Ekmeklik Buğday Nasıl Bu Kadar Yaygın Hale Geldi?

Nature dergisinde yayınlanan büyük bir uluslararası çalışma, ekmeklik buğdayın antik dünyayı nasıl şekillendirdiğini ve bugün 8 milyarlık küresel nüfusu besleyen ikonik bir ürün haline gelme yolculuğunu gözler önüne seriyor. Çalışmanın baş yazarlarından biri olan Kral Abdullah Bilim ve Teknoloji Üniversitesi'nden (KAUST) buğday araştırmacısı Profesör Brande Wulff şöyle açıklıyor:

Bulgularımız, medeniyetimizde yeni bir tarım türünün başlatan ve insanların yerleşik hayata geçip toplumlar oluşturmasına olanak sağlayan ikonik bir olaya ışık tutuyor.

John Innes Merkezi'nde grup lideri ve çalışmanın yazarlarından Profesör Cristobal Uauy şunları söylüyor:

Bu çalışma, küresel işbirliğinin ve ülkeler arasında veri ve tohum paylaşımının önemini gösteriyor; kurumlar arasında ve uluslararası olarak sınırların ötesinde kaynakları ve uzmanlığı birleştirerek çok şey başarabiliriz.

Açık Yabani Buğday Konsorsiyumu'nu (İng: Open Wild Wheat Consortium) oluşturan enstitülerin araştırmasına göre ekmeklik buğdayın başarısının sırrı, Aegilops tauschii adlı yabani bir otun genetik çeşitliliğinde yatıyor.

Ekmeklik buğday, aslında tek bir karmaşık bitki içinde üç genom (A, B ve D) içeren üç yabani otun hibrididir. Normalde pek göze çarpmayan bir yabani ot olan Aegilops tauschii, sekiz ile on bir bin yıl önce Bereketli Hilal'in erken dönemlerinde ekilen makarnalık buğdayla çaprazlandığında ekmeklik buğdaya D-genomunu kazandırdı.

Güney Hazar Denizi kıyılarında gerçekleşen bu tesadüfi hibritleşme, tarımsal bir devrimin fitilini ateşledi. Ekmeklik buğdayın tarımı, yüksek gluten içeriği sayesinde daha kabarık ve esnek bir hamur oluşturan bu dinamik yeni ürünü çiftçilerin coşkuyla benimsemesiyle hızla geniş bir iklim ve toprak yelpazesine yayıldı.

Bu hızlı coğrafi yayılma, buğday araştırmacılarını şaşırtmıştır. Ekmeklik buğdayın yabani türü yoktur ve buğdayın hâlihazırda bulunan A ve B genomlarına yeni D genomunun eklenmesine yol açan hibritleşme olayı, yeni türün çevresindeki yabani otlara kıyasla çok daha az genetik çeşitliliğe sahip olmasına neden olan bir genetik darboğaz oluşturmuştu.

Bu darboğaz etkisi ve buğdayın kendi kendini tozlaştıran bir tür olması gerçeği dikkate alındığında, ekmeklik buğdayın Bereketli Hilal bölgesi dışında zorluklarla karşılaşması beklenirdi. Peki nasıl oldu da bu buğday türü bölgede yaygın olarak yetiştirilen ve benimsenen bir ürün haline geldi?

Bu gizemi çözmek için uluslararası araştırma ekibi, Türkiye'nin kuzeybatısından Çin'in doğusuna kadar uzanan geniş bir coğrafi alanda yetişen Aegilops tauschii bitkisinin 493 farklı örneğini topladı. Bu örnekler, bitkinin farklı bölgelerdeki çeşitliliğini temsil ediyordu.

Araştırmacılar, bu örnekler arasından türün özelliklerini ve genetik çeşitliliğini yansıtan 46 tanesini seçere, Aegilops tauschii'nin yüksek kaliteli bir genetik haritasını yani pangenomunu oluşturdular.

