'Bitkiler stres altında çığlık atıyor'

İsrail’deki Tel Aviv Üniversitesi’nden bitki bilimci Itzhak Khait ve ekibi, bitkilerin hissettikleri acıyı sesli bir şekilde dışa vurup vurmadığını test etmek için ilginç bir yönteme imza attı.

Milliyet'ten Gülşah Karaman'ın haberine göre ekip, bitkilerin 10 santimetre uzağına ultrasonik sesleri algılayabilen mikrofonlar yerleştirdi. Daha sonra bitkilerin bir kısmını sulamayı bırakıp, bir kısmının da saplarını kesti.

Araştırmacılar, bunun sonucunda susuz kalan bitkilerin, sapı kesilen bitkilerden daha yüksek sesler çıkardığını buldu. Bilim insanları, bu seslerin insan kulağının duyamayacağı aralıkta olduğunu söyleyerek 'stres kaynaklı çığlıklar' olarak adlandırdı.

Genetik ve Biyomühendisliği Bölümü Öğretim Üyesi Prof. Dr. Metin Turan, bitkilerin stres altındayken nasıl tepki verdiğine yönelik çalışmalarının detaylarını paylaştı.

Yapılan çalışmalar, bitkilerin de tıpkı insanlar gibi stres koşullarına karşı farklı mekanizmalar geliştirdiğini gösterdi. İnsanlarda kan şekeri düştüğü zaman açlık hissedilmesine, korku anında adrenalin salgılanmasına benzer şekilde bitkilerde de stres koşullarında prolin miktarı, karbonhidrat miktarının arttığını ve birtakım hormanların artışına bağlı birikme gerçekleştiğini söyleyen Prof. Dr. Metin Turan, “Bunlar gibi metabolik değişikliklerin ardından iyon yük yoğunluğu ve elektrostatik denge değişiyor” diye konuştu.

Özellikle küresel ısınma ve iklim değişikliğine bağlı olarak ekolojik koşulların değişmesi, bitkisel üretimde farklı sorunların ortaya çıkmasına neden oldu. Metin Turan, "Bu sorunlardan en önemlileri abiyotik bir stres olan kuraklık stresi ve çözümü zor biyotik bir stres olan zararlı böceklerdir” dedi.

Bitkilerin strese girdiğinde nasıl belirtiler verdiğini açıklayan Prof. Dr. Metin Turan, "Bitkiler fiziksel yaralanmalarda ve stres koşullarında yüksek enerjili ve düşük frekanslı (20-100 kHz) ses dalgaları oluşturuyor” bilgisini verdi. Bunun temel nedeninin ise fotosentetik etkinlikteki değişimler olduğunu vurguladı.

Yapılan ölçümler bitki türlerine ve stresin çeşitliliğine göre değişip, ses dalgalarındaki frekansa yansıyor. Turan, “Strese girmeyen bitkilerde düşük frekans değerleri elde ediliyor ve bu frekansı sadece çevre ve birbirleriyle iletişimde kullanıyorlar. Ancak stres koşullarında ortam sıcaklığı, ışık duyarlılığına bağlı olarak ses seviyeleri değişim gösteriyor” dedi.

Prof. Dr. Metin Turan bitkilerin strese girmesine neden olan 2 faktöre değindi. Turan, "Biyotik faktörler, mikroorganizmaların (mantar, bakteri ve virüs) enfeksiyonu ve zararlı hayvanların saldırıları sonucu oluşan stres faktörleridir. Abiyotik faktörler ise susuzluk, sıcaklık, tuzluluk, radyasyon, kimyasallar, hava kirliliği, su kirliliği, manyetik ve elektriksel alanlar gibi çevre faktörleridir” ifadelerini kullandı.

Bitkilerin ses dalgaları yaymaları, bilim insanlarını başka araştırmalara da yönlendirdi. Tüm dünyada yaşanan bitkisel üretimdeki sorunların çözümünde ses dalgalarının kullanımıyla üretimde meydana gelen azalmaların önüne geçilebileceğini vurgulayan Metin Turan, "Bitkiler biyotik ve abiyotik stres karşısında savunma mekanizması olarak bazı enzim, hormon ve iyonik bileşikleri (prolin, indol asetik asit, absisik asit, etilen hormonu, jasmonik asit, salisilik asit, ROS, vb) salgılar veya biriktirirler. Tıpkı insanlardaki aşı gibi vücutta antikor oluşturulmasına benzer şekilde, farklı frekanslarla bu tanımlamalar yapılarak bitkilerin bu olumsuz koşullara karşı savunma mekanizması yaratması sağlanabilir. Her bitki için ayrı bir ses dalgasının gücü, süresi, frekansı ayarlanmakta olup, uygulamalar sonucunda stres koşullarına karşı bitkiler uyarılabilir” diye konuştu.

Ses dalgaları bitkilerde nasıl bir değişikliğe yol açıyor? Verimin artmasını sağlıyor mu? Prof. Dr. Metin Turan, ses dalgalarının günümüzde topraksız tarımda yapılan çalışmalarda özellikle yeni bir trend olan dikey tarım uygulamalarında kullanılabileceğini söyledi. Turan, “Hem patojenlerin olumsuz etkilerinin giderilmesi hem de besin alım etkinliğinin artmasına bağlı olarak önemli verim farklılıkları yaratılıyor” dedi.

Ses dalgalarının bitki koruma çalışmaları açısından kontrol edilme potansiyelinin oldukça yüksek ve geleceğin önemli konularından biri olduğunu dile getiren Metin Turan, “Düşük frekanslı ultra ses dalgası, birçok biyolojik değişime yol açarak çevre ve ekolojiye zarar vermeden patojen böcek ve zararlıların kontrolünü sağlayabiliyor” detayını paylaştı.

Burada önemli olan hususun, uygulanacak organizmaların iyi karakterize edilmesi, ses dalgasının frekansı, gücü (dB, desibel değeri) ve süresinin iyi optimize edilmesi olduğunu söyleyen Turan, "Ses dalgasının şiddeti artınca hücre içinde çekirdek zarına hasar verebilecek seviyeye ulaşabiliyor. Hasar, DNA molekülüne ulaştığında ölümlerine neden olabilir" hassas davranılması gerektiğinin altını çizdi.

Turan'a göre çevreci ve sürdürülebilir bu teknolojinin tarımsal üretime aktarılmasıyla, bitkilerin kuraklık stresine karşı hazır hale getirilmesi ya da korunur hale getirilmesi mümkün olabilir. Aynı zamanda sağlığımızı etkileyen pestisitlerin kullanımın azaltılması ya da ortadan kaldırılmasına hizmet ederek pestisit kalıntılarından kurtulmamızı da sağlayabilir.