Biyologlar - Biyolojiye Gerçekçi Yaklaşım

Ağaçların Uyku Çevrimleri İnceleniyor

---

Danimarka ve Macaristan'da çalışan bilimcilerin, ağaçların sirkadiyen ritimlerini inceledikleri çalışma sonucunda, ağaçların pek iyi uyuyamadıkları keşfedildi. Çizim: Anders S. Barfod

Ağaçların ve diğer bitkilerin, bütün gün öylece duran, hareketsiz ve edilgen organizmalar olduğunu düşünüyor olabilirsiniz. Yeterince güneş ve su aldıkları sürece, her şey yolunda gibi gözükür. Ancak işin gerçeği bundan çok daha karmaşık.

Bitkilerin geceleri, gündüz olduğundan daha farklı davrandığı uzun süredir biliniyor. 2017 yılında Jeffrey C. Hall, Michael Rosbash ve Michael W. Young, hayvanların ve bitkilerin sirkadiyen ritimlerini kontrol eden moleküler mekanizmalara ilişkin çalışmaları dolayısıyla Nobel Fizyoloji Ödülü aldı. Yeni yapılan çalışma da bu tabloya yeni ayrıntılar ekliyor. Örneğin meyve dikimlerinde, bitkilerin uyku şablonlarını izlememiz gerektiğini ortaya koyuyor.

Bitkilerin de Uyku Gereksinimi Var

İnsanlar gibi karmaşık hayvanlarda, uyku günlük ritimin önemli bir parçasıdır ve beden işlevlerinin sürdürülmesini sağlar. Biz uyurken, duyularımız büyük ölçüde kapanır ve kas gruplarımız gevşer.

Bitkilerin sinir sistemi ve kasları olmasa da, onlar da güneş batınca uyku moduna geçer ve fotosentez durur. Tıpkı bizde olduğu gibi, onlarda da metabolizma değişimi görülür.

Şimdiye dek, bilimciler bitkilerin genel olarak 24-saatlik bir günlük ritim izlediğini varsayıyordu. Ancak yeni yapılan çalışma, bu varsayımın her zaman geçerli olmadığını ortaya koydu. Eğer bitki stresini azaltmak istiyorsanız, bunu bilmek çok önemlidir.

Bitki Uyurken Ne Olur?

Bitki metabolizması, güneş ışığının yoğunluğuna bağlı olarak gün boyu sürekli değişir. Ancak geceleyin bitki nişastaların ve şekerlerin yeniden dağıtımını yaparak, ertesi günün fotosentezi ve biyo-kütle üretimi için koşulları en uygun duruma getirir.

Bitkinin kendini bir sonraki güne hazırlayışı, tıpkı bizim iyi bir gece uykusundan sonra kendimizi daha dinç ve üretken hissetmemize benzer. Bunun anlamı, hücrelerin turgor basıncının geceleyin değişmesi ve her sabah aynı başlangıç noktasına gelmesi demektir; tabi bitki stresli veya hasta olmadığı sürece.

Serada 20 Tür Ağaç

Yeni çalışmayı gerçekleştiren bilimcilerin, ağaçların geceleyin yaptığı hareketler üzerindeki araştırmasından önceki geleneksel anlayış bu şekildeydi. Ekip, seralarda yetiştirilen ağaçların tepe tacının küçük hareketlerini ölçmek için 3D-lazer tarama kullandı.

Daha önce yapılan çalışmalarda, huş ağaçları üzerinde böyle ölçümler gerçekleştirilmişti ama bu kez bilimciler, bütünüyle kontrollü koşullar altında 20 farklı ağaç türünü inceledi. Ağaçlar, çiçekli bitkilerin farklı evrimsel soylarını temsil ediyordu.

Ölçümler, kısa bir zaman periyodunda yüksek doğruluklu uzaklık ölçümlerinden büyük miktarda toplayabilen bir atım radarı ile alındı. Veriler 3D-nokta bulutu şeklinde görselleştirildi. Bu ölçümleri her 30 dakikada bir yineleyerek, dalların ve yaprakların konumlarının zaman içindeki değişimlerine ilişkin bilgi edinildi. Veriler, çeşitli ağaç türlerinin tepe tacının geceleyin yaptıkları hareketlerin farklılıklarını ortaya çıkardı.

Bir zeytin ağacının 3d-nokta bulut görüntüsü, bitki hareketlerini yüksek bir doğruluk düzeyinde ortaya çıkardı. (Çizim: Anders S. Barfod)

Ağaçların Çoğu Rahat Uyuyamıyor

Bazı türlerde tepe tacı yukarı kalkarken, diğerlerinde biraz aşağı iniyor. Zeytin ağacı ve kartopu (gilaburu) gibi bireysel ağaçlarda, tepe tacının alt bölümü aşağı hareket ederken, üst bölümü yukarı hareket ediyor.

Bazı ağaçların tepe tacı sadece 5 milimetre kadar hareket ediyor, ki verilerdeki gürültüyü filtrelemek için konan eşik değer de 5 mm idi. Diğer tepe taçları ise 2 cm kadar hareket ediyor.

Elde edilen en şaşırtıcı bulgunun ise ağaçların çoğunun, 12 saatten çok daha kısa çevrimlerle hareket ediyor olması olduğu söylenebilir. Yani bu ağaçlar bir anlamda rahat rahat uyuyamıyor. En belirgin şablon, yaklaşık dörder saat süren üç çevrime sahip manolyalarda gözlemlendi.

Neden Böyle?

Ağaçların uyku ritimlerinin keşfi henüz çok yeni olduğundan, bunun ardında yatan nedenlere ilişkin sadece bazı tahminler var. Ancak şunu biliyoruz ki, hareketlerin, bitki dokusunun turgor basıncındaki çalkalanmalarla ilgisinin olması gerekiyor. Ağaç türleri arasında saptanan farklılıklar çok da şaşırtıcı değildi, çünkü anatomik yapıları ve sertlikleri farklıydı.

Fotosentezin rolünün çok küçük olduğu açıkça belli olan gece saatlerinde, turgor basıncındaki çevrimlerin nedeni hakkında çeşitli tahminler var. Araştırmayı yapan ekip, pompalama mekanizmasının bir bölümünü de oluşturan, dokuya özgü koordineli turgor basıncı değişimleri öneriyor. Ancak bu gibi mekanizmaların nasıl işlediğinin açıklığa kavuşturulması için başka çalışmaların yapılması gerekiyor.

Ağaç hareketlerinin bu şekilde incelenmesi, ağaç sağlığını izlemek için de verimli bir yol sunuyor. Örneğin, bir orkidenin susuzluktan ya da hastalıktan acı çektiğini, insan gözüyle anlaşılabilir hâle gelmden yani çok geç olmadan anlamak mümkün olabilir.

BilimFili.com: "Ağaçların Uyku Çevrimleri İnceleniyor"

https://bilimfili.com/agaclarin-uyku-cevrimleri-inceleniyor/

---