Bitkiler, çevrelerindeki canlılarla algılanmayan koku olarak adlandırılan “uçucu organik bileşikler” yolu ile iletişim kurarlar. Metabolizmalarında birbirinden farklı binlerce organik bileşik üretebilirler. Bu bileşiklerin çoğu bitkilerin etrafını bir bulut gibi kaplar.
Aslında bu uçucu organik bileşikler, bitkilerin bunları üretme konusunda son derece kompleks bir yapıya sahip olduğunu göstermektedir.
Bizim sadece hoşumuza giden bir koku olarak algıladığımız, bazen de hiç hissedemediğimiz bu uçucu organik bileşikler, etraftaki canlılar için yol gösterici birer rehber özelliğine sahiptir. Çünkü bitki, bu bileşikleri düşmanlarını caydırmak veya cezbetmek için salgılar.
Şimdiye kadar 1000 değişik bileşik saptanmıştır ve muhtemelen henüz keşfedilmemiş niceleri de mevcuttur. Yapılan araştırmalar, bitkiler tarafından üretilen çeşitli özelliklerde ve fonksiyonlarda on binlerce ya da yüz binlerce birincil ve ikincil uçucu organik kimyasal olduğunu göstermektedir.
Bitkiler Kimyasalları Nasıl Üretir ve Depolar?
Bitkiler tarafından üretilen aromatik bileşikler son derece karmaşık kimyasal işlemler sonucunda oluşur.
Bitkiler, organik kimya üzerine çalışan bir laboratuvar gibi, metilleme, açilleme, oksidasyon / redüksiyon gibi kimyasal işlemleri, bu görevler için özel olarak “dizayn edilmiş” enzimler kullanarak, adım adım, büyük bir hassasiyet içinde gerçekleştirirler.
Ayrıca bu mekanizma içinde, üretilen bileşikleri depolayan ve zamanı geldiğinde uçucu gazlar halinde havaya salınmasını organize eden hücreler bulunur.
Bitkiler Kendi Aralarında Nasıl Anlaşırlar?
Bitkiler kendilerine zarar verecek olan canlılar tarafından saldırıya uğradıklarında salgıladıkları uçucu organik bileşikler ile yan komşuları olan diğer bitkileri uyarırlar.
Aslında bu uyarma işlemi diğer bitkiler tarafından saldırıya uğrayan ağacın, yaydığı uçucu organik bileşikleri gizlice “dinlemesi” biçimindedir. Böylece saldırıya uğramadan önce savunma sistemlerini harekete geçirirler.
Peki bu dinleme işlemi nasıl gerçekleşir?
Saldırıya uğrayan bitkilerin açığa çıkardıkları uçucu organik bileşikler, komşu bitkiler tarafından kopyalanır ve art arda gelen sinyallerin analizi yapılarak savunma sistemi harekete geçirilir.
Burada bir başka gerçek daha ortaya çıkmaktadır: Bitkiler birbirleri ile sadece konuşmakla kalmayıp aynı zamanda birbirlerini “dinlemekte”dirler.
Nitekim uzmanların yaptıkları deneyler bazı işlemler vesilesiyle söz konusu sinyallere “sağır” hale getirilen bitkilerin, tehlikeye maruz kalma riskinin daha fazla olduğunu göstermiştir.
Bitkilerin birbirleri ile iletişim kurmaları, kendilerini savunurken yaydıkları uçucu organik bileşiklerin diğer bitkiler tarafından “tehlike” habercisi olarak algılanıp savunma sistemlerinin harekete geçmesi, zeka gerektiren davranışlardır.
Bitkilerin Böceklerle Anlaşma Dili
Bitkiler üstün güç sahibi Rabbimiz’in yarattığı uçucu organik bileşikler yolu ile böceklerle de iletişim kurarlar. Bitkiler böceklerle konuşmalarında iki dil kullanırlar.
Bunlardan biri tehditkar bir dildir. Bu tehditkar dil bitkilerin, yapraklarını kemiren böcekleri uzaklaştırmak için kimi zaman zararlı kimyasallar üretmesi, kimi zaman da bu böceklerle beslenen avcı böcekleri çeken kimyasal kokular yaymaları ile ortaya çıkar. Kuşkusuz her iki taktik de son derece mucizevidir. Nitekim tarımsal alanda yapılan faaliyetlerde bu gizli dil, çok etkili bir yöntem olarak taklit edilmeye çalışılmaktadır.
Almanya’daki Max Planck Kimyasal Ekoloji Enstitüsü’nde ‘bitki savunması genetiği’ alanında çalışmalar yapan Jonathan Gershenzon, bu stratejiyi gereği gibi taklit edebilirlerse, gelecekte tarımsal ilaçlamaların zehirsiz yapılabileceğini düşünmektedir.
