Gülşah Karaman / Milliyet.com.tr – Tıpkı insanlar gibi bitkilerin de susuz kaldıklarında veya fiziksel olarak bir zarar gördüklerinde hissettikleri acıyı duyulabilir bir şekilde seslendirebildikleri ortaya çıktı Çevresel etkenler özellikle küresel ısınma, bitkilerde sıcaklık stresi, su stresi, tuz stresi gibi streslere yol açtı.
Günümüzde bu konuyla ilgili yapılan birçok bilimsel araştırma da var. Araştırmalardan en dikkat çekici olanı İsrail’deki Tel Aviv Üniversitesi’nden bitki bilimci Itzhak Khait ve ekibine ait. Araştırmacılar bitkilerin hissettikleri acıyı sesli bir şekilde dışa vurup vurmadığını test etmek için ilginç bir yönteme imza attı. 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.
‘BİTKİLER DE İNSANLAR GİBİ TEPKİ VERİYOR’
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.
STRESE GİRDİKLERİNDE YÜKSEK FREKANSLI SES DALGALARI YAYILIYOR
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” diyor.
BİTKİLERİN STRESE GİRMESİNİ ETKİLEYEN İKİ FAKTÖR BULUNUYOR
Prof. Dr. Metin Turan bitkilerin strese girmesine neden olan iki 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” diye açıkladı.
‘SES DALGALARI GELECEKTE BİTKİLERİN SAĞLIĞI İÇİN KULLANILABİLİR’
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” açıklamasında bulundu.
VERİMİN ARTMASINI SAĞLAR MI?
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.
GELECEĞİN EN ÖNEMLİ KONULARINDAN BİRİ OLACAK
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.
