Bilim ve teknoloji bloğu

13.05.2014

Bitkiler Sandığımızdan Daha Akıllı Olabilir mi?


Hepimizin bildiği gibi bitkiler bariz sebeplerden dolayı akıl sahibi canlılar olarak görülmüyor. Bir hayvan gibi hareket edemiyor, iletişim kuramıyor ve çevreleri ile aktif iletişim kuramıyorlar. Peki bu öngörüler gerçekten doğru mu? Bitkilerin de bir sosyal yönü olabilir mi? Bu soruları cevaplayabilmemiz için bazı örneklere göz atmamız lazım.

Hayvanlara özgü olduğu düşünülen yiyecek arama güdüsünün bitkilerde gözlenip gözlenemeyeceğini araştıran Dr. James F Cahill (419 Focusing the metaphor: plant root foraging behaviour) ilginç bir deney gerçekleştirdi. Venüs sinek kapanı gibi belli bir şekilde avlanarak ihtiyacı olan besinleri sağlayan bitkiler istisna olarak görülür ve bitki türünün yiyecek arama güdüsüne sahip olduğu farz edilmez. Bu yüzden farklı bir yol izlemek gerekebilir. 

Venüs sinek kapanı ve avı
Venüs sinek kapanı ve talihsiz avı

Bitkilerde yiyecek arama güdüsü deneyi

Deney gereği bir kaba yerleştirilen bitkinin toprağında besinler homojen bir şekilde dağıtılmışken bir diğerinde besinler öbek öbek yerleştirildi. Toprak altına yerleştirilen kameralarla köklerin büyümesi izlendi. Hızlandırılmış görüntülerde bitkinin köklerinin bir solucan gibi hareket edip birkaç kere yön değiştirdiği daha önce de gözlemlenmişti. Bu deneyde ise homojen besin kaynağına sahip bitki kökleri sabit bir hızda büyürken öbeklenmiş besin dağılımına sahip kaptaki bitki belirli bir kök uzantısında büyümesini hızlandırıp besin kaynağına ulaştığında büyümesini yavaşlattı. Bu davranış bir hayvanın yiyecek bulduğunda durması ile çok benzerdi. Peki ama yolunu nasıl bulabildi?

Küsküt otu ve domates

Bitkilerde koku alma

Dr. Consuelo De Moraes tarafından bitki dünyasının vampiri sayılan küsküt otu ile yapılan bir çalışmada bitkilerin koku alma duyusu ile yönünü nasıl bulduğu gösterildi. Küsküt otu kökü olmayan ve dolayısı ile yaşamak için diğer bitkilere yapışıp onların kaynakları ile beslenen bir ottur. Bu bitkinin bazı bitkileri diğerlerine nazaran daha çok tercih ettiği biliniyordu. Yapılan deneyde ilk önce bir küsküt otu domates bitkisi ile aynı kaba kondu. Küsküt otu yukarıdaki videoda görüldüğü gibi zorlanmadan konakçı bitkiyi buldu. Daha sonra küsküt otu domates ile başka bir bitkinin arasına kondu ve hangisini tercih edeceği gözlendi. Küsküt otu domatese yöneldi.

Photo by Justin Runyon; Courtesy De Moraes and Mescher Labs
Fotoğraf Justin Runyon; De Moraes and Mescher laboratuvarı
Küsküt otunun domates bitkisine saldırısı
Bu bulgulardan yararlanarak domates bitkisinin kokusu özenli bir şekilde ayrıştırılarak plastik bir çubuğun üzerine sürüldü. Deney tekrarlandığında küsküt otu diğer alternatifi değil domates bitkisinin "parfümü" sürülmüş olan plastik çubuğu tercih etti. Bu durum bitkilerin salınan kimyasallar yolu ile birbirlerini tanıyabildiğini gösterdi. Domates bitkisinin ayrıca küsküt otu tarafından saldırıya uğradığında imdat çağrısı olarak yorumlanabilecek farklı bir kimyasal salgıladığı gözlendi.

Tütün bitkisi ve davranış şekilleri

Birçok bitki dışarıdan gelen etmenlere tepki verir, yeni kesilmiş çimenlerin  ya da koparılmış çiçek kokusu buna örnektir. Bu kokular aslında alınan zarara karşı salınan kimyasallardır. Max Planck Kiyasal Ekoloji Enstitüsünden Dr Ian Baldwin ve Dr Danny Kessler vahşi tütün bitkisi (Nicotiana attenuata) üzerinde yaptığı araştırmada bitkinin kendisini tozlaşma ile döllemesi için gece az miktarda ışıldayarak ve çiçeklerinden benzil aseton yayarak çağırdığı gece aktif böceklerden bir kelebek çeşidinin (Manduca sexta) yine bitkinin üzerine yumurtlaması ile ortaya çıkan larva tehdidini kovmak için belli kimyasallar yaydığını keşfetti. Bu kimyasallar bu tırtıl çeşidi ile beslenen bir böceği çağırmak için kullanılıyordu. 

