Bitkiler Stres Altında Nörotransmiterleri Kullanarak Uyarı Veriyor!

Vejetaryenleri heyecanlandırıp üzmenin gereği yok. Zaten bitkilerin duyguları olduğunu düşünmek için de şimdilik herhangi bir neden yok. Yine de, her geçen gün bitkilerin sandığımızdan çok daha fazla bize benzediğini öğreniyoruz. Çevrelerindeki strese karşı sinyaller göndermek için hayvanlarda bulunan sinirsel kimyasalları (nörotransmiterleri) kullandıklarının keşfi de, bu gerçeğe yeni bir ek yaptı. Bu keşfin sadece etik çıkarımları değil; aynı zamanda zirai bilimlerden tutun da bazı ilaçların nasıl çalıştığını anlamaya kadar çok temel bir takım sonuçları olacağa benziyor. Adelaide Üniversitesinden Dr. Matthew Gilliham şöyle söylüyor:

Hayvanlarda bulunan GABA (Gama-AminoBütirik Asit) transmiterinin bitkiler tarafından kuraklık, tuzluluk, virüsler, asidik toprak ve aşırı sıcaklar gibi stresli koşullarda salgılandığını uzun bir zamandır biliyorduk. Ancak GABA'nın sadece metabolik bir rolü olduğunu zannediyorduk. Yani bu kimyasalın, bitkilerin stresle biraz daha iyi başa çıkmasını sağladığını sanıyorduk. Aynı zamanda bir sinyal mekanizması olduğunu yeni keşfettik!

Nature Communications dergisinde yayımlanan makalede Gilliham tarafından yönetilen ekip, GABA nörotransmiterinin bitki hücrelerinin zarındaki bir proteine emir vererek elektriksel iletkenliğin değişmesini sağladığını ortaya koydu. Bu elektriksel iletkenlik değişimi, hücre içerisindeki negatif yüklü iyonların dışarıya çıkmasına engel oluyor. Gilliham şöyle söylüyor:

Bu daha önceden tespit edilememişti. Çünkü bitkilerde GABA'ya tepki gösteren protein, hayvanlardakinden epey bir farklıdır. Eğer ikisini kıyaslayacak olursanız, yapısal ve kimliksel olarak ikisi birbirinden epey farklıdır. Ancak benzer olan ufak bir kısım var. Ve o kısım, GABA'ya karşılık veriyor.

İki proteinin birbirinden bu kadar farklı olması, aynı görevi görüyor olmalarının tesadüf olup olmadığı soru işaretini doğuruyor. Aynı ortak atadan geliyor olabileceği gibi, birbirinden bağımsız olarak da evrimleşmiş olabilir. Hatta organizmalar arasında bakteriler aracılığıyla aktarılmış bile olabilir. Daha bunu araştırmadık ve konu, ilginç sorular doğuruyor.

Yazarlar, kimyasalın kökenlerinin ne olduğundan bağımsız olarak bu keşfin zirai yönetimde önemli bir rol oynayacağını düşünüyorlar. Eş baş yazar Prof. Dr. Stephen Tyerman şöyle anlatıyor:

Zirai ürünlerin baş etmek zorunda kaldığı patojenler veya zayıf çevresel koşullar gibi başlıca stres kaynakları, gezegenimizdeki ürün kayıplarının başlıca sorumlusudur. Dolayısıyla, yiyecek eksikliğinin de... Bitkilerin GABA'yı stres sinyali olarak nasıl kullandığını tespit etmek, strese dayanıklı daha fazla zirai ürün üreterek yiyecek güvensizliği konusundaki küresel mücadelede kullanabileceğimiz yeni bir araç sunacaktır.

Her ne kadar vahşi bitkilerde strese karşı tepkiler milyonlarca yıl önce muhtemelen evrimsel faydaları nedeniyle evrimleşmiş olsa da, günümüzde muhtaç olduğumuz zirai ürünler farklıdır. Gilliham şöyle anlatıyor:

Bizim zirai ürünlerimiz zaman içerisinde ehlileştirildi ve iyi koşullarda iyi sonuç alabileceğimiz şekilde özelleştirildi. Ancak daha kötü koşullar için bunu yapmadık. Eğer ki bunların strese nasıl tepki verdiğini araştırabilirsek, kötü hava koşulları ve çevresel şartlara daha iyi adapte olmalarını sağlayabiliriz.

Evrim Ağacı'nın farklı dalları üzerinde GABA'nın bu şekilde kullanılıyor olması, onun sinyal iletimi konusundaki değerini de bize gösteriyor. Gilliham'a göre bunun nedeni, GABA'nın çok hızlı bir şekilde salınabiliyor olmasıdır. Örneğin, bir yaprak üzerinde yürüyen bir karıncanın vücudunda GABA saniyeler içerisinde artabilir. 

Araştırma son olarak, ilaçlarla ilgili bir çift bilgi veriyor. Bugün kullandığımız GABA-sinyalleme proteinleri ile etkileşime geçen ilaçların bir kısmı bitki-temelli ürünler. İşte bu ilaçların neden bu şekilde çalıştığını, bu çalışma sayesinde ilk defa anlamaya başlayabiliriz!