Bitkiler Karaya Nasıl Çıktılar?

Yaşamın, bundan milyonlarca yıl önce soğumakta olan yer kabuğunun ilk su birikintilerinin derinliklerindeki hidrotermal kuyucuklarda başladığı tahmin ediliyor.

Bu su birikintileri adeta birer çorbayı andırmaktaydı. İçlerinde, canlılığı oluşturacak molekülleri barındıran bir çorba. İlkel çorba. Canlıların ilkel çorbada başlayan maceraları karaya çıkmalarıyla taçlanmıştı. Gözden mi kaçıyor bilmiyorum ama uzun zamandır sanki sadece hayvanların sudan karaya çıkmalarının üzerinde duruluyor. Ya bitkiler?

Bitkiler karada kolonileşmeden önce dünya çıplaktı. Karasal bitkiler gezegenimizi, iklimi, jeolojiyi ve doğa tarihini değiştirdi. Hatta fosil yakıtlara dönüşerek geleceği dahi şekillendirmeyi başardılar. Yeşil bitkilerin dünya yüzeyini kaplayarak baskın hale gelmesinin başka bir sonucu ise insan türü gibi oksijenli solunum yapan pek çok farklı ve karmaşık türün ortaya çıkışına zemin hazırlamasıdır. Burada cevabı merak edilen asıl soru; karadaki bu kolonileşmeyi başlatan, kontak anahtarı etkisi yaratan şey neydi?

Sudan karaya çıkıştaki en önemli değişiklik bitkinin yaşamına devam edebilmesi için gereken su miktarında olmuştu. Bu ilkel kara bitkilerinden evrilen modern tohumlu bitkiler ise, çok daha karmaşık anatomilere sahip olacak şekilde evrilmişlerdi ve toprağın derinliklerinden su emebilir ve bu suyu gövdelerinin her yanına dağıtabilir duruma geldiler. Dolayısıyla daha hızlı biçimde ve daha çok büyümeyi başardılar.

Bitkiler karaya çıktıklarında kendilerine yetecek su miktarını nasıl değiştirmeyi başarmışlardı? Bu soruya cevap verebilmek için doğanın zaman makineleri olan yosunlar ve yeşil alglere bakmamız gerekmektedir. Leeds Üniversitesi’nden bir grup araştırmacı, ilkel bitkilerin günümüzde yeryüzünde bulunan mirasçılarından biri olan Physcomitrella patens adındaki yosunun genlerinin sorunun cevabını taşıyabileceğini düşünüyorlardı.

Physcomitrella patens’in araştırma için seçilmesinin sebebi bir kara yosunu olmasıdır. Yani aslında tam da aranılan özelliklere ve yaşam koşullarına sahip bir model organizmaydı. Araştırmacılar, bu bitkinin aşırı su kaybına nasıl dayanabildiklerini çözerlerse sorunun cevabını da yüksek isabetle veriyor olabileceklerini düşündüler.

Yapılan genomik analizler sonucunda, bitkilerin 500 milyon yıl önce sudan karaya çıkmalarında kilit rol oynayan genin ANR geni (ABA Non-Responsive) olduğu belirlendi. Antik kara bitkilerinin birçoğunda bulunan ANR geni, ortak ataları olan bir tatlı su yosunundan miras kalmıştı. Gen, o zamandan beri tohumlu bitkilerin evriminde kaybolmuş gibiydi. Bitkilerin üzerindeki genetik çalışmalarda genellikle tohumlu bitkiler üzerinde odaklandığı için bu genin keşfedilmesi olanaksız hale gelmişti.

ANR geni, ABA (Absisik Asit) adındaki bir bitki stres hormonu tarafından gönderilen sinyalleri iletmekte görevlidir. ABA hormonu, bitkiye su kaybetmekte olduğunu haber vererek, dehidrasyonla mücadele etmesini sağlayacak genleri etkinleştirmesini sağlıyor. Kurumaya başlayan yosunların çoğunlukla rejenerasyon sergilemesinin nedeni de budur. Tohumlu bitkilerde ABA, yapraklardaki buharlaşmayı azaltarak bitkinin su kaybını sınırlandırmaya yardım eder. Yani bitkinin kuru ortamla baş etmesinde kilit rol oynar. Su yosunları ise ABA’ya yanıt veremezler.

Tek bir genin dünya tarihini nasıl da şekillendirdiğini görebiliyorsunuz öyle değil mi?

Referans ve İleri Okuma

Andrew C. Cuming et al. Genetic analysis of Physcomitrella patens identifies ABSCISIC ACID NON-RESPONSIVE (ANR), a regulator of ABA responses unique to basal land plants and required for desiccation tolerance. The Plant Cell, May 2016 DOI: 10.1105/tpc.16.00091

Görkem Saylam

http://www.biyogaraj.com/populerbilim/bitkiler-karaya-nasil-ciktilar.html

#bitkiler #karaya #nasıl #Çıktılar?