Bitki Kökleri Kuraklığa Karşı Gizli Bir İkinci Kimlik mi Kullanıyor?

Bilim insanları, bitki kök hücrelerinde gizli bir kimlik katmanı keşfetti. “Çevresel mod” adı verilen bu durum yalnızca bazı hücrelerde devreye giriyor ve su kıtlaştığında daha yaygın hâle geliyor.

Çalışmayı Dr. Marina Oliva ile profesör Ryan Lister yürüttü. İkili, ARC Center of Excellence in Plants for Space merkezinde ve Batı Avustralya Üniversitesi Moleküler Bilimler Okulunda görev yapıyor. Ekip, bitki hücrelerinin kuraklık koşullarına nasıl yanıt verdiğini inceledi. Sonuçlar yakın zamanda Nature'da yayımlandı.

Oliva, köklerin şimdiye kadar nasıl tanımlandığını şöyle anlattı:

Kökler uzun zamandır, her biri genç bir hücreden olgun bir hücreye giden tek bir yolu izleyen, iyi tanımlanmış ve birbirinden ayrı hücre tiplerinden oluşan bir yapı olarak tanımlandı.

Araştırmacılar, model bitki Arabidopsis'in kök ucundan yüz binlerce tekil hücrenin gen etkinliğini okudu. Hücre tiplerinin neredeyse tamamı iki gruba ayrıldı. Bir gruptaki hücreler, çevresel koşullara yanıtla ilgili yüzlerce genden oluşan ortak bir seti açtı. Diğer gruptaki hücreler ise bu genleri açmadı.

Oliva bulguyu şöyle açıkladı:

Her hücre tipinin tek bir hikâyesi olmasını bekliyorduk, ama her hücre tipinin iki hikâyesi olduğunu gördük. Onları birbirinden ayıran şey, bir grubun çevresel yanıtlarla bağlantılı ek bir gen setini etkinleştirmesi.

Oliva, en çarpıcı bulduğu noktayı da şöyle ifade etti:

Gerçekten çarpıcı olan, yetişme koşullarını değiştirdiğimizde kökün bu ek programı açan hücre sayısını değiştirerek yanıt vermesiydi.

Bu yanıtta, bitkinin kuraklık tepkilerini koordine eden hormon absisik asit etkili oldu. Hormonu üretemeyen ya da algılayamayan bitkilerde bu moddaki hücre sayısı çok daha azdı. Sınırlı suyla yetiştirilen bitkilerde ise bu sayı arttı. Oran, yaklaşık her 10 hücrenin 4'ünden her 3 hücrenin 2'sine yükseldi.

Lister, Batı Avustralya Üniversitesinde ve Harry Perkins Institute of Medical Research'te görev yapıyor. Lister'a göre bu keşif, binlerce hücrenin ortalamasını alan eski analiz yöntemlerinde görünmez kalmıştı. Lister, bulgunun anlamını şöyle yorumladı:

Bitkiler kötü koşullardan kaçmak için yer değiştiremez, bu yüzden çevrelerindeki değişimlere uyum sağlayacak yollara ihtiyaç duyar. Bu keşif, köklerin bunu yapma yollarından birinin hücrelerinin benimseyebileceği iki durum arasındaki dengeyi kaydırmak olduğunu gösteriyor. Bu neredeyse bir düğmeyi çevirmeye benziyor.

Lister, çalışmanın pratik önemini de şöyle vurguladı:

Köklerin suya ve besinlere nasıl yanıt verdiğini anlamak, Dünya'da kuraklıkla başa çıkabilen mahsuller yetiştirmenin ve dikey çiftliklerin ile uzay görevlerinin kontrollü ortamlarında bitki yetiştirmenin merkezinde yer alıyor.