Ayçiçeklerinin Güneş’e nasıl döndüğü halen bir gizem

Dünya döndükçe ve Güneş de gökyüzünde doğudan batıya hareket ettikçe, ayçiçekleri parlak sarı renkli yüzlerini Güneş’e çevirip onu takip ediyor. Güne yönelim adı verilen bu sürecin ardındaki mekanizmalar, bitki biyologları için hala bir gizem niteliğinde. PLOS Biology bülteninde yayınlanan bir çalışmada ise ayçiçeğinin Güneş’i takip etme kabiliyetinin, tüm bitkilerin izlediği bilindik bir ışık tepkisiyle ilişkili olmadığı aktarılıyor. Ayçiçekleri, Güneş’i takip etmek için birkaç karmaşık işlem daha kullanıyor olabilir.

IŞIĞA DOĞRU HAREKET ETMELERİ İÇİN BÜYÜMELERİ YA DA UZAMALARI LAZIM

Populer Science Türkçe’de yer alan çalışmanın ayrıntılarında bitkiler oldukları yerde kök saldıklarından, besin üretmek için ihtiyaç duydukları ışık komşuları tarafından engellenirse ya da gölgeli bir noktada bulunuyorlarsa hareket edemiyorlar. Işığa doğru hareket etmek için büyümeleri veya uzamaları gerekiyor. Bu işlemlerin ardında ise birkaç moleküler sistem bulunuyor. Bunlardan en iyi bilineni ise fototropik tepki. Fototropin şeklinde adlandırılan proteinler, bir fideye eşit şekilde düşmeyen mavi ışığı algılıyor ve bitkinin büyüme hormonları yeniden dağıtılıyor. Bu durum, nihayetinde bitkinin ışığa doğru eğilmesine sebep oluyor.

Bitki biyologları uzun bir süredir, ayçiçeğinin Güneş’i takip etme kabiliyetinin fototropizm ile aynı işleyişe dayandığını varsaydı.

Ayçiçeğinin baş kısmı, Güneş’i takip etmek için kökünün doğu tarafına doğru biraz eğiliyor. Böylelikle baş kısım Güneş’in doğduğu yöne doğru konumlanıyor. Ardından Güneş gökyüzünde hareket ettikçe batıya doğru kayıyor. Daha önce yürütülen bir çalışmada, ayçiçeklerinin gün doğumunu bekleyen dahili bir sirkadiyen saatinin olduğu ve ve bitkinin çiçekçiklerinin açılışını, tozlaştırıcı böceklerin sabah geldiği zamana eşgüdümlediği gösterildi.

Yeni çalışmanın ardındaki bilim insanları, bu Güneş’i takip etme kabiliyetinin özgün bir nitelik olup olmadığını araştırmak üzere laboratuvarda yetiştirilen ayçiçekleri ile dış mekanda güneş ışığında yetiştirilen ayçiçeklerini kullandılar. Her iki bitki grubu da ışık kaynaklarına maruz bırakıldığında hangi genlerin açıldığına bakıldı.

İç mekandaki ayçiçekleri doğrudan laboratuvardaki mavi ışık kaynaklarına doğru büyürken, fototropinle alakalı genler faaliyete geçti. Dış mekanda yetişen bitkiler ise başlarını Güneş’le farklı bir gen ifade örüntüsüne sahipti. Bu ayçiçekleri ayrıca, kökün bir tarafıyla başka bir tarafı arasındaki fototropin moleküllerinde belirgin bir farklılık taşımıyordu.

Davis – California Üniversitesinde çalışan bitki biyoloğu ve makale eş yazarı Stacey Harmer, “Ayçiçeklerinin Güneş’i her gün nasıl takip ettiklerini incelerken, bulduklarımız karşısında sürekli şaşkınlığa uğramıştık” diyor bir açıklamada. “Bu makalede, takip hareketlerini başlatmak ve sürdürmek için farklı moleküler güzergahlar kullandıklarını ve bitkilerin eğilmesiyle ilişkili oldukları bilinen fotoreseptörlerin, bu dikkat çekici süreçte ufak bir rol oynuyor gibi durduğunu aktarıyoruz.”

Araştırma takımı ayrıca gölge kutularıyla mavi, morötesi, kırmızı ve uzak kırmızı ışığı kapattı. Işık engelleyiciler, güne yönelim tepkisinde herhangi bir etki göstermedi. Araştırma takımına göre bu durum, Güneş’i takip etme hedefine ulaşmak için farklı dalga boylarına yanıt veren birden fazla güzergah olabileceğini gösteriyor.

Güne yönelimle ilişkili genler henüz belirlenmiş değil. “Fototropin güzergahını elemiş görünüyoruz ancak net bir delil bulmuş değiliz” diyor Harmer.

Laboratuvarda yetiştirilen ayçiçekleri dışarı çıkarıldıklarında, Güneş’i ilk günlerinde takip etmeye başlamışlar. Başlangıçta, bitkinin gölgelenmiş kısmında dev bir gen ifadesi patlaması göstermişler ancak bu durum, sonraki günlerde gerçekleşmemiş. Harmer bunun, bitkide bir tür “yeniden yapılanmayı” akla getirdiğini söylüyor.

Yeni çalışma, ayçiçeklerinin Güneş’i nasıl takip ettiği konusunda bazı süreçlerin elenmesinin yanısıra, işleyişlerini anlamak için gelecekte bitkilerle yapılacak deneylerin tasarlanmasına da yardımcı olabilir.

“Bir büyüme odası gibi kontrollü bir ortamda belirlediğiniz şeyler, dışarıdaki gerçek dünyada çalışmayabilir” diyor Harmer.