Bitkiler ne görür?
Bitkilerin ne gördüğünü araştırmaya ilk olarak baba oğul Darwinler başlamıştır. Darwinlerin yaptığı deneylerin bir kısmının yanlış olduğunu bu gün bilsekte, fototropizmin temelini atmışlardır. Bundan yüz yılı aşkın süre önce, yoğun miktarda tütün yetiştirilen Maryland'in güneyindeki çiftçilerin dikkatini, tarlalarında tek tük çıkan bir değişik tür çekti.
Hiç durmadan büyüyormuş gibi görünen bu tür, 4.5 metre boyuna kadar erişebiliyor, neredeyse yüz yaprak çıkarabiliyor ve ancak don başladığında büyümesi duruyordu. Bitki büyüyordu büyümesine ama pek çiçek açmıyordu. Yani artısı var ama eksiside vardı.
ABD Tarım Bakanlığından (USDA) iki bilim insanı bu bitkinin ne zaman çiçek açması, ne zaman tohum vermesi gerektiğini neden bilmediğini araştırmak için işe koyuldular. Bu bitkiyi saksıda yetiştirmeye başladılar. Bu bitkilerin bir kısmını sürekli dışarıda, bir kısmını öğleden sonra ışıksız ortama alarak yetiştirdiler. Deney sonunda az ışık miktarı, bitkinin büyümesini durdurup çiçeklenmeye başlaması için yetmişti. Yani bu tür uzun yaz günlerinde hiç durmaksızın yapraklanmaya devam ediyordu. Fotoperyodizm olarak adlandırılan bu durum, bitkilerin ışığı algıladıklarına dair ilk güçlü kanıtı oluşturmuştu. Gelecek yıllarda farklı bitkilerde de yapılan deneyler, birçok bitkinin ancak kısa günlerde çiçeklendigini ortaya koydu. Bu tür bitkilere "kısa gün" bitkileri adı verildi. Bu çiftçilerin ışığı kontrol ederek bitkilerin davranışlarını değiştirebilecekleri anlamına geliyor.
Fotoperyodizm kavramından sonra bilim insanları şu soruları sormaya başladılar: Bitkiler gündüz ve geceyi nasıl ayırt ediyor? Bitkiler hangi renkleri görüyor?
İkinci dünya savaşı yıllarında bilim insanları ışıkları açıp kapayarak bitkilerin çiçeklenmesini kontrol edebileceklerini keşfettiler. Kısa günlerde, gecenin bir yarısı birkaç dakikalığına açılıp kapatılan ışık, soya fasülyesi gibi bir kısa gün bitkisinin çiçeklenmesini durdurmaya yetmişti. Öte yandan, gece yarısı birkaç dakikalığına yine ışığı açarak "uzun gün" bitkilerinin kış ortasında çiçeklenmesini sağlayabiliyorlardı. Bu deneyler bitkilerin günün uzunluğuna göre değil, gecenin karanlığını ölçtüklerini kanıtlamış oldu.
Çiçek yetiştiricileri bu tekniklerden yararlanarak ciçeklerin açmasını özel günlere kadar bekletmeyi sağladılar. Normalde kasımpatılarının sonbaharda açması, anneler gününün ise ilkbaharda olması çiçekçiler için ciddi bir sorundur. Sonbahar ve kış geceleri birkaç dakikalığına fasılalı ışıklar yakarak, seralardaki çiçeklerin açması engellenmiştir.
Anneler gününe birkaç hafta kala geceleri ışık yakımı durdurulur, kasımpatıları çiçek açar ve siz annenize kasımpatı alabilin diye piyasaya sürülür.
Bilim insanları bitkilerin hangi renkleri gördüklerinle de ilgilenmişlerdir. Burası önemli: Bilim insanları tarafından deneye tabi tutulan bitkilerin istisnasız hepsinin yalnızca kırmızı ışığa tepki verdiği gözlemlenmiştir. Mavi ve yeşil ışığın hiçbiri çiçeklenmiş bitkileri etkilemezken, kırmızı ışığın birkaç dakikası onları etkilemeye yetmiştir.
1950'lerin başlarında ABD Tarım Bakanlığı laboratuvarlarında kırmızı ışığın etkilerini yok eden harika bir buluşta bulundular. Bu buluş alacakaranlıkta belli belirsiz görünen (far-red light) uzak-kırmızı ışıktır. (Konuyla alakasız İnfrared ışığın insan üzerinde de etkileri vardır.) yani uzun gecelerde normalde çiçeklenmeyen süsenlerin üzerine gecenin ortasında kırmızı ışık tutarsanız, doğadaki süsenlerinkinden daha parlak ve daha güzel çiçekler açarlar. Ama... kırmızı ışık üzerine uzak-kırmızı ışık tutarsanız, bitki sanki hiçbir şeye maruz kalmamış gibi davranır. Yani en başa dönülür. Felsefi bir şekilde bakılırsa, bitkiler gördükleri en son rengi hatırlar. Warren L. Butler ve arkadaşları bitkilerde bir ışık reseptörü
buldular ve adına "fitokrom" dediler. Yani bitkiler gün batarken gördükleri son ışıkla kontağı kapatır, gün doğarken gördükleri ilk ışıklarla uyanır.