Bu haritayı kullanarak Uluslararası Mısır ve Buğday İyileştirme Merkezi tarafından tutulan ve dünyanın dört bir yanından toplanan 80.000 ekmeklik buğday çeşidini taradılar. Veriler, ekmeklik buğdayın D-genomunun yaklaşık %75'inin kökeninin Hazar Denizi'nin güneyindeki Aegilops tauschii'nin soyundan geldiğini gösterdi. Genetik yapının kalan %25'i ise yayılım alanındaki diğer soylardan geliyordu. Çalışmanın baş yazarı Profesör Simon Krattinger şöyle açıklıyor:

Tauschii'nin diğer soylarından gelen bu %25'lik genetik materyal akışı, ekmeklik buğdayın başarısına katkıda bulunmuş ve onu şekillendirmiştir. Bu çeşitliliğin getirdiği genetik canlılık olmasaydı, bugün yediğimiz ekmek miktarına ulaşmamız pek mümkün olmazdı. Ekmeklik buğday yine Orta Doğu için bölgesel olarak bir ürün olurdu ama ekmeklik buğdayın her coğrafyaya uyum sağlamasını sağlayan bu esneklik olmadan küresel olarak baskın hâle geleceğinden şüpheliyim.

Açık Yaban Buğday Konsorsiyumu'nun yaptığı önceki bir çalışma, Gürcistan'da Kafkasya bölgesinde, Bereketli Hilal'den 500 kilometre uzakta, coğrafi olarak sınırlı, belirgin bir Aegilops tauschii soyunun varlığını ortaya çıkardı. L3 olarak adlandırılan bu Aegilops tauschii soyu, ekmeklik buğdaya hamur kalitesi için bilinen en iyi geni sağladığı için önemlidir.

Araştırmacılar, bunun insan genomundaki Neandertal genleri bulunmasına benzer bir gen akışı olması durumunda konsorsiyumun koleksiyonlarında bu genetik özelliğin daha yüksek oranda bulunduğu yerel buğday çeşitleri bulacaklarını tahmin ettiler.

Veri analizi, Gürcistan bölgesinden toplanan çeşitlerinin genomunda %7 oranında L3 soyundaki genlerin bulunduğunu gösterdi. Bu oran, Bereketli Hilal bölgesinden toplanan ekmeklik buğday çeşitlerinde bulunan miktarın yedi katıydı. Profesör Krattinger şöyle açıklıyor:

L3 soyundaki tauschii örneklerini 80.000 yerel ekmeklik buğday çeşidini kullanarak hibritleşmeleri izlemek ve takip etmek için denek olarak kullandık. Veriler, ekmeklik buğdayın Hazar bölgesinin güneyinde ortaya çıktığını, ardından göç ve tarımsal yayılma ile Gürcistan'a ulaştığını gösteren bir tabloyu güçlü bir şekilde destekliyor.

Burada, kendine özgü, genetik olarak farklı ve coğrafi olarak sınırlı L3 örnekleriyle gen alışverişi ve hibritleşmeler sonucunda genetik materyal akışı gerçekleşti. Bu, çalışmamızın yenilikçi yönlerinden biri ve yeni kaynaklarımızı kullanarak ekmeklik buğdaydaki gen akışlarının dinamiklerini izleyebileceğimizi doğruluyor.

Süregelen bilimsel gizemi çözmenin ötesinde, bu çalışmanın pratik faydaları da var. Açık Yabani Buğday Konsorsiyumu (OWWC) tarafından kullanıma sunulan yeni kaynaklar içerinde Aegilops tauschii türünün tüm genetik bilgisi ve bitkinin tohumları da yer alıyor. Bu sayede dünya genelindeki araştırmacılar ve ıslahçılar buğday pasına karşı buğday ürünlerini koruyacak dirençli genleri keşfedebilir. Ayrıca, seçkin buğday çeşitlerine aktarılabilecek iklim değişikliğine dirençli genler bulmak için bu yabani ot türünü inceleyebilecekler.

John Innes Merkezi'ndeki araştırmacılar, Kral Abdullah Bilim ve Teknoloji Üniversitesi'ndeki meslektaşlarıyla birlikte çalışara, Aegilops tauschii'nin L3 soyunun ekmeklik buğdaya katkıda bulunduğu DNA seviyelerini izlemek için biyoinformatik yaklaşımlar kullandılar.