Bitkiler Fedakar Olabilir Mi?

Fedakarlığın her türlü örneğini duyduk: öksüz kedilere bakan köpekler, yemeklerini diğerleriyle paylaşan maymunlar, yaralanan dostlarını yüzeye taşıyan yunuslar... Ancak daha sıradışı bir örneğe de rastlamış olabiliriz: Boulder'daki Kolorado Üniversitesi'nde yürütülen bir araştırma, bazı bitkilerin de fedakar olabileceğini gösteriyor!

Araştırmacılar mısır bitkisini incelediler. Araştırmada kullanılan mısırlardan döllenmiş olanların her biri iki adet "kardeş" içeriyordu: bir embriyo ve endosperm olarak bilinen bir doku. Endosperm, tohum büyüdükçe embriyoyu besleyen bir dokudur. Araştırmacılar, aynı anne babadan gelen embriyoların ve tohumlardaki endospermlerin büyümesine ve davranışlarına odaklandılar. Bunları, farklı anne babalardan gelenlerle kıyasladılar. Üniversitede Ekoloji ve Evrimsel Biyoloji Bölümü akademisyeni olan Prof. Dr. Pamela Diggle şöyle söylüyor:

Sonuçlar, aynı anne babadan gelen embriyoların tohumlarındaki endospermin, aynı anneyi ama farklı babaları paylaşanlarınkinden dikkate değer miktarda fazla olduğunu gösteriyor. Araştırmamızda, embriyo evresinde aynı babayı paylaşmayan endospermlerin o kadar da fazla besin paylaşmadığını gördük. Yani diğerleriyle daha az işbirliği içerisinde davranıyorlar.

Bunu anlaması birazcık zor olduğu için, Evrim Ağacı olarak biraz açalım: endosperm, embriyoyu besleyen bir yapıdır ve bir arada çalışırlar; ancak evrimsel açıdan baktığımızda, hayatta kalma ve üreme mücadelesi bakımından birbirinden ayrı nitelikteki canlılardır. Dolayısıyla embriyo ile endospermi, hayvanlardaki (örneğin insandaki) "kardeşlere" benzetebiliriz. Nasıl ki kardeşler "öz kardeşlik" durumunda olduğu gibi aynı anne babayı paylaşabildiği gibi, "üvey kardeşlik" durumunda aynı anne ama farklı babaları (veya tam tersi) paylaşabiliyorsa; bitkilerde de endosperm ve embriyo aynı anne-babayı veya aynı anne ama farklı babayı (veya tam tersi) paylaşabilirler.

Benzer şekilde, nasıl ki genellikle doğada öz kardeşlerin birbirleri için fedakarlık yapma ihtimalleri daha fazlaysa ve fedakarlık, kardeşlik bağının daha güçlü olduğu sosyal yapılara sahip hayvanlarda daha fazla ve bariz bir şekilde evrimleştiyse; bitkilerde de öz kardeşler arasındaki endosperm-embriyo bağının üvey kardeşlere nazaran çok daha güçlü olduğunu görüyoruz. Kendisiyle aynı anne babayı paylaşan embriyoları besleyen endospermler, çok daha iri olmaya meyilli oluyorlar. Böylece, kendileri tohumun büyüme evresinde tükenip yok olacaklarsa bile, kardeşlerini sonuna kadar besledikten sonra ölmeyi "evrimsel olarak tercih ediyorlar" (tabii ki bu tercih "bilinçli" bir tercih değil, evrimsel süreçte böyle yapabilenlerin avantajlı olmasından kaynaklı ortaya çıkan bir durum). 

Konuyla ilgili bir makale Proceedings of the National Academy of Sciences dergisinde yayınlandı. Makalenin eş yazarları arasında aynı bölümde doktora öğrencisi olan Chi-Chih Wu ve Harvard Üniversitesi profesörü William "Ned" Friedman da bulunuyor. Diggle, bir önceki araştırmaları sonucunda, kaynakların az olduğu durumlarda, bitkilerin besinlerini daha zayıf olan yavrulardan sakınmayı tercih ettiğini net olarak görebildiklerini belirtiyor. Şöyle belirtiyorlar:

Araştırmamız, bitkilerde kardeşler arası işbirliğini doğrudan test eden ilk araştırmaydı. Doğanın en temel yasalarından birisi, eğer ki fedakarlıkta bulunacaksanız, o fedakarlığı en yakın akrabalarınıza yapmanız gerektiğini söyler. Fedakarlık, yalnızca eğer ki fedakarlıktan fayda gören bireyler sizin yakın akrabalarınızsa evrimleşebilir. Endosperm, bütün yiyeceğini embriyoya verdiği zaman, kendisi ölür. Bundan daha fedakar olamazsınız.

Mısırların üremesinde, bitkilerin tepesinde bulunan erkek çiçekler polenlerini her seferinde 2 tane olacak şekilde, tekil tüpler kullanarak sap üzerindeki minik koçanlara aktarırlar. Bunların üzeri ipekçik adı verilen şeritlerle kaplanmıştır ve bu sürece "çifte döllenme" adı verilir. 2 polen taneciği tek bir ipekçiğe değecek olursa, embriyo ve endospermden oluşan bir tohum gelişir. Her bir embriyo da, mısırın tanelerinden bir tanesini oluşturur.

Araştırma ekibi, bitkilerde aşırı nadir gözüken bir olgu olan "hetero-döllenme" sürecinden faydalandılar. Bu süreçte iki ayrı baba, tek bir mısır tanesinin babasıdır. Mısır bitkisinin genleriyle oynamamız, 1000 yılı aşkın bir süredir devam etmektedir. Bu da, çok renkli "Hint mısırının" üretimiyle sonuçlanmıştır. Bu mısırların koçanlarında kırmızıdan mora, maviden sarıya birçok renk bulunur. İşte bu farklı renkler, mısır tanelerinin her birinin babasının kimler olduğunun tespitini kolaylaştırmıştır.

3 yıl içerisinde 100'den fazla başak üreten Wu, bu mısırlardaki her bir mısır tanesini çıkardı, haritaladı ve ağırlığını ölçtü. Bunların büyük bir kısmı aynı renkte endosperm ve embriyoya sahipken (yani aynı anne-babaya sahipken), bazılarında renkler farklıydı. Örneğin taneciğin dış kısmı morken, embriyonun kendisi sarıydı. Wu, her 100 taneden 1 tanesinden azında bulunacak kadar nadir olan, 2 ayrı babaya sahip tanecikleri arıyordu. Friedman şöyle söylüyor:

Çok zorlu ve zaman alan bir araştırmaydı. Adeta samanlıkta iğne aramak gibi... Ya da bu durumda, mısır fabrikasında tek bir taneciği aramak gibi...

Mısır, pirinç, buğday ve diğer tarım ürünlerinde bulunan embriyolar, yıllık kalori tüketimimizin %70'ini kaplamaları dolayısıyla biz insanlar için çok büyük öneme sahiptir. Friedman sözlerini şöyle bitiriyor:

Çiçekli bitkilerin tohumları içerisindeki doku, Dünya'yı doyuran dokudur. Eğer ki çiçekli bitkiler olmasaydı, insanlar da olmazdı.