Biomedya - Biyoteknoloji & Yaşam Bilimleri

Dünya döndükçe ve güneş gökyüzünde doğudan batıya doğru hareket ettikçe, ayçiçekleri parlak sarı yüzlerini onu takip etmek için çevirirler. Heliotropizm olarak adlandırılan bu sürecin arkasındaki mekanikler bitki biyologları için hala bir gizem. PLOS Biology dergisinde 31 Ekim'de yayınlanan bir çalışma, ayçiçeğinin güneşi takip etme kabiliyetinin, tüm bitkilerin takip ettiği ışığa karşı daha iyi bilinen bir tepkiyle ilgili olduğunu büyük olasılıkla ortadan kaldırıyor. Ayçiçekleri bunun yerine güneşi takip etmek için muhtemelen daha karmaşık birkaç sürece güveniyor.

Bitkiler tek bir yerde kök saldıkları için, yiyecek yapmak için ihtiyaç duydukları ışık bir komşu tarafından engellenirse veya gölgeli bir noktadalarsa hareket edemezler. Işığa doğru hareket etmek için büyümeye veya uzamaya güvenirler ve bunun arkasında birkaç moleküler sistem vardır. En iyi bilinen tepki fototropik tepkidir. Fototropin adı verilen proteinler, bir fide üzerine eşit olmayan bir şekilde düşen mavi ışığı algılar ve bitkinin büyüme hormonları yeniden dağıtılır. Bu da sonuçta bitkinin ışığa doğru eğilmesine neden olur.

Bitki biyologları uzun zamandır ayçiçeğinin güneşi takip etme yeteneğinin fototropizm ile aynı mekanizmaya dayandığını varsaymaktadır. Güneşi takip etmek için ayçiçeğinin başı, gövdesinin doğu tarafına doğru biraz daha eğilir. Bu, başlarını güneşin doğduğu yöne doğru konumlandırır. Daha sonra güneş gökyüzünde hareket ettikçe batıya kayar. Daha önce yapılan bir çalışma, ayçiçeklerinin güneşin doğuşunu tahmin eden ve çiçeklerinin açılmasını tozlaşmayı sağlayan böceklerin sabah geldiği zamanla koordine eden dahili bir sirkadiyen saate sahip olduğunu göstermiştir. 

Bu güneş takip yeteneğinin bir shru olup olmadığını araştırmak için yeni çalışmanın arkasındaki ekip, bir laboratuvarda yetiştirilen ayçiçeklerini ve güneş ışığında açık havada yetiştirilen diğerlerini kullandı. Her iki bitki grubu da kendi ışık kaynaklarına maruz kaldığında hangi genlerin açıldığını görmeye çalıştılar. İç mekanda yetiştirilen ayçiçekleri doğrudan laboratuvardaki mavi ışık kaynağına doğru büyüdü ve fototropin ile ilişkili genleri aktive etti. Açık havada yetiştirilen ve başlarını güneşe doğru sallayan çiçekler ise farklı bir gen ifadesi modeline sahipti. Bu ayçiçeklerinde ayrıca fototropin moleküllerinde gövdenin bir tarafı ile diğer tarafı arasında belirgin bir fark yoktu.

Çalışmanın eş yazarı ve Kaliforniya Üniversitesi, Davis bitki biyoloğu Stacey Harmer yaptığı açıklamada, "Ayçiçeklerinin her gün güneşi nasıl takip ettiğini incelerken bulduklarımız bizi sürekli şaşırttı" dedi. "Bu makalede, takip hareketlerini başlatmak ve sürdürmek için farklı moleküler yollar kullandıklarını ve bitkilerin bükülmesine neden olduğu bilinen fotoreseptörlerin bu olağanüstü süreçte küçük bir rol oynadığını bildiriyoruz."

Ekip ayrıca mavi, ultraviyole, kırmızı veya uzak kırmızı ışığı gölge kutularıyla engelledi. At gözlüğünün heliotropizm tepkisi üzerinde herhangi bir etkisi olmadı. Ekibe göre bu durum, güneşi takip etmek gibi aynı amaca ulaşmak için farklı dalga boylarındaki ışığa yanıt veren birden fazla yol olabileceğini gösteriyor.

Heliotropizmde rol oynayan genler henüz tanımlanmamıştır. Harmer, "Fototropin yolunu elemiş gibi görünüyoruz, ancak net bir kanıt bulamadık" dedi.

Laboratuvarda yetiştirilen ayçiçekleri dışarı çıkarıldıklarında, ilk günlerinde güneşi takip etmeye başladılar. Başlangıçta bitkinin gölgeli tarafında, sonraki günlerde gerçekleşmeyen büyük bir gen ifadesi patlaması gösterdiler. Harmer, bunun bitkide bir tür "yeniden kablolamanın" devam ettiğini gösterdiğini söyledi.Bu çalışma, ayçiçeklerinin güneşi nasıl takip ettiğinin arkasındaki sürecin bir kısmını ayıklamanın yanı sıra, mekanizmalarını anlamak için bitkilerle gelecekteki deneylerin tasarlanmasıyla da ilgilidir.

Harmer, "Büyüme odası gibi kontrollü bir ortamda tanımladığınız şeyler gerçek dünyada işe yaramayabilir" dedi.

Kaynak: popsci.com