Biyologlar - Biyolojiye Gerçekçi Yaklaşım

Tetik

---

Ormanda kayboldunuz, saatlerdir aç ve susuz bir şekilde dolanıyorsuz.

Kendi kendinize “kaderde ormanda açlıktan ölmek de varmış” diye düşünürken birden etrafında şerbet çeşmeleri dizili olan bir açıklığa ulaşıyorsunuz, kefeni yırttınız, en azından açlıktan ölmeyeceksiniz. Hemen şerbetlere doğru hızlı adımlarla yürümeye başlıyorsunuz ama açlıktan olsa gerek nereye bastığınıza dikkat etmediğiniz için yere saplı duran bu kırmızı çubuğa ayağınız takılıyor ve düşüyorsunuz. İşte o anda bunun bir tuzak olduğu, takıldığınız şeyin de tetik mekanizması olabileceği aklınıza geliyor. Korkuyla birşeyler olmasını bekliyorsunuz ama hiçbirşey olmuyor. Demek ki bu bir tuzak değil. Kefeni bir kere daha yırttınız.

… mı acaba?

Aslında şu anda ölümle burun burunasınız, acılar içerisinde kıvranarak yavaş yavaş ölmeye başlamanız an meselesi, herşey şimdi ne yapacağınıza bağlı. Aynı çubuğa, ya da şimdi fark ettiğiniz yakındaki benzer iki çubuktan birisine, 30 saniye içinde yeniden dokunduğunuz an belki de gökyüzünü gördüğünüz son saniye olacak. 1/10 saniye kadar kısa bir süre içinde zemin bir kitap gibi katlanıp sizi içine hapsedecek. O durumda tek şansınız sizi yemeye çalışan şeyin sizi zahmete değmeyecek kadar küçük bir lokma olarak görmesi. Eğer gerçekten küçükseniz, o zaman yandaki parmaklıklar arasından sıyrılıp bu tuzaktan kaçabilirsiniz (yerdeki çubuklardan uzak durmak kaydıyla). Ama eğer parmaklıklar arasından geçemeyecek kadar büyükseniz birazdan parmaklıklar da yok olarak bulunduğunuz yer hava geçirmez bir oda halini alacak ve yerden salgılanan enzimler ile sindirilmeye başlayacaksınız. Şansınız varsa sindirme işlemi başlamadan önce havasızlıktan bayılırsınız. Çırpınmanız nafile, sadece kapanın daha sıkı kapanmasını sağlayacak

… Haberler kötü: belli ki dev bir Venüs sinek kapan bitkisi içindesiniz (ya da bitki normal boyutta ama siz mini-minnacıksınız).

 

Evet yukarıdaki fotoğraf bir Venüs sinek kapanının yaprağının her bir kanadında genelde üçer tane olan tetiklerden birisini yakından gösteriyor. Bu tetikler gerçekten de yukarıdaki hikayede bahsedildiği kadar karmaşık ve sinsi bir davranışa sahip. Tetiklere bir kere dokunmak mekanizmayı harekete geçirmeye yeterli değil. 20-30 saniye içinde ya aynı tetiğe ya da diğer tetiklerden birisine bir kere daha dokunmanız gerekiyor. Bu sayede bitki potansiyel yiyecek ile canlı olmayan uyaranları birbirinden ayırmaya çalışıyor çünkü kapanı boşaltmak ve sonra yeniden kurmak bitki için çok masraflı; düşen bir yağmur damlasının ya da rüzgarda savrulup tetiğe çarpan bir yaprağın kapanı boşu boşuna çalıştırmaması gerekli.

Mekanizmanın nasıl çalıştığına gelmeden önce bu bitkiyi ve özellikle neden etobur olduğunu biraz anlatmak gerekli. Bilimsel adı Dionaea muscipula olan bu bitki doğal olarak Kuzey Amerika’nın batı yakasında çok dar bataklık bir bölgede yetişiyor. Bu bölge sub-tropik bir alan, yeterince güneş ışığı ve su var, ama malesef toprak azot (nitrojen) açısından çok fakir. Eğer bitki klorofil, aminoasit ve protein yapımı için elzem olan azotu topraktan alamıyorsa başka bir yerden almalı. Şansa bakın ki böcekler ve örümcekler (örümceklerin böcek olmadığını biliyorsunuz değil mi?) azot açısından çok zengin. Bitkinin yapması gereken üç basit(!) şey kalıyor geriye:           

1) böcekleri kendine çekecek bir yöntem bulmak (ki bitkiler için bu sıradan birşey),

2) sindirim enzimleri üretecek bir sistem kurmak

3) ve nihayetinde bitkilerin normal hakeret hızının çok ötesinde böceklerden bile hızlı bir hareket yeteneği edinmek.

