Bitkilerin de Dili Var

> Bitkilerin de Dili Var Ne sinir lifleri ne de beyinleri ve kaslari ya da agizlari var, ama yine de yasayan her organizma gibi, bitkiler farkli uyarilara cesitli salgilarla tepki gosterebiliyor. Mesela zararli boceklerin saldirisini bitkiler, kokulu salgilarla uzaklastiriyor. Bilim adamlari, koku maddelerinin biyoaktivitesinin ayrintili bir sekilde incelenmesine izin veren yeni bir deneysel model gelistirdi. Ne sinir lifleri ne de beyinleri ve kaslari ya da agizlari var, ama yine de yasayan her organizma gibi bitkiler de disaridan gelen uyarilara reaksiyon gosterebiliyorlar. Bitkilerin mesajlarini duyabilseydik, belki de ormandaki yuruyuslerimizi buyuk bir gurultu icinde yapmak zorunda kalirdik. Ama ne iyi ki bitkiler sadece optik ve kimyasal uyarilar veriyor. Bitkilerin, isik, su veya besleyici madde gibi abiyotik faktorler disinda, herbivorlar (bitkisel besinlerle beslenen canlilar) ve patojenlerle (bakteri, virus, mantar) de basa cikmalari gerekiyor. Onlarin hareketsiz olmalari, haserelere karsi savunmasiz kaldiklari anlamina gelmez. Cunku her zaman ya da sadece ihtiyac halinde kullandiklari cok sayida koruma ve savunma mekanizmalarina sahipler. Dikenler veya yakici tuyler bitkiyi her zaman koruyan fiziksel savunma mekanizmalaridir. Bana dokunma Mesela isirgan otunun uyarisini:"Bana dokunursan, yakarim!" seklinde cevirebiliriz. Fiziksel korunma disinda bitkiler dogrudan dogruya haserelere zarar veren zehirli maddelerle de kimyasal savunma yapabiliyorlar. Bununla birlikte kimyasal savunma maddelerinin uretimi bitkiler icin cok zahmetlidir ve cok fazla enerji gerektirir. Iste bu nedenle kimyasal savunma sadece ihtiyac halinde yapiliyor. Bocek saldirisi karsisinda salgilanan cesitli koku maddeleri, bitkiye zarar veren bocekleri yiyerek azaltacak yirtici bocekleri cekebilir. Bilim adamlari gerci bu kokulu salgilarin, yakindaki bitkileri de uyarabilecegini tahmin ediyorlardi ama bitkilerin bu uyari sinyaline ne sekilde tepki gosterdikleri hala merak konusudur. Bu reaksiyon koku maddesinin yapragin uzerine ulasmasiyla baslar ve sinyal iletimiyle devam eder. Komsu agaca uyari Aslinda saldiriya ugrayan ve ugramayan bitkiler arasindaki iletisimin varligiyla ilgili ilk kanitlari Ian Baldwin, 1983 yilinda ortaya koymustu. Kavak ve akcaagacta meydana gelen "yaralanmalarda" zehirli fenoller ve tanenler uretildiginde, henuz zarar gelmemis komsu agacta fenol ve tanen iceriginin ayni oranda yukseldigini gormustu bilim adami. Benzer sonuclara sogut (Salix sitchensis) arastirmasiyla ulasan D.Rhoades, tirtillar tarafindan yenen yaprak kalitesinin, yara almamis bitkilerinkine gore daha dusuk oldugunu gormus. Ayni etki, saldiriya ugrayan bitkilerin yaninda buyuyen ancak kokleri temas etmeyen komsu bitkilerde de gorulmekte. Bunun en iyi aciklamasi yarali ve yarali olmayan bitkiler ve henuz zarar gormemis komsu bitkiler arasinda ucucu organik maddeler (VOCs: volatile organic compounds) araciligiyla iletisimin varligi olabilirdi. Dili kanitlamak Yirmi yil oncesine ait bu arastirmalar, bircok bilim adamini "bitkilerin VOCS araciligiyla iletisimi" uzerine calismalari icin bir zemin olusturmustu. Cok sayida arastirma ote yandan, bir bitki dilinin kanitlanmasini zorlastiran, deneysel zorluklari da ortaya cikardi. Bitkiler arastirmalarin bircogunda gercek olmayan deneysel kosullara maruz birakilmistir. Mesela hava gecirmez kaplara konan bitkilerde cok sayida sorun olusmustur. Bu duzenleme yuzunden koku maddeleri hazne icinde yogunlasirken, bitkinin fizyolojik statusu de degismekte. Fotosentez surecleri islemeye baslayinca da haznedeki CO2 orani duserek, karbon bilesimlerinin azalmasina yol acmakta. Bitkiler bu eksikligi dengelemek icin, gozeneklerdeki acikliklari arttiriyorlar. Ama ne var ki bu surec yuzunden mezofil hucreleri yogun olarak koku maddelerinin etkisinde kaliyorlar ve bitkinin dogal koku maddesi oranina gore ayarli reaksiyonu degismekte. Ancak surekli hava akimi saglayan acik sistemlerle bu karisikliklar onlenebilmekte. Yontem araniyor Bu amacta saglikli bitki yerine, kesilmis yapraklar veya dallar kullaniliyordu. Ama daha sonralari kesik yapraklardaki herbivor azaltici koku maddesi bilesiminin saglikli bitkilerinkinden farkli oldugu anlasildi. Bitki kesildiginde, bitkinin tum fizyolojik statusunu degistiren onemli bakim unsurlari kaybolmus olur. Bu nedenle de kesik