Etobur bitkiler keşfedildikleri andan itibaren bilim insanlarını büyüledi, sanatçıların, yazarların ve sinemacıların hayal gücünü harekete geçirdi.
19. yüzyılın sonlarına doğru, insanları yiyen bitkilerle ilgili abartılı hikâyeler her yerde boy göstermeye başladı. Uzak diyarlarda, korkunç, dokunaçlarını savuran ağaçlar dikkatsiz yolcuları yakalayıp yutuyordu. Deli profesörler ise bitkilerini çiğ etle besleyerek büyütüyor, sonunda bu açgözlü yaratıklar onları da yiyordu.
Genç Arthur Conan Doyle, bu konuda bilimsel gerçeklere daha yakın kalmayı tercih etti. En sevilen etobur bitki olan Venüs sinekkapanını konu alan hikâyesinde, yeni ortaya çıkan botanik bilgileri kullanarak bitkinin iki loblu tuzak yapısını, böcekleri nasıl yakaladığını ve nasıl sindirdiğini oldukça doğru şekilde betimledi. Et yiyen, hatta insan yiyen bitkiler, o dönemde bir tür kültürel fenomene dönüşmüştü. Ve bu ilginin arkasındaki isim, Charles Darwin’di.
Darwin’den önce insanlar, bitkilerin hayvanları yiyebileceğine pek ihtimal vermiyordu. Bu düşünce doğanın düzenine aykırıydı. Hayvanlar hareket eder ve beslenirdi; bitkiler ise hareketsizdi, yenen taraftaydı. Öldürüyorlarsa bile, bu ya savunma amaçlı ya da kazara olmalıydı. Ancak Darwin, 16 yıl boyunca yürüttüğü dikkatli deneylerle bu fikri çürüttü. Bazı bitkilerin yapraklarının, böcekleri yakalamak, sindirmek ve onlardan elde edilen besinleri emmek üzere evrimleşmiş olduğunu gösterdi.
Darwin 1875 yılında, bu alandaki bulgularını “Insectivorous Plants” (Böcekçil Bitkiler) adlı kitabında yayımladı. 1880 yılında ise “The Power of Movement in Plants” (Bitkilerde Hareket Gücü) kitabını yayımladı. Günümüzde etobur bitkiler bilimsel olarak yeniden ilgi odağında. Araştırmacılar, botaniğin büyük gizemlerinden birine cevap arıyor. Çiçekli ve genelde zararsız olan bitkiler, nasıl olur da et yiyen canlılara dönüşür?
Etçil Bitkiler Nasıl Oluştu?
Darwin’in bulgularından bu yana, botanikçilerden ekolojistlere, entomologlardan fizyologlara ve moleküler biyologlara kadar pek çok bilim insanı, bu sıra dışı bitkilerin davranışlarını inceledi.
Fosiller bu konuda neredeyse hiçbir ipucu sunmuyor. Sayıları az ve moleküler düzeyde bilgi veremiyorlar. Bugün, DNA dizileme teknolojilerindeki ilerlemeler sayesinde bilim insanları bu gizemi farklı bir açıdan ele alabiliyor. Etoburlukla ilişkili genleri tespit etmek, bu genlerin ne zaman ve nerede aktive olduğunu izlemek ve kökenlerini araştırmak artık mümkün.
Etobur bitkilerin bu “canavarca” alışkanlıklarını, avladıkları hayvanlardan gen alarak kazandıklarına dair hiçbir kanıt yok. Her ne kadar bazı genler farklı canlı türleri arasında zaman zaman aktarılabilse de, durum burada böyle değil. Aksine, son araştırmalar etobur bitkilerin, çiçekli bitkiler arasında yaygın olarak bulunan eski ve yerleşik genleri yeniden işlevlendirip farklı amaçlarla kullandığını ortaya koyuyor.
Etobur bitkiler, çiçekli bitkilerin evrimleştiği 140 milyon yıldan uzun bir süreçte en az 12 kez bağımsız olarak ortaya çıktı. Bu evrimi tetikleyen temel neden, yaşadıkları bataklıklar, fakir topraklar ve sığ sular gibi azot ve fosfor bakımından yetersiz ortamlarda hayatta kalmak için alternatif bir besin kaynağına ihtiyaç duymalarıydı. Protein açısından zengin böcekler ve küçük omurgasızlar, bu açığı kapatan ideal kaynaklar hâline geldi.
Bugün yaklaşık 800 etobur bitki türü biliniyor. Bazıları pasif tuzaklarla, bazıları ise aktif yapılarla avını yakalıyor. En sofistike örneklerden biri olan Venüs sinekkapanı, tetik tüyleri sayesinde avını tanıyabiliyor ve yalnızca uygun zamanda kapanıyor. Bu bitkilerdeki tuzakların hepsi aslında yaprak ya da yaprağın evrimleşmiş bir formu. Bu sayede besinlerini kökten değil, doğrudan yapraktan alıyorlar.