Atmosferdeki karbonu şekere çevirmek tüm klorofilli bitkilerin yaptığı şey. Uçları kapan şeklinde olan yaprakların bitki gövdesine yakın aşağı kısımları fotosentez yaparak bu işi hallediyor. Besin değeri yüksek “şerbet” kapanın kenarlarındaki bezlerden salgılanıyor. Yine bitkinin sentezlediği sindirim enzimleri ise kapanın orta kısmındaki, fotoğrafta minik kubbeler şeklinde görünen hücre öbekleri tarafından salgılanıyor.

Gelelim işin can alıcı kısmına: hızlı hareket yeteneği. Billiyorsunuz ki bitkiler hareketsiz değil, en azından büyüyorlar ve bundan daha hızlı şeklide gün içinde yapraklarını güneşe doğru çevirmeyi başarabiliyorlar. Bu hareketleri yaprakların ve sapların değişik bölgelerinin (mesela güneş alan kısımların) diğer bölgelere göre daha hızlı büyümesi ile oluşuyor. Sarmaşık gibi bitkiler ise büyüme hızının dokunma ile değişmesi sayesinde buldukları dala sarılabiliyorlar. Ancak tüm bu hareketler böcekler ile baş etmenin çok altında hızlara sahip. Kas ve sinir sisteminden yoksun olan sinekkapan bitkisi, elindeki bu asimetik büyüme mekanizmasını bir şeklide hızlı çalıştırmanın yolunu bulmalı. Eldeki malzeme ile çalışan evrim mekanizması da bu bitkiye tam olarak bunu sağlamış vaziyette.

Aynen hayvanlarda olduğu gibi bitki hücrelerinin duvarlarında da açılıp kapanabilen iyon kanalları var. Elektrik yüklü sodyum ya da potasyum gibi iyonlar hücre zarındaki ilgili seçici kanalların açılması sonucu hücre içine giriyor veya hücre dışına çıkıyor. Bu kanalların açık ya da kapalı olması değişik etkenlere mesela hücre etrafında ya da içindeki kimyasal maddelerin veya elektrik yüklerinin derişimine bağlı.

Venüs sinek kapanının hareket mekanizmsı henüz tüm detayları ile çözülmemiş olsa da temel çalışma mekanizmasının şu şekilde olduğu düşünülüyor:

Açık şekilde duran Venüs sinek kapanının yapraklarında iç kısımdaki hücreler içlerindeki bolca su sayesinde şişmiş vaziyette duruyorlar bu nedenle kapanın iç kısmının yüzey alanı dış kısmının yüzel alanından daha büyük, haliyle yukardan bakıldığında yapraklar geriye kıvrılmış, dışbükey bir bir şekilde duruyor. Tetiklere dokunulunca tetikler ortama elektrik yüklü iyonlar salıyor ve bu iyonların oluşturduğu potansiyel fark iç çeperdeki hücrelerin özel bazı iyon kanallarını açılıyor. Ancak tetiğin tek uyarımda ürettiği yük miktarı bu kanallarının açılması için gerekli farkı yaratamıyor. 30 saniye içinde, henüz ilk potansiyel fark gücünü yitirmeden ikinci bir iyon yükü ortama eklenirse ancak o zaman eşik değeri aşılıyor ve hücrelerin iyon kanalları ancak o zaman açılıyor. Açılan bu kanallar üzerinden hücre içindeki suyun bir kısmı dışarı çıkıyor ve yaprağın diğer (dış) yüzeyindeki hücreler tarafından emiliyor. Neticede yaprağın iç duvarının yüzölçümü azalırken dış yüzeyinin yüzölçümü artıyor bu ise dışbükey duran yaprağı içbükey hale getiriyor. Aynen köpek eğitimlerinde kullanılan “clicker”larda olduğu gibi dışbükey-içbükey geçişi basınç kritik değere ulaştığında çok ani şekile oluyor. Metal “clicker”da bu ani geometrik değişim klik sesini üretiyor. Venüs sinek kapanında ise bu kritik değer yaprağın bir bitki için rekor sayılacak bir hızla hareketi anlamına geliyor. Bu hareketin ne kadar hızlı olduğu ortamdaki neme, güneş ışığı miktarına ve bitkinin genel sağlık durumuna bağlı.

Aşağıda iki yaprağı tetiklere dokunarak kapattığım videoları göreceksiniz. Bendeki bitkiyi daha birkaç gün önce yeni bir saksıya aktardığım için biraz hırpalanmış durumda, haliyle yapraklar yeterince açık değil ve kapanma hızları da idealden daha yavaş.

İlk videoda bir kere dokunmaya çalıştım ama elimdeki cımbızın ucu tetiğe çok kısa aralıkla iki kere dokundu. ikinci videoda ise ilk hamlede tetiği ıskaladım. İkinci ve üçüncü hamle isabetli oldu. Beklendiği üzere ilk uyarıdan sonra yaprakta hiç bir hareket yokken ikinci uyarıdan sonra yaprak kapanıyor.

Cüneyt Özdaş, " Tetik"

http://www.acikbilim.com/2014/10/gorsel/ayin-fotografi-tetik.html

---