için, yine çok geniş bir yelpazede toksik bileşikler üretmektedirler. Herhangi bir saldırı durumunda da bitkiler yalnızca yenilen yapraklarından zararlıya müdahale etmektedirler. “Bitkiler sorunları en az eforla ve en etkili şekilde nasıl çözebileceklerse, öyle hareket ediyorlar.” görüşü verilmiştir Brilliat Green kitabında.

 

Mancuso ve meslektaşları yaptıkları çalışmalarda bitkilerin kök uçlarının, hayvanların beyinlerindeki sinyaller gibi sinyaller ürettiğini ortaya çıkarmışlardır. Yani tek bir beyin yerine, bitkiler milyonlarca küçük parçalardan oluşan bir ağa sahiptir. Bu şekilde aynı zamanda herhangi bir zayıflıktan o kadar uzak oluyorlar ki; bitkiler köklerinin %90’ını kaybetseler bile hayatta kalabiliyorlar. Çalışmada bitkilerde, hayvanlardaki sinir sistemiyle homolog bir elektriksel ve kimyasal sinyal yollama sistemi bulunduğu, ayrıca bir şekilde bitkilerin elektriksel ve kimyasal sinyalleri değerlendirerek, davranışsal bir tepki verdiği öne sürülmektedir. Son olarak, bu çalışmada serotonin, dopamin ve glutamat gibi hormonlar tespit edilmiş fakat rolleri anlaşılamamıştır Çoğumuz bitkilerin bizleri göremediğini düşünürüz. Bazı botanikçiler buna “bitkisel körlük” tabirini yakıştırıyor. Fakat bitkiler foto-reseptörler aracılığıyla bizleri kesinlikle görebilmektedirler. Tam olarak bizler gibi resimsel olarak görmeseler de kendilerine yansıyan farklı dalga boyundaki ışıkları algılayarak birbirinden ayırt edebiliyorlar.

 