yapraklar ve dallar ne koku ureten ne da alici bitkinin incelenmesi icin uygun degildir. Sentetik koku maddelerinin kullanilmasi, bitki tarafindan salgilanan VOC karisiminin parcalanmasina ve aktif maddelerin tanimlanmasina izin vermekte. Burada zor olan bitkilerin dogal miktarda koku maddesi salgilamasini saglamak, cok sayida bilesimler arasindaki baglantiyi bulmak ve bocegin bitkiyi kemirmesine karsi salgilanan koku karisimindaki azalmayi takip etmek. Oysa acik havada gerceklestirilen arastirmalar daha gercekci deneysel kosullara imkan vermekte. Yeni bulgu Ornegin R.Karban ve ekibi 2000 yilinda, zarar gormus kokulu Amerikan calisi (Artemisia tridentata) yanina dikilen tutun bitkisinin (Nicotiana attenuata), herbivorlardan daha az zarar gordugunu ve digerlerine gore daha fazla tohum urettigini gormus. Ancak sentetik koku maddeleriyle yapilan deneylerle, tutun ve bu kokulu cali arasindaki iletisim kanitlanamamisti. Max-Planck Enstitusu bilim adamlari son calismalariyla, kokulu col calisi tarafindan salgilanan VOC karisiminin yanindaki tutun bitkisi uzerinde dolayli bir etkisi oldugunu gostermekte. Karisim icindeki iki molekul, dogrudan dogruya savunma maddeleri uretmek yerine, sadece herbivor saldirisi sirasinda uretimi arttiriyor veya hizlandiriyor, diye acikliyor bilim adamlari. Kokulu col calisinca, tutun bitkisine (alici bitki) sadece bocek saldirisi sirasinda yapilan uyari, VOCS araciligiyla yapilan dogrudan savunmanin "hesapli" turu olsa gerek. Bitkinin enerjisi Bitkiler savunma mekanizmalarini calistirmak icin, buyume veya ureme icin gerekli enerji ve kaynaklarini harcamak zorundalar. Yani bir bitki savunma mekanizmalarini surekli kullandiginda, boceklerin saldirisina ugramasa bile "savurganligini" sagligiyla oder. Sonucta saglikli buyumesi icin gerekli enerji kaynaklarinin onemli bir kismini boceklerden korunmak icin kullanmistir. Jena Max-Planck Enstitusu bilim adamlarina ait son bir arastirma yazisinda iki ilkeyi birlestirerek yukarida soz edilen sorunlari onleyen deneysel bir model sunulmakta. Bu modelde uyarici ve alici bitkilerin araliksiz olarak hava almasini saglayan acik bir sistem kullanilmakta. Bu sistemde uyarici ve alici bitkiler koklerinin temas etmemesi icin pleksiglas kutulara yerlestirilmekte. Alici bitkinin arkasinda kutu icindeki hava akimi saglayan bir vantilator calisiyor. Temiz hava kutunun uzerindeki bir acikliktan cekilmekte. Bu deneyde koku maddesi ureten yabani ya da genetik bitki kullanilmakta. Iste bu sekilde uyarici bitki tarafindan salgilanan koku karisiminin, alici bitki uzerindeki etkisi dogadaki kosullara benzer bir sekilde test edilebilmekte. Bitkide savunma reaksiyonu ne zaman harekete geciyor? Bitkiler, aldiklari yara turune gore, bunun bir dolu tanesi mi yoksa bir tirtilin marifeti mi oldugunu algilayabiliyor. Max-Planck Enstitusu bilim adamlari bu algilama yetisinin kimyasal madde olmadan isledigini buldular. Bilim adamlari daha onceleri bitkideki savunma reaksiyonunun, tirtilin tukuruk salgisina bagli olarak gelistigini saniyorlardi. Wilhelm Boland, yaprak kemiren bir tirtili taklit eden bir robot sayesinde, savunma reaksiyonunun tukuruk salgisindan cok mekanik yaralarin etkisiyle harekete gectigini saptadilar. MecWorm olarak adlandirilan robot, minik igneyi yapraga batirarak tirtilin kemirme davranisini taklit ediyor. Robot yapragin uzerine herhangi bir kimyasal madde birakmamasina ragmen bitkiler kimyasal savunma sinyalleri gonderiyorlar. Bitkideki savunma reaksiyonunun harekete gecmesi icin, robotun tipki gercek tirtil gibi cignemesi gerekiyordu. Cunku yaprak sadece bir pinset ya da bisturi ile yirtildiginda bitki reaksiyon gostermemis. Gercek dusmanlar ve kisa vadeli mekanik etkiler arasindaki farki algilama yetisi, bitkiye kimyasal savunma reaksiyonunu bosa harcamamasini sagliyor. Sonucta kimyasal karisim mesela dolu yagmurunda ise yaramiyor dolayisiyla da kaynaklar ve enerji bosu bosuna harcanmis oluyor. Bir motor ve yuvarlak pimden olusan MecWorm tirtil robotu, bilgisayarla calistirildiginda pimle duzenli araliklarla vuruslar yapiyor. Deney sirasinda kullanilan fasulye yapragi (Phaseolus lunatus) hava gecirmeyen bir hazneye yerlestirilmekte. Bes saniye araliklarla on yedi saat boyu yapilan pim vuruslari sonucunda yaprak (Tetranynchus urticae) fasulye bocegi ve diger bocek larvalarina gosterdigi reaksiyonun aynisini gostermekte.