Bitkilerin böceklerle kurduğu diğer iletişim ise son derece dostanedir.
Bitkilerin Böceklerden Korunmak İçin Kullandıkları Yöntem
Böceklerin bir kısmının beslenme sistemi bitkisel besinlere dayanır. Bu tip böcekler “otçul böcekler” grubunda yer alırlar.
Otçul böceklerin besin kaynağı olan bitkiler, kendilerine zarar verecek böceklerin yaklaştığını “anlar” ve kendilerini tehdit eden böcekleri avlayan etçil böcekleri çağıran uçucu organik sinyaller üretirler.
Uçucu sinyaller aynı zamanda komşu bitkiler tarafından da algılanır ve kendi savunmalarını ayarlamaları için yeniden yorumlanır. Burada ilginç olan nokta, bitkilerin kendilerine zarar verecek böcekleri “algılayıp, tanımaları”, bu böcekleri avlayan etçil böceklerin varlığını ve bu etçil böcekleri çekecek sinyalleri “bilmeleri”dir.
Bazı bitki türlerinin kullandıkları bu yöntemlere bazı örnekler şunlardır:
ABD Utah’ta yetişen bir tütün bitkisi Manduca güvesinin tırtılı tarafından saldırıya uğramaktadır. Bu zararlının yumurtaları Geocoris böceği tarafından sevilen bir yiyecek türüdür. Tütün bitkisinin salgıladığı uçucu kimyasal madde sayesinde Geocoris avcısı çağırılmakta ve yumurtalar bu böcek tarafından yendiği için tırtıl sayısının artışı engellenmektedir.
Bazı bitkiler, ısırılan bölgeden kendilerini ısıran böceğin sindirim sistemini bozucu ve ona sahte tokluk hissettiren bir sıvı salgılar. Aynı zamanda yaprak hasar gördüğü yerden “jasmonik asit” denen bir tür asit de salgılayarak diğer yaprakların saldırıdan haberdar olmasını ve savunmaya geçmesini sağlar.
Mısır ve fasulye bitkileri, düşmanlarından korunmak için parazit olarak yaşayan eşek arılarını adeta paralı asker gibi kullanırlar. Yapraklarına tırtıl dadandığında özel bir kimyasal salgı salgılayan bu bitkiler, eşek arılarını bulundukları yere toplarlar. Eşek arıları da larvalarını bitkiye saldırmış olan tırtılların üstlerine bırakırlar. Büyüyen eşek arısı larvaları, tırtılların ölümüne neden olur, bu da bitkinin kurtulmasını sağlar.
Bitkilerin bazıları ise aleolu kimyasal bileşikleri yapılarında bulundururlar. Bunlar böcek ve hayvanlar için bazen çekici, bazen korkutucu, bazen alerji yapıcı, bazen de öldürücü olarak etkilerini gösterirler. Örneğin kelebekler çalı çiçekli bitkilere yanaşmazlar. Çünkü bu tür çiçekler savunma sistemlerinin içinde “sinigrin” adlı bir zehir maddesi bulundururlar.
Akçaağaçların, özellikle şeker akçaağacının genç sürgünlerini ve yapraklarını zararlı canlılardan koruma düzeni çoğu zaman insanların ürettikleri böcek öldürücülerden çok daha etkilidir. Şeker akçaağacı, gövdesinde bol şekerli öz su olmasına rağmen, yapraklarına “tanen” denen bir maddeyi gönderir. Bu, böcekleri rahatsız eden bir maddedir. “Tanen”li yaprakları yiyen böcekler kurtulmak için hemen daha az tanenli üst yapraklara çıkarlar. Oysa üst yapraklar kuşların en çok uğradıkları yerlerdir. Buraya kaçan böcekler kuşlar tarafından avlanırlar. Şeker akçaağacı bu stratejisi sayesinde böcek saldırılarından az zarar görerek kurtulur.
Bitkilerin Böceklerle Kurduğu Dostça İletişim
Üremeleri söz konusu olduğunda, bitkilerin kullandıkları dil son derece sıcak ve dostanedir. Uçucu bileşikler böceklere (çiçekten çiçeğe polenleri taşıyan böcekler) fırsat sinyali verirler. Bu oldukça davetkar bir sinyaldir.
Özellikle gece çiçek açan bitkilerdeki kokular böcekleri çekmek için çiçeğin renginden ya da şeklinden daha etkilidir. Kokuyu alan böcek, bu kokunun kaynağında kendisi için lezzetli bir nektarın birikmiş olduğunu fark eder.
