Evrim Ağacı Logo Evrim Ağacı
Evrim Ağacı
Reklamı Kapat

Bitki Nörobiyolojisi Nedir? Sinirler Olmadan Sinirbilimden Söz Edilebilir mi?

Bitki Nörobiyolojisi Nedir? Sinirler Olmadan Sinirbilimden Söz Edilebilir mi? Science Magazine
Tavsiye Makale
Reklamı Kapat

Bu yazı, Bald Scientist isimli kaynaktan birebir çevrilmiştir. Çevirmen tarafından, metin içerisinde (varsa) açıkça belirtilen kısımlar haricinde, herhangi bir ekleme, çıkarma veya değişiklik yapılmamıştır. Bu içerik, diğer tüm içeriklerimiz gibi, İçerik Kullanım İzinleri'ne tabidir.

Herhangi bir varlığın “canlı” olarak kabul görmesi için çevreden bağımsız birtakım belirgin özelliklerinin olması gerekir. Dünya üzerindeki hayatı ele aldığımızda, hücreler hayatın yapı taşını oluşturur; öyle ki hayatın ayırt edici niteliklerinden en önemlisi en az bir hücreden oluşmasıdır. Bu üstünkörü tanım, hayat kavramını “bildiğimiz haliyle” yansıtır. Hayatın bilmediğimiz formlarını ele alan oldukça başarılı bir kitabın incelemesini İngilizce olarak okumak isterseniz buraya tıklayın.

Davranışın ve Sinirbilimin Temelleri

Hayatın en temel niteliklerinden biri davranıştır. Canlı bir varlığın hayatta kalması ve nihayetinde üreyebilmesi için -ki evrimde asıl amaç budur- çevresinden bilgi toplayarak bu bilgileri işlemesi, sonrasında ise beslenme ihtiyacını karşılamak veya yırtıcılardan korunmak gibi hayatta kalmasında etkili olacak “tepkiler” vermesi gerekir. Çok hücreli canlılarda, sözü edilen davranışları yerine getirmede rol oynayan belirli hücre çeşitleri vardır. Bu hücre çeşitlerinden biri de nöronlardır.

Nöronların (sinir hücrelerinin) bu özellikleri, “uyarılabilir hücreler” sınıfına dahil olmalarından gelir. Peki, bir hücreyi “uyarılabilir” yapan nedir? Uyarılabilir olsun ya da olmasın, her hücrenin iç yapısı ile dış ortamı arasında bir yalıtım sağlaması gerekir. Bahsi geçen yalıtım hayatın devamı için elzemdir. Bu durum bir bakımdan, hücre içinde ve dışında bulunan iyonların (pozitif veya negatif yüklü atomların) konsantrasyon farkıyla ilgilidir. Konsantrasyon farkının oluşmasında hayvanlardaki iki ana etken sodyum ve potasyum (bitkilerde ise kalsiyum ve klorür) iyonlarıdır.

İçinde ve dışında farklı iyon konsantrasyonları olan hücreye “kutuplaşmış” hücre deriz. Bu özellik tüm hücrelerde bulunur. Uyarılabilir hücreler için ise bu duruma “istirahat zar potansiyeli” denir. İstirahat zar potansiyelini uyarılabilir bir hücre ile dış ortam arasındaki gerilim farkı olarak da tanımlayabiliriz. Sözü geçen gerilim farkı negatif bir değer ile temsil edilir; oldukça düşük seviyede olduğundan milivolt (1 voltun binde biri) ile gösterilir (karşılaştıracak olursak, örneğin kumandalarda kullandığımız sıradan piller 1.5 voltluk bir yük taşır).

Uyarılabilir hücreler, bu potansiyel farkını diğer hücrelerle iletişim kurmak için kullanabilme yeteneğine sahiptir. Bu tür hücreler, zarların bünyesinde voltaj-kapılı iyon kanalları adı verilen, açıldığında iyonların hücre zarından geçmesini sağlayarak yukarıda belirtilen gerilim farkını daha pozitif bir değere getiren belirli proteinler kullanır. İyonların bu geçişi elektrik akımı olarak kayıt edilebilir. Birçok canlı varlığın bir hücreden diğerine bilgi aktarmak için kullanmayı öğrenmiş olduğu bu olguya “depolarizasyon” denir. Bilginin bu şekilde aktarıldığı işlemlere ise “aksiyon potansiyeli” (AP) adı verilir. Bu unsurlar elektrofizyolojinin temelini oluşturur.