“Yanlarına geldiğimizde, kırmızı ya da mavi tişört giydiğimizi bile ayrıt edebiliyorlar” diyor Daniel Chamovitz, Tel-Aviv’deki Manna Bitkisel Bio-bilimler Merkezi müdürü ve ‘What a Plant Knows’ isimli bitki farkındalığı ile ilgili kitabın yazarı. Şöyle ekliyor: “Ama onlar renkleri bizim sadece hayal edebileceğimiz şekilde görüyorlar, morötesi ve kızılötesi olarak.” Kabaca diğer duyularımıza karşılık gelen duyularını açıklamak kırpılmış halde bulunan yavşan türü boylu bir çalı olan Artemisia tridentata’nın salgıladığı bir miktar metil jasmonat türevi salgının, Nicotiana attenuata (yabani tütün) bitkisinde savunma mekanizmasını tetikleyecek uçucu bir sinyal özelliği taşıdığı gösterilmiştir. Budanmış yavşana komşu olan yabani tütünler, kontrol grubunda olan yaban tütünlerine kıyasla savunma amaçlı olduğu düşünülen ve oksidatif bir enzim olan polifenoloksidaz enzimini yüksek seviyelerde salgılamışlardır. Bu enzimin, tütün bitkilerinin sindirilmesini engelleyen bir enzim olduğu daha sonra anlaşılmıştır. Budanmış yavşanlara komşu olan yabani tütünler ve arazideki budanmamış olanların yanındaki kontrol gruplarında üç mevsim süresince meydana gelen çekirge ve güve tırtılı zararları karşılaştırıldığında, deney grubunun seviyelerinde büyük oranda bir düşüş olduğu gözlemlenmiştir . Richard Karban ve meslektaşları tarafından yapılan bu çalışma bitkilerin iletişimini bilimsel olarak güvenilir bir şekilde ortaya koyan ilk çalışmadır. Karban bu çalışma ile ilgili şunları ifade etmiştir: “Budamış olduğumuz yavşanlar ve onlara komşu olan yavşanlar da, sene boyunca daha az böcek zararı gördüler. Sanıyoruz ki onlara komşu yavşanlar da bu olaya kulak misafiri oluyor.” Bu bulguların devamında gelen çalışmasında Karban fenomenin ekolojik yönlerini açıklamıştır. Metil jasmonata yoğun bir şekilde maruz kalıp daha az otçul zararı görmeleri sağlanan tütünlerin daha fazla çiçeklendiği ve tohum ürettiği, ayrıca dona daha dayanıksız hale geldiklerini tespit ettiklerini belirtmiştir. Tatma ve koklama duyularımız yerine; havadaki ya da kendi üzerlerindeki kimyasalları algıladıkları ve onlara tepki verdiklerini, dokunma duyumuz yerine; bir dalın ya da kökün katı bir objeyle karşılaştığında bunu anladığını verebiliriz. Duyma duyumuz yerine ise; çok yeni bir çalışmada ortaya çıkmış olan, Missouri Üniversitesindeki bir Kimyasal Ekolojist olan Heidi Appel’ın bulgularını verebiliriz . Kendisi bir tırtılın yaprak yeme sesini dinlettiği ve aslında hiçbir zarar görmemekte olan bir bitkinin, savunma kimyasalları salgıladığını tespit etti. Yine bu konuda başka bir çalışma S. Mancuso’nun laboratuvarında yapıldı ve henüz yayınlanmadı. Toprağa gömülü ve içi aslında kuru olan bir borudan gelen su sesine, bitkilerin kökleriyle geldiği görüldü. Aynı zamanda, bitkiler kompleks bir iletişim yetisine sahiptir. Günümüzde bitkilerin çok çeşitli yollarla iletişim kurabildikleri birçok çalışmada gösterilmiştir . Bu yollardan en çok bilineni uçucu kimyasallarla yapılan hava yollu iletişimdir. Bunun dışında toprak altındaki mikorizal ağlar vasıtası ile elektriksel ya da biyokimyasal sinyallerle, hatta titreşimler (vibrasyon, ses) ya da direkt kökler aracılığı ile yaptıkları bilinmektedir. Şimdi biraz bunlara değinelim. Hava yollu iletişimi ele alacak olursak; bitkilerin hava yollu iletişimi kendi aralarında, birbirlerinin lokasyonunu belirlemede ya da herhangi bir patojen etmenin ya da otçul zararlının uyarısını vermede kullanmakta oldukları bilinmektedir . Başka bir çalışmada parazit bir bitki olan Cuscuta pentagona’nın, sevdiği konukçu bitkilerden biri olan domates bitkisinin (Lycopersicones culentum) yerini hava yollu iletişim ya da tabiri yerindeyse koklayarak bulduğu tespit edilmiştir. Bu durum diğer hiçbir uyaranın olmaması için domates bitkisinin kokusunun ekstraktıyla tekrar denenmiş ve aynı sonuca ulaşılmıştır. Ayrıca bu deneyler cam güzeli (Impatiens walleriana) ve buğday (Triticum aestivum) bitkileri