Karşılıklı gerçekleşen bu haberleşme ile böcek, duyduğu kokunun kaynağına doğru yol alır. Böcek çiçeğe ulaştığında nektarı almak için uğraşacak ve polenler üzerine yapışacaktır.
Aynı böcek, uğradığı başka bir çiçeğe daha önce yapışan polenleri bırakacak ve bu sayede bitkinin üreme işlemi gerçekleşmiş olacaktır.
İki ayrı saksıda bulunan Akkavak (Populus alba) ve Ova Akçaağacı (Acer campestre) fidanları yan yana konup, alttan kökleri bir noktadan irtibatlandırılırsa, fidanların birinin bir kısım yaprakları yolununca yaralarını kapamak için fenol üretir.Birkaç saat sonra öteki fidanda da fenol üretimi başlar.
Bu durum, bitkilerin tehlikeyi birbirlerine haber verdiklerini, zarar görenlerin görmeyenleri uyarıp benzeri olumsuzluklara karşı hazırladıklarını göstermektedir.
Bu, kök teması ile açıklanmakla birlikte, ormanlarda yan yana bile bulunmayan ağaçların da uyarıldıkları görülmekte fakat haberleşmenin nasıl yapıldığı bilinmemektedir.
Bitkilerin kendine ait bölümlerinin kendi aralarında ve bitkilerin diğer bitkilerle haberleştiği birçok deneyle belirlenmiştir..
Bitkilerdeki haberleşme iletimi kimyasal maddelere dayanıyor. Bitkinin farklı bölgeleri arasındaki iletişimi göstermek üzere yapılan bir dizi deneyde köklerin, sürgünlerin ya da yaprakların bir bölümü söküldüğünde ışık, su ya da mineral miktarı azaltıldığında veya bitkinin bir bölgesi değişik düzeylerde ışığa maruz bırakıldığında bitkinin öteki bölgelerinin büyüme ve gelişmesinde özel değişimler gözlenmiş.
Bu, uyartıların bitki içinde iletildiğini gösteren ve “korelasyon” olarak adlandırılan bir durumdur. Tüm bu durumlarda bitkinin gelişimi, denge durumunu yeniden yakalayabilmek ve kök/sürgün oranını uygun düzeye getirmek için düzenlenir; bu da hata düzeltme yöntemiyle öğrenme olarak değerlendirilebilir.
Bitki içindeki bu haberleşmeyi sağlayan maddelerse çok çeşitlidir: protein ve peptitler, mineraller, oligonükleotidler, nükleik asitler, gazlar, elektriksel ve sinyaller, basit şekerler, aminoasitler, yağlar, hatta RNA lar.
1980’li yıllarda kavak, akağaç ve meşe üzerinde yapılan bir deneyde bu ağaçların yapraklarının bir bölümü yok edildiğinde ağacın geri kalan bölümünün otobur hayvanların yiyemeyeceği bazı maddeleri, özellikle de tanen salgıladığını gözlemiş.
Başka bir deyişle, ağaç fazla tüketilince kendini yenemez hale getirmiş. Ama daha şaşırtıcı olan, yara almamış komşu ağaçlarda da aynı maddelerin üretilmesi olmuş!
Söz konusu ağaçlarda tanen miktarı, zarar görmüş ağaçlardakiyle aynı oranda çıkmış. Kısacası yara almış ağaçların bir tehlike sinyaliyle komşularına haber verdiği anlaşılmış.
Aynı dönemde yapılan benzer bir deneyde Güney Afrika’daki Pretoria Üniversitesi’nden Profesör Van Hoven, alt yaprakları sopayla parçalanan akasyaların bu yapraklarını on beş dakikada bir tahlil etmiş.
Yapraklardaki tanen miktarının düzenli olarak arttığını gözlemleyen Van Hoven, ağacın düzenli olarak sopalanmasından iki saat sonra tanen miktarının iki buçuk katına ulaştığını saptamış.
Deney bu kez bazı akasyalar dışarıda bırakılarak yinelendiğinde vurulan ağaçlara üç metre uzakta bulunan tüm ağaçlarda aynı tanen artışının olduğu gözlenmiş.
Başka bir deneydeyse Hollanda’daki Radboud Üniversitesi’nden Josef Stuefer, tırtıl saldırısına uğrayan bitkilerin çevredeki öteki bitkilere bu haberi yaydığını ve haberi alanların da olası, benzer bir saldırıya karşı kimyasal maddeler aracılığıyla daha korunaklı hale geldiğini belirlemiş.
Çevre koşullarına en iyi şekilde ayak uydurabilmek için bitkilerde gelişim yaşam boyu sürer ve bitki, değişen çevre koşullarına uyum sağlayacak esneklikte hareketlerde bulunur.