Bitkilerde Davranışlar

Davranış genellikle hayvanlarla özdeşleştirilen bir olgudur fakat şunu göz ardı etmeyelim ki bitkiler ve mikroorganizmalar da birtakım davranışlar sergiler! Bakteriler ve diğer tek hücreli canlılar, zehirli maddelerden kaçmak ve besin bulabilmek için çevrelerine tepki verebilir. Bu durum bitkiler için de geçerlidir. Örneğin küstüm otu (Mimosa sp.) temas halinde yapraklarını hızlıca kapayabilir. Daha da etkileyicisi sinekkapan bitkisi (Dionea muscipola), böcekleri, hatta nadiren de olsa yavru bir kurbağa gibi küçük omurgalı canlıları tuzağına düşürebilir. Beslenmek için diğer canlıları avlamak gibi alışılmadık bir davranışta bulunan etobur bitkiler bizlerin oldukça ilgisini çekmiştir zira avlanmak, büyük çoğunlukla hayvanlara özgü bir davranıştır. Böcekçil bitkiler üzerine olan ilk resmî araştırma 1875 yılında Charles Darwin (başka kim olabilirdi?) tarafından yapılmıştır.

Son yıllarda “bitki nörobiyolojisi” adında, nispeten yeni olduğu halde çok tartışılan, üzerinde yoğun araştırmaların yürütüldüğü bir branş oluştu. “Nörobiyoloji” terimi tıpkı “davranış” terimi gibi çoğunlukla hayvan hayatı ile özdeşleştirilir; zira hayvanlarda davranışı mümkün kılan düzenek sinir sistemidir. En temele inersek, sinir sistemleri çevredeki uyarıcılara tepki olarak esas niteliklerinde değişikliğe gidebilmelidir ve genellikle bunu aksiyon potansiyeli (yukarıya bakınız) üreterek gerçekleştirir.

Ancak bu durum bir sorun teşkil ediyor. Çünkü bitkilerin gözlemleyebildiğimiz bir sinir sistemi yoktur. Peki nasıl oluyor da hâlâ davranış sergileyebiliyorlar?

New York Üniversitesi'nden araştırmacılar, insanların bitkilerini sulamayı unutması ve onlara "eziyet etmesi" derdine bir son vermeye karar vermişler. Video sonunda sorulan soru oldukça kışkırtıcı: "Bitkiler bugün su istiyorlarsa, kim bilir yarın neler isterler..."
Smithsonian Institute

Bitkiler Nasıl Davranış Sergiliyor?

Bitkilerde nöron bulunmamaktadır fakat ne gariptir ki etimolojik açıdan baktığımızda bu ifade kabaca “bitkisel lif (vegetal fiber)” şeklinde çevrilir. Gelgelelim birçok bitki türü sinir hücrelerine benzer bir iç mekanizmaya sahip çeşitli hücrelere ev sahipliği yapar. Hatta çoğu bitki asetilkolin, glutamat ve gamma aminobütirik asit gibi, hayvanlar için bona fide (hakiki) nörotransmitterler olan maddeler üretir. Dahası, aksiyon potansiyeli ilk olarak bitki hücrelerinde gözlemlenmiştir! Bu gözlemi 1873 yılında sinekkapan bitkisi üzerine yaptığı araştırmalarda John Burdon-Sanderson gerçekleştirmiştir. Ne var ki araştırmaların odak noktası elektrik sinyali iletiminden ziyade kimyasal sinyal iletimine yöneldiğinden bu bulgular üzerine pek çalışılmamıştır.

Evrim Ağacı'ndan Mesaj

1970’li yıllarda elektrik sinyallerinin bitki fizyolojisinde önemli bir yeri olduğuna dair yeni deliller ortaya sürülmüştür. Ancak P. Tompkins ve C. Bird tarafından kaleme alınan “Bitkilerin Gizli Yaşamı” adlı kitabın yayımını takiben bu alana olan ilgi tekrar sönmüştür. Bu kitap genel itibariyle pek onay görmeyerek bilim camiası tarafından sahte-bilim (pseudoscience) olarak değerlendirilmiş; dolayısıyla bitki elektrofizyolojisi alanına duyulan ilgiyi önemli ölçüde azaltmıştır. Zira çoğu bilim insanı, her ne kadar haksız yere de olsa adı sahte-bilim ile birlikte anılan bir alanda çalışmaya yanaşmak istememiştir.

Kaliforniya'da yaşayan fotoğrafçı Robert Buelteman 1930'larda uygulanan ve
Kaliforniya'da yaşayan fotoğrafçı Robert Buelteman 1930'larda uygulanan ve "elektrofotografi" olarak bilinen tekniği günümüze uyarlıyor. Öncelikle örneklerini bir neşter ile oyuyor, sonra da üzerinde pleksiglas bulunan bir metale yerleştiriyor. Sonrasında ise çeşitli yöntemler kullanarak bitkilere yüksek gerilim vererek üzerlerinden akım geçmesini sağlıyor. Metale çarpan elektronlar bitkilerin içerisinden geçiyor ve fotoğrafçı bunları fiberoptik bir kablo kullanarak topluyor. Akım, bitkiler etrafında çok ince bir ışığın yayılmasını sağlıyor. Bu da, fotoğraflarda bitkilerin etrafında mavimsi bir harenin oluşmasını sağlıyor. Tek bir güzel fotoğraf için en az 150 kare çekilmesi gerekiyor. Tabii ki her seferinde işlem, yeni çiçeklerle, baştan tekrarlanıyor.