tütün ve tırtıl
Tütün bitkisi ve tırtıl ilişkisi
Tütün zaten birçok yırtıcı ile baş edebilecek nikotin kimyasalı salgılayarak güvende kalıyordu. Tırtıl tehdidinden avcı böcekle sayesinde kurtulamadığında ise çok da ha sıra dışı bir şey yaparak başka bir polenleyici seçme yoluna gidiyordu. Bir günden daha kısa bir süre içerisinde çiçeklerini sinek kuşlarının (Trochilidae)  beslenebileceği bir şekle sokuyordu. Bu sayede yenme riski olmadan çoğalabiliyordu. 

tütün ve sinek kuşu
Tütün bitkisinin çiçeği ve sinek kuşu ile etkileşimi

Bitkilerde rekabet

Centaurea maculosa olarak bilinen doğu Avrupa kökenli bir tür ise Amerika Montana'da yerel türleri yok ederek büyük hayvan besicileri için sorun yaratıyor. Bu tür köklerinden yaydığı kimyasallarla diğer türlerin köklerini öldürerek besin kaynaklarını ele geçiriyor. Bu sayede daha çok yayılıp kendi hayatta kalma şansını arttırıyor. Yörenin insanları kimyasallar ve koyunları kullanarak bu türü durdurmaya çalışsa da pek başarılı oldukları söylenemez. Bu bitkiyi durdurabilen tek şey ise yine başka bir bitki. Acı bakla (Lupinus) kendi yaydığı oksalik asit ile bir kür kalkan oluşturup saldırgan türün yayılmasını engellemekle kalmıyor, yerel türlerin yaşaması için bir alan da sağlamış oluyor. Bu şekilde toprak sahiplenme dürtüsünü bitkilerde de olduğu anlaşılıyor.

Centaurea maculosa
Centaurea maculosa
Sosyalleşen bitkiler

Bitkiler birbirlerini tanıyabilir mi? Evrimsel ekolojist Susan Dudley tarafından Turpgiller(Brassicaceae) ailesinden cakile türü ile yapılan bir deneyde yan yana konan ve aynı atadan gelen bitkilerin köklerinin farklı atalardan gelen bitkilere oranla daha kontrollü geliştiği görüldü. Farklı bir türle tekrarlanan deneyde farklı atalardan olan bitkiler hızlı bir şekilde kaynakları ele geçirmek için büyürken aynı atadan gelen bitkiler bölgelerine sadık kaldı. Bu bitkilerin aralarındaki kimyasal iletişim kesilip birbirlerini tanıması engellendiği zaman büyüme hızı da artış gösterdi. Kökler daha hızlı büyüyüp daha fazla saçaklandı. Bu iletişimin istemli olup olmadığı ise bilinmiyor.

Peki anne ağaç küçüklerini gözetir mi? British Columbia üniversitesinden Prof. Suzanne W Simard C14 ile yaptığı bir deneyde ilişkiyi gözlemledi. Duglas göknarı (Pseudotsuga menziesii) cinsi bir ağacın dalları bir torba ile hava geçirmeyecek bir şekilde bağlandıktan sonra torbaya C14 içeren CO2 eklendi. Ağaç karbon dioksiti soluması için bırakıldı. Sonrasında geiger sayacı ile redyoaktif karbon atomları takip edildi ve yakındaki genç bir ağaçta C14  izine raslandı. Karbon topraktan kökler ve mantar sistemi vasıtasıyla genç ağaca geçmişti. Prof. Suzanne W Simard durumu Avatar filmindeki tüm doğayı besleyen ana ağaca benzeterek "Filmi seyrederken benim çalışmalarımı okuduklarını düşündüm." dedi ve "Ormana baktığımızda onun sadece toprak üstündeki üçte birlik kısmını görüyoruz, aslında orman çok daha büyük bir yapı" diye ekledi.

Bitkiler tüm bunları nasıl yapıyor? Bir beyni ve hatta sinir sistemi bile olmayan canlılar nasıl iletişim kuruyor? Akıl için beyin şart mı? Buradaki örnekler cevapladıklarından daha fazla soru üretse de bitkilerin sadece bitki olmadığını sezdiriyor. Ayrıca bizimle aynı hızda hareket etmedikleri için daha düşük yaşam formları oldukları düşüncesini anlamsız kılıyor. İnsan oğlu olarak farklı bakış açıları ile bir meseleye bakabilmeli ve açık görüşlülük sergileyebilmeliyiz. Bitkiler belki de bir bilince bile sahiptirler, kim bilir?

C. Caner Telimenli


Belgesel: Bitkiler ne hakkında konuşur (İngilizce)