Her Bitki Etçil Bitki Olma Potansiyeli Taşır
Etobur bitkilerin sindirim ve emilim gibi temel işlevleri, evrimin var olan genleri nasıl yeniden işlevlendirdiğini ortaya koyuyor. Farklı bitkiler, etoburluğu bağımsız olarak geliştirmiş olsalar da, çoğu aynı genleri benzer şekillerde kullanmış. Bu dönüşümün temelinde ise bitkilerin eskiden savunma amaçlı kullandığı genler yatıyor.
1970’lerden bu yana yapılan araştırmalar, etobur bitkilerin sindirim sıvılarında bulunan enzimlerin, mantar, bakteri ve otçul böceklere karşı savunmada görev alan kimyasallarla benzerlik taşıdığını gösterdi. Gelişen genetik analiz teknikleri sayesinde, bu sindirim enzimlerini üreten genler tanımlandı ve nasıl çalıştıkları belirlendi. Örneğin kitinazlar böceklerin dış iskeletini, proteazlar proteinleri parçalayarak besine dönüştürüyor; mor asit fosfataz ise fosforu ayrıştırıyor.
Evrim sadece sindirimi değil, besin emilimini de dönüştürdü. Normalde köklerde aktif olan taşıyıcı proteinler, bu bitkilerde yapraklara taşındı ve yalnızca sindirim başladığında devreye girecek şekilde yeniden programlandı. Böylece bitkiler, besinleri kökten değil, doğrudan yapraklarıyla alır hâle geldi.
Araştırmacılar, etobur bitkilerde sindirime dair giderek daha fazla enzim keşfediyor. Üstelik bu enzimler, birbirinden uzak akraba türlerde bile benzer işlevler görüyor. Bu da sindirimin çoğu etobur bitkide benzer evrimsel yollarla geliştiğini gösteriyor. Ancak tüm süreci yöneten ve enzim üretimini başlatan kontrol mekanizması, aynı ölçüde evrensel olmayabilir.
Bu mekanizma Venüs sinekkapanında en iyi şekilde anlaşılmış durumda. Bir böcek tuzağa dokunduğunda elektriksel bir sinyal üretiliyor. Bu sinyal ikinci kez tetiklenirse, bitki avın canlı olduğunu anlayıp tuzağı kapatıyor.
Sonrasında, jasmonat adı verilen sinyaller harekete geçiyor. Bu sinyaller tuzağın kenarlarını mühürlüyor, sindirim enzimleri salgılanıyor. Ardından parçalanan avdan besin taşımaya yarayan taşıyıcılar aktive oluyor. Bu sistem aslında, tüm çiçekli bitkilerde bulunan savunma mekanizmasının evrimsel olarak yeniden kullanılmasıyla ortaya çıkmış.
Sonuç Olarak
Bugün Charles Darwin yaşasaydı, bu “harikulade bitkilerin” gizemlerini çözmek için büyük bir merakla çalışmalara katılırdı. Elbette modern DNA dizileme ve moleküler analiz tekniklerini tanıyamazdı, ama teorileri test etme konusunda bilim insanlarıyla aynı çizgide olurdu.
Şimdi işin en ilginç kısmına geliyoruz. Aslında yapraklara ve köklere sahip olan çoğu bitki, etobur olmak için gerekli genetik donanıma sahip. Yani etobur bitki olmak, yalnızca belirli türlere özgü nadir bir yetenek değil.
Siz yine de evinizdeki çiçeklere gözünüz gibi bakın. Toprağını eksik etmeyin, suyunu unutmayın, güneşini alsın. Her ne kadar sessiz dursalar da, bu bitkilerin içinde doğanın en yaratıcı çözümlerinden biri gizli
Kaynaklar ve ileri okumalar
- Callaway, E. How plants evolved into carnivores. Nature (2017). https://doi.org/10.1038/nature.2017.21425
- How Carnivorous Plants Evolved. Yayınlanma tarihi: 9 Mart 2022; Bağlantı: https://www.smithsonianmag.com/
Size Bir Mesajımız Var!
Matematiksel, matematiğe karşı duyulan önyargıyı azaltmak ve ilgiyi arttırmak amacıyla kurulmuş bir platformdur. Sitemizde, öncelikli olarak matematik ile ilgili yazılar yer almaktadır. Ancak bilimin bütünsel yapısı itibari ile diğer bilim dalları ile ilgili konular da ilerleyen yıllarda sitemize dahil edilmiştir. Bu sitenin tek kazancı sizlere göstermek zorunda kaldığımız reklamlardır. Yüksek okunurluk düzeyine sahip bir web sitesi barındırmak ne yazık ki günümüzde oldukça masraflıdır. Bu konuda bizi anlayacağınızı umuyoruz. Ayrıca yazımızı paylaşarak da büyümemize destek olabilirsiniz. Matematik ile kalalım, bilim ile kalalım.
Matematiksel