Bitkilerin elektrofizyolojik özellikler taşıdığı, bu özelliklerin zorlu doğa koşullarına uyum sağlamaları ve bu koşullar altında hayatta kalmaları için önemli bir rol oynadığı tartışmasızdır. Ancak bazı durumlarda, bu alanda yayımlanan çalışmaların deneysel sonuçları yorumlama kısmında aşırıya kaçıldığının haklı olarak eleştirilmesi ve varılan sonuçların alanda önemli nüfuzu olan uzmanlarca deneysel varsayımlar olarak nitelendirilmesi talihsizliktir. Bu çalışma alanının itibarı, bazı araştırmacıların “bitki nörobiyolojisi” ve “beyin gibi” kalıplarını metafor olarak kullanmalarının yarattığı ciddiyetsizlik izlenimiyle daha da zarar görmüştür zira bitkilerin nöronlarının olmadığı aşikârdır. Buna ek olarak kimi bilim insanlarının bitki zekâsı ve algı yeteneğinden dem vurarak henüz hayvan biyolojisinde dahi tam olarak anlaşılmamış olan bu ifadeleri kullanması işimizi pek kolaylaştırmıyor açıkçası. Bilimi, bütün kusurları ve önyargıları doğası gereği bünyesinde taşıyan insanlar ilerletir. Bitki nörobiyolojisi alanıyla ilgili çalışmaları kimi bilim insanlarının sırf bu alanın isminin getirdiği psikolojik engel yüzünden göz ardı etmesi ziyadesiyle mümkündür.

Tüm bunlara karşın, bitki elektrofizyolojisi ve bu olgunun bitki davranışları üzerindeki etkisinin meşru, önemli bilimsel sonuçlara gebe olan oldukça ilginç bir çalışma alanı olduğuna inanıyoruz. Klasik nörobiyoloji araçları ile moleküler biyoloji alanındaki mevcut gelişmeleri hesaba katarsak bizleri bitki davranış çalışmaları açısından enteresan yıllar bekliyor olacak.

Teşekkür: Bu yazıyı çeviren Yılmaz Kasap'a teşekkür ederiz.

Bu İçerik Size Ne Hissettirdi?
  • Merak Uyandırıcı! 6
  • Umut Verici! 5
  • Tebrikler! 3
  • Muhteşem! 2
  • Bilim Budur! 1
  • Mmm... Çok sapyoseksüel! 1
  • Güldürdü 1
  • İnanılmaz 1
  • Üzücü! 0
  • Grrr... *@$# 0
  • İğrenç! 0
  • Korkutucu! 0
Kaynaklar ve İleri Okuma
  1. Çeviri Kaynağı: Bald Scientist | Arşiv Bağlantısı

Evrim Ağacı'na her ay sadece 1 kahve ısmarlayarak destek olmak ister misiniz?

Şu iki siteden birini kullanarak şimdi destek olabilirsiniz:

kreosus.com/evrimagaci | patreon.com/evrimagaci

Çıktı Bilgisi: Bu sayfa, Evrim Ağacı yazdırma aracı kullanılarak 01/12/2020 21:07:48 tarihinde oluşturulmuştur. Evrim Ağacı'ndaki içeriklerin tamamı, birden fazla editör tarafından, durmaksızın elden geçirilmekte, güncellenmekte ve geliştirilmektedir. Dolayısıyla bu çıktının alındığı tarihten sonra yapılan güncellemeleri görmek ve bu içeriğin en güncel halini okumak için lütfen şu adrese gidiniz: https://evrimagaci.org/s/5274

İçerik Kullanım İzinleri: Evrim Ağacı'ndaki yazılı içerikler orijinallerine hiçbir şekilde dokunulmadığı müddetçe izin alınmaksızın paylaşılabilir, kopyalanabilir, yapıştırılabilir, çoğaltılabilir, basılabilir, dağıtılabilir, yayılabilir, alıntılanabilir. Ancak bu içeriklerin hiçbiri izin alınmaksızın değiştirilemez ve değiştirilmiş halleri Evrim Ağacı'na aitmiş gibi sunulamaz. Benzer şekilde, içeriklerin hiçbiri, söz konusu içeriğin açıkça belirtilmiş yazarlarından ve Evrim Ağacı'ndan başkasına aitmiş gibi sunulamaz. Bu sayfa izin alınmaksızın düzenlenemez, Evrim Ağacı logosu, yazar/editör bilgileri ve içeriğin diğer kısımları izin alınmaksızın değiştirilemez veya kaldırılamaz.