kokuları ekstraktlarıyla birlikte yeniden yapılmış ve onlarda da benzer sonuçlar alınmıştır. Dikkat çeken unsur şudur; bitki doğal olarak buğday bitkisi üzerinde yaşayamamaktadır ve buğday bitkisinin kokusundansa diğer bitkilerin kokusunu tercih etmektedir. Yine farklı bir çalışmada, bitkilerin kendilerine arız olan otçul akarlara karşı, onlara zarar verici ve uzaklaştırıcı kimyasallar salgıladıkları, bu salgıların aynı zamanda bu otçul akarların yırtıcılarını davet etmekte olduğu, aynı zamanda da etraftaki sağlıklı bitkileri de uyararak, onlar henüz saldırıya uğramamış olmalarına rağmen, onların da söz konusu akarların yırtıcılarını davet eden uçucu kimyasallar salgılamalarını tetiklediği açığa çıkarılmıştır . Buna benzer başka bir çalışmada, mısır bitkilerine lepidopterous tırtıllarının arız olması durumunda, birkaç saat içinde hasar gören mısırların etrafa yüksek yoğunlukta ve çekicilikte terpenoidler salgıladıkları gözlemlenmiş. Terpenoidler hasar görmeyen yapraklardan da salınmıştır. Buna cevaben ortama söz konusu tırtılların yırtıcısı olan arıların edildiğinde, bitkiler normalden çok daha hızlı bir şekilde çimlenmiş ve sanki rezenenin varlığından haberdarmış gibi, çimlenme evresinde çok hızlı bir şekilde büyüyerek, zayıf oldukları bu evreyi geride bırakmışlardır. Bu konuyla alakalı başka bir çalışmada mısır köklerinin tıklama sesi çıkardığı ve hali hazırda su içinde olan mısır köklerinin bile, duraksız olarak gelen 220hz frekansında olan seslere yöneldiği, aynı zamanda kendilerinin de çıkardığı tıklama sesinin bu frekans aralığında olduğu tespit edildi. Bulgular üzerine yorum yapmak gerekirse, mısır bitkisinin köklerinin, kendi aralarında koordinasyon sağlamak üzere; toprak içindeki değişkenlere göre evrimleşmiş, tepkisel nitelikte bir titreşimsel iletişim geliştirmiş olabileceği fikri doğmaktadır. Aynı zamanda bu titreşimi kök uçları çok ilkel bir sonar olarak, yön bulmada kullanıyor olabilirler. Bitkilerde ses yollu iletişimi, Mancuso’yla birlikte deneyler yürüten meslektaşı Monica Gagliano bütünsel bakış açılı bir yaklaşımla ele almaya çalışarak, bu fenomenin kritiğini yaptığı makalesinde, ekolojik ve evrimsel açıklamalarla fenomeni desteklemiş, ayrıca bitkilerin ses çıkarma mekanizmalarının henüz tam olarak anlaşılamadığına dikkat çekerek, farklı alanlardan bilim insanlarını bu konu üzerine çalışmaya davet etmiştir. Toprak altındaki iletişime bakıldığında, bilim adamları Darwin’in bulgularını günümüzde oldukça geliştirmişlerdir. Bitki köklerinin yerçekimi, nem, ışık, basınç ve sertliğin yanında; ses, azot, fosfor, tuz, çeşitli toksinler, mikroplar ve komşu bitkilerden geldiği görülmüştür. Bitkilerin savunma mekanizmalarına bir parantez açmak gerekirse, bu mekanizma bitki türüne ve zararlısına göre değişim göstermektedir. Bitki yaprağının tadını ya da kıvamını değiştirebilir, yapısına toksik bileşikler katabilir ya da yapısına bazı enzimler ekleyerek sindirilemez hale getirebilir. Antilopların akasya ağaçlarının yapraklarını yedikleri bilinmektedir. Akasya ağaçları, antilopların akınına uğradıkları zaman normalde, yapraklarının tadını bozan ve sindirilmesini oldukça zorlaştıran tanenler üretirler. Akasya ağaçlarının da az bulunduğu ve besin kıtlığı olan bir bölgede, antilopların çok yüklenmeleri sonucu, akasyaların yapraklarında hayvanları öldürmeye yeterli oranda toksik bileşikler ürettikleri, ölü antiloplar incelendikleri zaman ortaya çıkmıştır. Titreşimsel ya da vibrasyonel iletişimin mekanizması henüz tam olarak tam anlaşılamamıştır ve araştırmalar halen devam etmektedir. İlk bulgular Capsicum annuum (Yıllık Biber) bitkisinin diğer bitkilerle ve kendi türüyle birlikte çimlenme özellikleri araştırılırken elde edilmiştir. Biber bitkisinin, ilk önce tek başına ve başka bir yerde de kendi türüyle birlikte çimlenme yüzdeleri kıyaslanmış ve kendi türüyle birlikte olduğunda daha büyük yüzdelerle çimlendiği görülmüştür. Devamında fesleğen ve rezene ile aynı