Bitki Sapı Köklere Işık İletiyor

Bitkilerin çiçeklerinde, yapraklarında ve dallarında bulunan ışık almaçlarının, bitki büyümesini düzenlediği uzun süredir biliniyor. Ancak köklerde de varolan bu almaçların, yeraltının karanlığında tam olarak ışığı nasıl algıladıkları açıklığa kavuşmamıştı.

Güney Kore’de bulunan Seul Ulusal Üniversitesi’nden Hyo-Jun Lee ve çalışma arkadaşları, hardal ağacı familyasından küçük bir çiçekli bitki olan Arabidopsis thaliana bitkisi üzerinde yaptıkları araştırmalar sonucunda ilginç bir sonuca ulaştı.

Ekip, bitki sapının tıpkı bir fiber optik kablo gibi davrandığını fark etti. Sap, güneş ışığını doğrudan aşağıya doğru, köklerde bulunan ve fitokrom (İng. phytochrome) adı verilen ışık almaçlarına iletiyor. Böylece HY5 adı verilen bir proteinin üretimi tetikleniyor. Bu protein köklerin sağlıklı büyümesini sağlıyor.

Bitki üzerinde yapılan deneylerden birinde, bitkinin fitokrom mutasyonu geçirmesi sağlandığında, HY5 üretiminde düşüş olduğu saptandı. HY5 mutasyonuna uğradıklarında ise bitkilerin köklerinin büyümesinin durduğu ve tuhaf açılar yaptıkları görüldü.

Işık mı, Kimyasallar mı?

Işığın bitki boyunca doğrudan mı iletildiğini, yoksa köklere giden sinyalleyici kimyasalları mı etkinleştirdiğini anlamak için bilimciler, bitki sapına optik fiber aracılığı ile bir ışık kaynağı taktı. Köklerin ucundaki bir yeraltı algıçı (dedektörü), ışığın bitki boyunca iletildiğini doğruladı.

Dahası A. thaliana örneklerine karanlık ortamda yaygın bilinen sukroz gibi bitki sinyalleyici kimyasalları uyguladıklarında, kök büyümesinde dikkate değer bir artış gözlemlenmedi. Bu da böyle kimyasalların büyümeyi tetiklemediğine işaret ediyor.

Bitki boyunca en verimli biçimde ilerleyen ışığın kırmızı ışık olduğu saptandı. Bu gibi uzun dalgaboylu ışığın, daha kısa dalgaboylu olan mavi ve yeşil ışıktan daha uzağa gidebileceği için tercih edilebilir olacağını belirtiyor Lee. Bununla birlikte, ışığın yoğunluğu topraktaki canlıların köklerin ışıldamasını göremeyeceği kadar ya da bakterilerin fotosentez için kullanamayacağı kadar düşük olacağını ekliyor.

Yaygın Bir İşlev mi?

Bitkilerin büyük bölümünde fitokromlar bulunuyor. Bu durum, güneş ışığını doğrudan köklere göndermenin kök büyümesini optimize etmek için yaygın kullanılan bir mekanizma olduğunu akla getiriyor. Bu akla yatkın, çünkü ışık sinyallenmesi kimyasal sinyallemeden daha hızlı olur. Ancak bu çalışma, söz konusu varsayıma ilişkin kesin bir kanıt sunmuyor.

Araştırmacılar birkilerin ışık almaya başlamasından 2 saat kadar sonra kök fitokromlarının etkinleştiğini buldu. Işığın doğrudan gönderilmesi durumunda beklenecek olandan daha uzun bir süre bu. Yanı sıra, çalışmada ışık, sap ve kökler arasında aracılık edebilecek sadece bir avuç sinyalleyici kimyasalın incelendiğini akılda tutmak gerek. Dolayısıyla hareketli aracı sinyal olasılığını bütünüyle devre dışı bırakmak için henüz erken.

Kaynak: New Scientist, “Plants ‘see’ underground by channelling light to their roots“
<https://www.newscientist.com/article/2111027-plants-see-underground-by-channelling-light-to-their-roots/>

İlgili Makale: Science Signaling, DOI: 10.1126/scisignal.aaf6530
<http://www.dx.doi.org/10.1126/scisignal.aaf6530>

Sevkan Uzel

BilimFili.com "EBitki Sapı Köklere Işık İletiyor"

http://bilimfili.com/bitki-sapi-koklere-isik-iletiyor/

#bitki #sapı #köklere #işık #iletiyor