Gecenin ortasında bitkinin orasına burasına ışık tutarsanız (hatta tek yaprağına) bitkinin tamamının tepki verdiğini görürsünüz. Ama bitkinin bütün yaprakları budandığında bitki kör olur.
Hollandalı bir doktor çeşitli denemeler sonucunda mutant arabidopsis üretimiştir. Bu bitkilerin bazıları kırmızı ışığa tepki vermemiş ama mavi ışık altında daha uzun olmuşlar, bazıları UV ışığa tepki vermiş, bazıları loş veya parlak ışıkta gelişim göstermişlerdir. Bunun sebebi kusurlu fotoreseptörlerdir.
DNA dizilimini bildiğimiz arabidopsisin en az 11 farklı fotoreseptörünün olduğunu biliyoruz. Bunların kimisi bitkiye ne zaman çimleneceklerini, ne zaman ışığa doğru eğileceklerini, veya ne zaman çiçekleneceklerini bildirir. Bitkilerin görme duyusu insanındakinden çok daha karmaşıktır. Bitkiler için ışığın bildirimden daha önemli olanı besin kaynağı olmasıdır. Bitkiler avlanamadıkları için bizim gibi sadece tüketmek yerine aynı zamanda üretirler.
Yani onlarında ışığı avlaması gerekir. Plajda güneşlenmemize engel olan şeyleri biz belki uzaklaştıra biliriz ya da oradan kalkıp gidebiliriz ama onlar bunları yapamayacakları için hızla ışıya doğru ırganırlar. Yaşayabilmek için ışığın rengini, miktarını, süresini, yönünü bilmek zorundalar. Bizim gibi sadece görünen spekturumu değil, elektromanyetik dalgaları bile algılayabilirler. Bitkiler bizden nasıl ayrılır? En başta bizim gibi verileri derleyip toplayan sinir sistemleri yoktur. Düşünsene bütün dalga boylarını algılayabiliyorsun ama derleyen bir sistemin yok. Bitkiler ışıklardan topladıkları ipuçlarını yaşayabilmek için kullanırlar. Bizim nasıl yaprağımız yoksa, onlarında reseptörlerin toplandığı bir gözleri yoktur. Göz ışığı toplar, beyne iletir, beyin bilgiyi işler, ve gerekiyorsa tepki veririz. "Aaa ne güzel bir resim" ya da "ışık gözümü alıyor" gibi. İnsanlarda ve bitkilerde kırmızı ışığı algılayan resöpterler, ödevi aynı olsa bile kimyasal yapısı ve işleyişi farklı olan reseptörlerdir. Tabi hepimiz ortak atadan geldiğimizi biliyoruz, öyleyse onlarla ortak özelliklerimiz yok değil. Mesela insanda biyolojik saati (sirkadyen ritim) ayarlayan mekanizma, bitkilerdekine çok benzerdir. İkimizde de bunu mavi ışık reseptörü yönetir. Onlarda bizim gibi "jet lag" etkisini yaşar.
Eğer görmeyi bizim gibi televizyon izlemek olarak algılıyorsanız, hayır bitkiler televizyon izlemez. Onu görmezler. Ama görmeyi gün ışığının doğmasıyla alarm çalmadan uyanmak olarak düşünürseniz, evet bitkiler görürler.
Yazıma son vermeden önce bir kaç bir şey daha yazmak istiyorum. Bir ara uzunca bir süre gündemimizi meşgul eden kara delik fotoğrafını hatırlayanlarınız çıkar belki. "Fotoğraf" dediğimize bakmayın. Bilim adamları fotoğraf makinesiyle "çıkıırt" diye çekmediler onu. Dünyadan 53 milyon ışıkyılı uzaktaki o kara delik, dünyanın farklı noktalarına yerleştirilmiş 13 farklı teleskopun yakaladığı çeşitli sinyallerin iki yıl boyunca değerlendirilip birleştirilmesiyle oluşturuldu. Hatta çalışan farklı gruplar, bu verilerden farklı farklı "fotoğraflar" elde etti de, en sonunda en güvenilir olanı seçip medyaya sürdüler. Demem o ki, siz ne görmek isterseniz onu görürsünüz. Gülde diken, dikende gül.
Yorumlar
Yorum Gönder