Hayvanlar kendi sürülerini yaklaşan yırtıcılara karşı uyarmak için sıklıkla özel sinyaller kullanıyor. İlginç bir şekilde, bitkilerde de benzer davranışlar gözlemleniyor. Tokyo Bilim Üniversitesinde çalışan araştırmacılar da böyle bir işleyiş keşfederek bu konuya ışık tutmuşlar. Fare kulağı teresini (Arabidopsis thaliana) örnek sistem şeklinde kullanan araştırmacılar, otçul hayvanların zarar verdiği bitkilerin uçucu kimyasal “kokular” yaydığını ve bu kokuların da komşu bitkilerin savunma genlerinde epigenetik değişimleri tetiklediğini göstermişler. Söz konusu genler daha sonra otçul karşıtı savunma sistemlerini tetikliyor.
Doğada pek çok hayvan türü (özellikle de bilinen avcıları olanlar), kokudan sese kadar değişen çeşitli yöntemler kullanarak birbirlerini yaklaşan tehlikelere karşı uyarıyor. Şimdiyse konu üzerinde yürütülen birden fazla çalışma sayesinde, bitkilerin de saldırı altındayken alarm verdiğine inanmak için sebebimiz var.
Yapılan önceki çalışmalarda nane bitkisinin yanında yetişen soya fasulyesi ve yabani hardal (Brassica rapa) bitkilerinin, naneden çıkan uçucu maddelere “kulak vererek” yapraklarındaki savunma genlerini etkinleştirdiği ve bu sayede otçul zararlılara karşı artan savunma özellikleri sergilediği keşfedilmiş. Daha basit ifade etmek gerekirse; nane yaprakları otçul bir canlının saldırısından sonra zarar gördüğünde, zarar gören nane bitkisinin yaydığı kimyasal sinyaller civardaki bitkilerin savunma sistemlerini faaliyete geçirmiş. Japonya’daki çeşitli araştırma enstitülerinde çalışan ve mekanizmayı daha iyi anlamak isteyen bilim insanları, bitkilerin verdiği bu yanıtları biyolojik çalışmalarda yaygın şekilde kullanılan bir bitki modeli olan Arabidopsis thaliana‘da incelemiş.
Tokyo Bilim Üniversitesinde çalışan ve makalenin yazarlarından biri olan Profesör Dr. Gen-içiro Arimura şöyle aktarıyor: “Zararlıların yediği bitkilerden yayılan kokulara maruz kalan civardaki sağlam bitkiler, zararlılara karşı direnç geliştirebiliyor. Kokuya karşı tepki veren bitkilerde savunma genlerinin ifadesini uyarmak bu dirençte kilit önem taşısa da, söz konusu uyarılma halinin açılıp kapatılmasına dönük moleküler mekanizmalar anlaşılmış değildi. Bu çalışmada histon asetillenmesinin veya epigenetik düzenlemenin, direnç gelişimi olgusuna dahil olduğunu varsayıyoruz.”
Bulgular geçtiğimiz ay Plant Physiology bülteninde sunuldu.
Araştırmacılar yaptıkları çalışmada bitkileri ilk önce β-osimen maddesine maruz bırakmışlar. Uçucu organik bir bileşen olan β-osimen, pamuk yaprak kurdu (Spodoptera litura) gibi otçul canlıların bitkilere saldırmasıyla yayılıyor. Bilim insanları daha sonra bu uçucu kimyasal ile etkinleşen bitki savunmasının tam faaliyet mekanizmasını belirlemeye çalışmış.
Sonuçlar ilginçmiş; Arabidopsis‘in yapraklarında, “epigenetik” değişimlerle gerçekleştiği tahmin edilen savunma mekanizmaları başlamış (epigenetik, çevresel etkilerle oluşan gen regülasyonlarını ifade ediyor). Bu vakada hasar gören bitkilerin yaydığı uçucu kimyasallar, histon asetillenmesini ve aralarında etilen yanıt unsuru genleri “ERF8” ile “ERF104″ün de yer aldığı savunma geni regülatörlerinin ifadesini artırmış. Araştırma takımı gözlenen otçul karşıtı özelliklerin başlatılması ve sürdürülmesinden, belli bir takım histon asetiltransferaz enzimlerinin (HAC1, HAC5 ve HAM1) sorumlu olduğunu keşfetmiş.
Bilim insanları, epigenetiğin bitki savunmasında rol oynadığını keşfetmekten heyecan duyduklarını aktarıyor. Araştırmacılara göre bitkiler arasında uçucu bileşenler yoluyla gerçekleşen bu iletişim, organik tarım sistemlerine de uygulanabilir. Bu sayede bitkilerin zararlılara karşı direnci artırılabilir ve tarım ilaçlarına olan büyük bağımlılığımız etkili şekilde azaltılabilir.
(Ç.N: Fakat buradaki iletişim ve uyarı tabirlerinin benzetme amaçlı kullanıldığını belirtmekte fayda var. Hayvanlardaki gibi beyinleri ve sinir sistemleri olmayan bitkiler, gerçekte hissedip düşünmüyor ve birbirleriyle hayvanların yaptığı şekilde iletişim kurup birbirlerini böyle uyarmıyorlar. Araştırmacıların gözlemlediği bu olgu, belki de milyonlarca yıl boyunca kendiliğinden gelişmiş evrimsel bir etki tepki mekanizması.)
Arimura sözlerini şöyle sonlandırıyor: “Bitkilerin doğal hayatta kalma stratejilerinin mahsul sistemlerinde etkili şekilde kullanılması, çevresel sorunları ve gıda sorunlarını eş zamanlı şekilde çözüme kavuşturan sürdürülebilir bir toplumun gerçeğe dönüştürülmesine bir adım daha yaklaşmamızı sağlayacak.”
Kaynak: Tokyo Bilim Üniversitesi. Çeviren: Ozan Zaloğlu.
