Labmedya - Laboratuvar ve Sağlık Gazetesi

Her canlı gibi bitkiler de çevresel şartlara uyum göstermek için bazı özellikler kazanabilir ya da mevcut özelliklerini değiştirebilirler. Bu şekilde çevredeki olumsuz koşullara direnebilirler. Vücut yapılarında ya da yaşayışlarında değişiklikler görülen bu bitkilere ‘ekolojik tip’ denir. Kurakçıl yaşama uyum sağlamış bitkiler buna örnektir.

Kurakçıl ortamlara uyum sağlamış bitkiler sıcaklığa direnirler. Örneğin; bazı tropikal bitkiler (Colocasia gibi) sıcaklığa direnip uyum göstererek bir gecede 100 ml suyu gutasyon ile kaybederler. Yine sıcaklığa bir başka örnek de Grönland’ın soğuk şartlarına uyum sağlamış dünyadaki en küçük ağaçlardır. Grönland’da yetişen bu ağaçlar (cüce söğütler) yalnızca 5,5 cm boyundadır.

Bitkiler sadece sıcaklığa değil aynı zamanda diğer çevresel koşullara da direnip uyum gösterirler. Bitkilerin bu özelliklerini ilk keşfeden bilim insanlarından biri Charles Darwin olmuştur. Darwin bitkilerin tohumlarının deniz suyuna ne kadar dayanabildiklerini/direnebildiklerini -kendisinin tabiri ile birkaç- deneyle gözlemlemiştir. Darwin deniz suyunda 28 gün kalan 87 çeşit tohumdan 64’ünün çimlendiğini ve birkaçının 137 gün sonra bile çimlenme gücü gösterdiğini gözlemlemiştir. 

Darwin, kuş ölülerinin denizde uzun süre kaldıktan sonra bile kursaklarındaki ve dışkılarındaki farklı bitkilere ait tohumların çimlenme güçlerini koruduklarını yaptığı deneylerle kanıtlamıştır. Darwin bu deneylerde bezelye ve burçak tohumlarının deniz suyunda birkaç gün kalınca öldüğünü fakat yapay deniz suyunda 30 gün yüzmüş ölü güvercin kursağından çıkarılan tohumların hemen hepsinin çimlendiğini ve kuş dışkılarından çıkarılan 12 çeşit tohumun tamamının çimlendiğini göstermiştir. Darwin’in bu ilginç deneyleri bitkilerin doğada zor şartlara nasıl direnebildiklerini göstermektedir.

Yukarıda verilenler abiyotik (canlı sebepli olmayan) koşullara karşı direniş örnekleridir. Günümüz bilimsel verileri göstermektedir ki bazı bitkiler bakteri ve/veya virüs saldırılarına karşı direnerek bir nevi ‘savunma hormonu’ salgılar. Nitekim söz konusu bitkiler ‘salisilik asit’ üretip bu sayede bağışıklık sistemini koruyup dış -biyotik- saldırılara direnirler. Bazı bitkiler ise savunma hormonu olarak ‘jasmonik asit’in akışkan hâli olan ‘metil jasmonat’ı salgılayarak otçul hayvanların neden olduğu yaprak hasarlarına karşı önlem alırlar. 

Görüldüğü gibi bitkiler çeşitli biyotik saldırılara karşı direnmek adına farklı bileşikler üretirler ve bu üretilen bileşikler bitkilere direnmenin ötesinde savunma rolü de katar.

Bitkilerin dış etkenlere karşı direnmenin savunma boyutuna ulaştığı en iyi örneklerden biri küstüm otu (Mimosa) bitkisidir. Küstüm otunda bitki dokunma ve titremeye karşı direnç göstererek yapraklarını büzer, bu sayede bitki doğal düşmanlarına ‘ölü bitki’ gibi görünür. Öyle ki Batı Hint Adaları’nda küstüm otunun bu davranışı ‘sahte ölüm’ olarak adlandırılır. İbranice’de küstüm otu ‘dokunma bana’ adıyla anılır.