çalışma yapılmış rezene yanında çimlenmenin çok azaldığı ve fesleğen yanında oldukça arttığı görülmüştür. Yine aynı deneyin devamında; rezenenin kimyasal salgılarını gönderebileceği tüm hava ve toprak yolları bloke gelen kimyasal ve elektriksel sinyalleri algıladıkları artık biliniyor. Kökler geçilemez bir katı engel ya da toksik madde ile karşılaşmak üzereler ise karşılaşmadan yönlerini değiştiriyorlar (ilkel sonar sistemi hipotezi burada anlam gösteriyor). Kökler aynı zamanda, yanlarındaki başka köklerin; kendilerinin ya da başka bitkilere ait olduğunu, başka bitkilere ait ise aileden ya da yabancı olduklarını anlayabiliyorlar. Normalde bitkiler, farklı bitkilerle, kısıtlı çevresel faktörlerde rekabete girerler. Bir çalışmada çok sayıda Cakile edentula bitkisi aynı saksıya oldukça sıkıştırılarak konulduğunda, rekabet etmek yerine, tüketimlerini sınırlayarak kısıtlı besin maddelerini paylaştıkları görüldü. Bitkilerin toprak altı iletişimlerinin en çarpıcı yönü ise mikorizal mantarlarla yaptıkları iş birlikleri neticesinde doğmuş olan mikorizal ağlar vasıtasıyla kurdukları iletişim ve dayanışma sistemidir. British Columbia Üniversitesinde görev yapan Orman Ekolojisti Suzanne Simard ve meslektaşlarının çalışmalarından öğrendik ki; bitkiler birbirlerine patojen saldırılarını haber verebiliyor ve çeşitli hormonlar, allelokimyasallar, karbon, azot, fosfor, mikro besin maddeleri veya su yollayabiliyorlar. Simard ve meslektaşlarının ilk bulgularından sonra benzer deneylerin replikasyonları Güney Çin Tarım Üniversitesinden Ren Sen Zengile Aberdeen Üniversitesinden David Johnson ve meslektaşları tarafından, birbirinden bağımsız deneyler olmak üzere yapıldı ve benzer sonuçlar elde edildi . Simard ve meslektaşları bu bireylere miras olarak gönderdiği tespit edilmiş. Yine benzer çalışmalar Song ve meslektaşları tarafından, hasta bitkiler ile sağlıklı bitkiler arasında mikorizal ağlar vasıtası ile oluşan bir iletişim olup olmadığını tespit etmek için, domates bitkileri ile birçok farklı kontrol grupları içeren deneyler düzenlenmiş. Elde edilen sonuçlarda, hasta olmayan alıcı bitkilerin, söz konusu patojenin Bitkiler rekabet gerektirecek durumlarda, toprak altından birbirlerinin gelişimini engelleyebilecek toksik nitelikte allelo-kimyasallar da yollayabilirler ve mikorizalar ile menzilleri oldukça genişler. Ayrıca mikorizaların allelo kimyasalları taşımalarının da, hiflerin fungivorlara karşı avantaj sağladığı yapılan çalışmalarda tespit edilmiştir. “Zeka problem çözme yeteneğidir’’. Bir beyin yerine benim aradığım, bir çeşit dağılmış/yayılmış akıl, kuş sürülerinde gözlemlediğimiz gibi. Her kuşun sadece belirli kuralları takip etmesi gerekiyor, komşularıyla arasındaki belirli mesafeleri koruması gibi. Ama çok fazla sayıdaki kuşun hep birlikte de sergilediği bu basit algoritma, kolektif bir etki yaratarak, kompleks ve fevkalade koordine olmuş bir davranış biçimi sergiliyor.” Mancuso’nun hipotezi; bitkilerin kök uçlarının da aynı kuş sürüleri gibi, birbirinden haberdar ve belli kurallar dahilinde koordineli olarak çalıştıkları; bilgileri çevreden toplayarak ve değerlendirerek, lokal olarak tepki verdikleri ama temelde tüm organizmanın yararına hizmet ettikleri yönünde. Başka bir tartışma konusu, bitkilerin öğrenme yetisi üzerine yapılmış bir çalışma. Öğrenmek hayvanlar için kullanılan bir kelime olduğu için, ne yazık ki yaygın olarak kabul görmemiş bir çalışma durumundadır şu anda. Çalışmayı 60 damladan oluşan bir deney düzeneği kuruyor. “Bazı bitkiler daha 4.