Bitkiler gövdelerinin, yapraklarının ve köklerinin şekillerini, hatta farklı dokularda yer alan hücre sayı ve tiplerini ciddi oranda değiştirebilir. Kimi bitkiler de yaşam döngülerinin bir bölümünde dişiyken, sonraki bölümlerinde erkek davranışı gösterebilir; daha sonra yeniden dişi davranışına geçebilir.
Genel olarak bitkilerin, 15 kadar çevresel etkeni gözlemleyip bunlar doğrultusunda yaşamsal kararlar verdiği saptanmıştır. Örneğin kökler, toprağın nemini ve içerdiği minerallerin oranlarını ölçebilir ya da yeni sürgünler çevredeki ışık kaynaklarını ve onların güçlerini hesaplayabilir. Elde ettiği veriler doğrultusunda da bitki ne yöne doğru büyüyeceğine karar verir.
Bilim insanları yapılan deneylerde, soğuk ortamlara uyum sağlayan kedi kuyruğu (Phleum pratense) adlı otsu türün farklı renklerdeki ışığa, dokunmaya ve değişik miktardaki kalsiyum, oksijen, nem, sıcaklık, etilen ve bitkilerde büyüme ve gelişmeyi düzenleyen en önemli hormonlardan biri olan oksine verdiği tepkileri gözlemlediler.
Bu tepkilerin yerçekimine zıt yönde büyümeyi değişik oranlarda etkilediğini belirlediler ama daha önemlisi, bitkinin tüm bu farklı etkilere verdiği tepkinin bütünsel bir değerlendirme sonucu olmasıydı.
Bu sonuçlar tam da hayvanlardaki zekâya benzer bir durumdu.
Güneş ışığının bitki için yaşamsal önemi ne kadar açık bir gerçekse bitkilerin ona ulaşmak için verdiği mücadele de bir o kadar dikkat çekici.
Ancak bitkilerin çoğu için söz konusu mücadele, pasif bir ışığa yönelimle kalmaz: Işığın miktarı ve kalitesi (hangi dalgaboyunda olduğu) algılanır, çevredeki komşu bitkiler içinden olası rakiplerin yerleri saptanır, buna göre gövde incelerek uzar ya da dallarla yana doğru genişler. Köklerin gelişimi de ışık yoğunluğunun bitkinin öteki bölümlerinde algılanması ve bu algının bitki içinde iletilmesinin kanıtı olacak şekilde değişkenlik gösterir.
Bitkiler de Öğreniyor
Bitkiler, çevresel koşulların çok çeşitliliği sebebiyle öğrenme için deneme-yanılma yöntemini kullanır. Değişik koşulları analiz edip davranışlarını buna göre düzenleyerek öğrenirler.
Örneğin yerçekimine karşı hareket, yani köklerin suya ve minerallere doğru uzanırken sürgünlerin ışığa doğru yönelmesi ve bu yönelimin hangi açıyla gerçekleşeceği bile aslında bir öğrenmedir.
Bitkilerin deneme-yanılma yöntemiyle öğrenmesine başka bir örnek, susuz kalan yapraklardaki stomaların kapanmasında gözlenir. Su kaybını en aza indirirken gaz girişini de istenen düzeyde tutmak için stomalar bir seferde daralmaz; en uygun açıklığa ulaşmak için geri beslemeli bir dizi açılıp kapanmadan sonra uygun açıklığı öğrenirler.
Yeniden suya kavuşulduğunda da bu mekanizma tersine doğru işler. Rüzgârın bitkinin gövdesini eğmesine karşılık bitkinin uygun esnekliği yakalamak üzere gövde kalınlığını değiştirmesi de benzer bir deneme-yanılma sürecinin sonucudur.
Bitkilerin susuz kaldıklarında deneme-yanılma yöntemiyle kendilerine en uygun duruma ulaşmak için seçtikleri başka mekanizmalar arasında kök/sürgün oranını değiştirme (deneylerde bu oranın 20 katına kadar çıktığı gözlenmiş), bitki yüzeyindeki tüylerin arttırılması, erken çiçeklenme ve damar sisteminin uyarlanması da sayılabilir.
Tüm bu fizyolojik ya da morfolojik tepkiler, var olan su düzeyiyle en uygun su düzeyi arasında bir değerlendirme yapabilmeyi gerektirir. Bu değerlendirmede topraktaki mineraller, ortam sıcaklığı, nemlilik, bitkinin yaşı, geçmişi ve hastalıkları gibi birçok etken de göz önüne alınır ve bu nedenle verilecek son kararı bitkinin tümü birden verir.
Hiç yorum yok:
Yorum Gönder