Bitkiler dış etkilere karşı durabilmek için yapılarında özel bir dayanıklılığa gereksinim duyarlar. Bitkilerde bu direnç basınç potansiyeli (turgor) ile sağlanır. Bitkilerde çevresel koşullara direnme yalnız turgor ile değil aynı zamanda bir takım yapısal koruyucularla da olur. Örneğin; bazı bitkilerin tohum ve meyve yapıları koruyucu tabaka oluşturan kalınlaşmış çeperler kazanmıştır. Bu çeperler bitkileri böceklerden ve diğer hayvanların ısırmalarına karşı koruyarak direnmelerini sağlar. 

Bazı bitkiler çevresel şartlara (örneğin kuraklığa) direnirlerken bunu çevrelerindeki bitkileri uyararak yani ‘direnişe davet ederek’ yaparlar. İsviçre Bern Üniversitesi’nden bilim insanlarının yapmış oldukları bir çalışmada, meşe ve çam ağaçlarının ultasonik titreşimler yayarak çevredeki çam/meşe ağaçlarını kuraklığa direnmeye hazırladıkları tespit edilmiştir. Bu titreşimler bitkiler arası haberleşme aracı olarak ve bitkilerde toplu direnme örneği olarak görülebilir.

Bitkiler âlemi içinde evrimsel anlamda yeryüzünde çiçekli bitkilerden daha önce var olmuş bitki grubu olan karayosunları da uzun süre kurakçıl koşullara direnerek adapte olurlar. Öyle ki uzun yıllar susuz kalabilen karayosunları susuz kaldıkları bu süre zarfından sonra ölü sanılmasına rağmen su ile buluştuklarında mucizevi bir şekilde tekrar canlanabilirler (Bu durum tarafımızdan gerçekleştirilen bir deneyle de gözlemlenmiştir). Son yıllarda bitki fizyologları karayosunlarının bu ilginç özelliği üzerine birçok araştırma yapmaktadır.

Bitkilerde var olan bu özellikler geçmişten günümüze insanların dikkatini hep çekmiş ve özellikle bilim insanları tarafından bitkilerdeki bu potansiyel direnç, biyoteknolojik uygulamalarda kültüre edilen bitkiler üzerinde denenerek kullanılmıştır. Bu sayede direnci yüksek bitkiler üretilerek kurak (çok soğuk/sıcak) koşullara dayanabilen kültür bitkileri (meyve/sebze bitkileri, süs bitkileri) çiftçilerin ve yetiştiricilerin kullanımına sunulmuştur. Görünüşe göre bitkilerin direnme özelliğinin insanlara dahi olumlu etkileri bulunmaktadır.

Yapılan bilimsel çalışmalar, deneyler ve gözlemler göstermektedir ki bitkiler abiyotik koşullara (su, sıcaklık, ışık, tuz ve değişik minerallerin varlığında) ve biyotik koşullara (farklı canlı gruplarının -virüs, bakteri, hayvan- saldırılarına karşı) direniş göstererek hayatta kalmayı başarmaktadırlar.

Kaynaklar:

• Birand, H. 1996. Alıç Ağacı İle Sohbetler. Tubitak Yayınları, 12. Basım, Ankara.

• Chamovitz, D. 2012. What A Plant Knows - A Field Guide To The Senses (Bitkilerin Bildikleri - Dünyaya Bitkilerin Gözünden Bakmak). Metis Yayınları. İstanbul. (Çeviri: Gürol Koca).

• Darwin, C. R. 1859. (İlk Basım Yılı). The Origin of Species (Türlerin Kökeni). Evrensel Basım Yayın, 5. Baskı, Haziran/2014, İstanbul. (Çeviren: Öner Ünalan).

• Korkmaz, H., Durmaz, A. 2017. Bitkilerin Abiyotik Stres Faktörlerine Verdiği Cevaplar. GÜFBED/GUSTIJ (2017) 7 (2): 192-207.

• Lloyd, J., Mitchinson, J., Harkin, J. 2014. Hepsi Gerçek. NTV Yayınları, 1. Baskı, İstanbul (Çeviri: Sevin Okyay).

• Yentür, S. 2003. Bitki Anatomisi. İstanbul Üniversitesi Yayınları, İstanbul.

• Yıldız, B., Aktoklu, E. 2010. Bitki Sistematiği-İlkin Karasal Bitkilerden Bir Çeneklilere. Palme Yayıncılık, 1. Baskı, Ankara.

• http://bilimya.com/bitkiler-direnebilir-mi.html