-5. ya da 6. damlada artık yapraklarını kapatmamaya başladı bile, deneyin sonunda hiç birinin yaprağı kapalı değildi. Yani uyaranın zararsız olduğunu ve göz ardı edilebileceğini anladılar.” diye ifade ediyor, 6. Bitki Nörobiyolojisi Topluluğu Buluşması’nda. “Daha sonra tekrar denediğimizde bitkiler artık yapraklarını kapatmıyorlardı. Bir hafta sonra tekrar denediğimizde de aynı tutumu sergilemeye devam ettiler. Hatta 28 gün sonra bile hala aynı tutum devam ediyordu.” Gangliona meslektaşlarına arılar ve böcekler üzerine yapılan çalışmalarda, onların öğretilenleri sadece 48 saat sonra unuttuklarını hatırlattı ve şu çıkarımlarda bulundu: “Beyinler ve nöronlar sofistike bir çözüm evet ama öğrenebilmek için gereklilik arz eden ekipmanlar değiller.”, “Canlı sistemlerde bilgiyi işleyebilen ve öğrenebilen, birleştirici bir mekanizma olabilir.” Gangliona’nın çalışması kullandığı ‘öğrenme’ kelimesi yüzünden tepkiler alarak, yaygın bir kabul görmemiştir. Şu açıdan baktığımızda her şey biraz anlam daha kazanıyor. Kendi beynimizde, öğrenmeden sorumlu hafızanın yerini aradığımızda, hiçbir şey bulamadık. Hafızayı aramayı, beynimizdeki elektromanyetik alanda olabileceği iddiasıyla terk ettik. Kendi beynimizde dahi hafızanın yerini bulamazken, öğrenmeyi bizim haricimizde sadece beyni olan hayvanlara addedebilmek, oldukça yersiz ve insan-merkezcilik olarak tabir edilebilir. Son olarak, birkaç bulguyla konuyu sizin kendi görüşlerinize bırakıyorum. Bitkiler de hayvanlarda bayılma etkisi anlatmadan önce, direkt kilit noktasından bahsetmek istiyorum. Bazı bitkiler, normalde bizim adaptasyon diyemeyeceğimiz kadar hızlı bir şekilde, normalde doğada karşılaşamayacağı durumlara adapte olabiliyor ve ona göre kendilerine yeni bir davranış biçimi geliştirebiliyor olabilirler. Bu çalışmanın kabulünde doğan sıkıntı tamamen kavramsal olarak görünse de, bitkinin geliştirdiği yeni davranış biçimini (spoiler) bir ay sonra bile unutmamış olması, genetik materyalinin adaptasyon sürecindeki hızı hakkındaki bilgi eksikliğimizi gidermemiz gerekliliğini ortaya koymaktadır. Muhtemelen canlı çevresindeki yeni bir etkiyi, DNA’larındaki bilgi süzgecinden geçirip, ona ilişkin bir davranış biçimini seri bir şekilde oluşturabiliyor. Ayrıca bu yeni uyaran etkisi ve kendi tepkisini hızlı bir şekilde genetik olarak kodluyor ve ona gerekli tepkiyi bir ay sonra bile unutmadan yapabiliyor ve biz bunu öğrenme olarak varsayıyoruz. Tabi ki bu şu an için, benim yetersiz genetik bilgimle, sadece zayıf bir hipotez ama benim açımdan düşünmeye değer. Bu çalışma Monica Gangliona tarafından yapılmış, ismi Mimosa pudica’da Hayvan Benzeri Öğrenme. Deney konusu olarak ‘Alışma’ kavramı üzerine yoğunlaşmış ve etkisiz ve düzenli bir uyaran üzerine bitkilerin tepkisini ölçmüş. Çoğumuzun bildiği gibi mimoza oldukça tezcanlı bir bitki. Herhangi bir temasta savunma mekanizması olarak; yapraklarının turgor basıncını kontrol ederek, onları kapatıyor. 56 adet mimoza ile gerçekleştirdiği deneyde 15’er saniye aralıklarla, bu bitkilerin yapraklarına su damlacıkları gelecek şekilde tasarlanmış eter gibi uyuşturucularla, tepkisiz, tabiri yerindeyse baygın hale getirilebiliyorlar. Mimoza hiçbir uyarana cevap veremiyor ve yapraklarını kapatmıyor ya da Venüs Sinek Kapanı hiçbir avı yakalayamıyor. Yani farkındalıkları yok oluyor. Başka bir bulgu ise bitkiler herhangi bir yaralanma sonucunda, yaralanan kısımlarından bazı hayvanlar için anestetik bir etki yapan etilen hormonunu salgılıyorlar. Bitki bilimciler bu konudaki bilgilerini, yorumlayamadıkları için buna ‘plant-specific pain’ kaba bir tabirle ‘bitkisel acı’ olarak nitelendirmeyi ve bu ‘bitkisel’ ön ekini, bilim camiasında kabul güçlüğü yaratan diğer tüm; akıl, zeka, farkındalık, öğrenme ve hafıza gibi kelimelerin önüne getirmeyi düşünüyorlar. Meyvelerin olgunlaşmasında da görev aldığını bildiğimiz etilen hormonu, bazı hayvanlarda anestetik etki yapıyorsa, acaba bitki meyvesini bizim anlayamayacağımız bir şekilde uyuşturarak, yenmeye mi hazırlıyor sorusunu düşünmemek elde değil.

Sanırım bunları okuduktan sonra duyduğunuz gaibden sesler yada bu çiçeği ben böyle yerleştirmemiştim, eve birisimi girdi ben yokken gibi kendinize sorduğunuz bazı sorular için cevap bulursunuz….

Sevgiyle, doğa dostu olarak kalmanız dileğimle……

Emine Karaçuha Yılmaz

Peyzaj Yüksek Mimarı

KAYNAKLAR : Orman ve Av Dergisi/2016