Reklamı Kapat
Güncel
Karma
Agora
Instagram
Deizm
Covıd-19
Kanat
Parçacık
Maske
Sperm
Cinsiyet
Hayvan Davranışları
Bakteri
Göğüs
Göğüs Hastalığı
Cinsel Seçilim
Sars Mers
Kültür
Viral
Ay Görevleri
Mars
Hava
Kara Delik
Sars
Sosyal Mesafelendirme
Homo Sapiens
Jüpiter
Evren
Eğilim
Daha Fazla İçerik Göster
Daha Fazla İçerik Göster
Reklamı Kapat
Türkiye'deki bilimseverlerin buluşma noktasına hoşgeldiniz!

Göster

Şifrenizi mi unuttunuz? Lütfen e-posta adresinizi giriniz. E-posta adresinize şifrenizi sıfırlamak için bir bağlantı gönderilecektir.

Geri dön

Eğer aktivasyon kodunu almadıysanız lütfen e-posta adresinizi giriniz. Üyeliğinizi aktive etmek için e-posta adresinize bir bağlantı gönderilecektir.

Geri dön

Close
“Bilim, kendi kendini kandırmamanın bir yoludur. İlk kuralı, kendini kandırmamaktır. Çünkü kandırması en kolay kişi, kendinizsiniz.”
Richard Feynman
Geri Bildirim Gönder
Reklamsız Deneyim

Evrim Ağacı'nın çalışmalarına Kreosus, Patreon veya YouTube üzerinden maddi destekte bulunarak hem Türkiye'de bilim anlatıcılığının gelişmesine katkı sağlayabilirsiniz, hem de site ve uygulamamızı reklamsız olarak deneyimleyebilirsiniz. Reklamsız deneyim, Evrim Ağacı'nda çeşitli kısımlarda gösterilen Google reklamlarını ve destek çağrılarını görmediğiniz, daha temiz bir site deneyimi sunmaktadır.

Kreosus

Kreosus'ta her 10₺'lik destek, 1 aylık reklamsız deneyime karşılık geliyor. Bu sayede, tek seferlik destekçilerimiz de, aylık destekçilerimiz de toplam destekleriyle doğru orantılı bir süre boyunca reklamsız deneyim elde edebiliyorlar.

Kreosus destekçilerimizin reklamsız deneyimi, destek olmaya başladıkları anda devreye girmektedir ve ek bir işleme gerek yoktur.

Patreon

Patreon destekçilerimiz, destek miktarından bağımsız olarak, Evrim Ağacı'na destek oldukları süre boyunca reklamsız deneyime erişmeyi sürdürebiliyorlar.

Patreon destekçilerimizin Patreon ile ilişkili e-posta hesapları, Evrim Ağacı'ndaki üyelik e-postaları ile birebir aynı olmalıdır. Patreon destekçilerimizin reklamsız deneyiminin devreye girmesi 24 saat alabilmektedir.

YouTube

YouTube destekçilerimizin hepsi otomatik olarak reklamsız deneyime şimdilik erişemiyorlar ve şu anda, YouTube üzerinden her destek seviyesine reklamsız deneyim ayrıcalığını sunamamaktayız. YouTube Destek Sistemi üzerinde sunulan farklı seviyelerin açıklamalarını okuyarak, hangi ayrıcalıklara erişebileceğinizi öğrenebilirsiniz.

Eğer seçtiğiniz seviye reklamsız deneyim ayrıcalığı sunuyorsa, destek olduktan sonra YouTube tarafından gösterilecek olan bağlantıdaki formu doldurarak reklamsız deneyime erişebilirsiniz. YouTube destekçilerimizin reklamsız deneyiminin devreye girmesi, formu doldurduktan sonra 24-72 saat alabilmektedir.

Diğer Platformlar

Bu 3 platform haricinde destek olan destekçilerimize ne yazık ki reklamsız deneyim ayrıcalığını sunamamaktayız. Destekleriniz sayesinde sistemlerimizi geliştirmeyi sürdürüyoruz ve umuyoruz bu ayrıcalıkları zamanla genişletebileceğiz.

Giriş yapmayı unutmayın!

Reklamsız deneyim için, maddi desteğiniz ile ilişkilendirilmiş olan Evrim Ağacı hesabınıza üye girişi yapmanız gerekmektedir. Giriş yapmadığınız takdirde reklamları görmeye devam edeceksinizdir.

Destek Ol