Ağaçlar Neden ve Nasıl Birbirleriyle “Konuşurlar?”

Çevrebilimci Suzanne Simard, ağaçların ihtiyaçlarını bildirmek ve komşu bitkilere yardım etmek için toprak mantar ağını nasıl kullandıklarını göstermişti. Şimdi ise toplu ağaç kesimi ve iklim değişikliği gibi tehlikelerin bu önemli ağların işlevini bozabileceği konusunda bizleri uyarıyor.

Çevrebilimci Suzanne Simard yirmi yıl önce doktora tezi üzerinde çalışırken ağaçların toprak altında yayılmış mantar ağı ile birbirlerine ihtiyaçlarını bildirip gerekli besinleri gönderdiklerini, yani ağaçların birbirleriyle “konuştuklarını” keşfetti. Şu anda British Columbia Üniversitesinde bulunan Simard, o zamandan beri mantar misellerinin ağaçların akrabalarını tanımalarına, komşu ağaçları ölmeden önce onlara besin göndermelerine, çevre değişikliği hakkında uyarı sinyali göndermelerine yardım etmeleri gibi konuları kapsayan çalışmaların ilerlemesine öncülük etmektedir.

Simard, insanın sinir sistemine benzettiği bu karmaşık sistemi anlatırken “orman aklı” ve “anne ağaçlar” gibi benzetmeler kullanarak, bilim insanlarının bitkilerin etkileşimi hakkındaki tanımlarının değişmesine katkıda bulundu. Simard, Yale Environment 360’a verdiği röportajda şunları söylemiştir:

Orman bir işbirliği sistemidir. Ağaçların sadece kaynak transferi yapmadığını, aynı zamanda birbirlerine savunma sinyalleri gönderdiklerini ve akrabalarını tanıdıklarını da gördüğümüzden bence buna ‘iletişim’ demek daha mantıklı. Üstelik insan olarak bizler bunu daha iyi anlayabiliriz. Ağaçla empati kurduğumuzda, ona daha çok önem vereceğiz ve daha fazla önem verdiğimizde de tabiatımıza özen göstermede daha iyi işler yapacağız.

Simard şimdilerde iklim değişikliği, çam kese böceği istilası ve kesim gibi çevresel tehditlerin bu hayati önem taşıyan iletişim ağlarını nasıl bozabileceği konusuna yoğunlaşmış durumda. Simard bu konuda şunları söylüyor:

Bu ağlar devam edecektir. Onların yerel bitki türlerine, egzotik bitkilere veya yabani otlar gibi diğer türlere yararlı olup olmadıklarını bekleyip göreceğiz.

Yale Environment 360: Bütün doktora tezleri Nature dergisinde yayımlanmıyor. Ama 1997’ de sizin çalışmanızın bir kısmı yayımlandı. Kâğıt huşu ile Douglas göknar ağaçlarının birbirleriyle etkileşime geçmek için yeraltı ağını kullandıkları saptamak amacıyla karbondaki radyoaktif izotopları kullandınız. Bu etkileşimden bahseder misiniz?

Suzanne Simard: Kağıt huşu ağacı ve Douglas göknarı dahil olmak üzere dünya üzerindeki bütün ağaçlar yer altında bulunan mantarlarla simbiyotik bir iş birliği kurmaktadırlar. Bunlar bitkilere fayda sağlayan mantarlardır ve bu iş birliği sayesinde mantarlar (ki fotosentez yapamadıklarını biliyoruz) toprağı araştırır. Temel olarak, mantar yer altı boyunca miselyum ya da lif gönderir ve özellikle fosfor ve nitrojen gibi besin ve suyu alıp bitkiye getirir. Bu besinleri ve suyu bitkiden fotosentez ürünü bir maddeyi almak (şeker veya fotosentez sonucu oluşan bir madde) için değiştirir. Bitki karbonu sabitleyip daha sonra onu metabolizması için ihtiyacı olan besinlerle takas eder. Bu her ikisi için de geçerlidir. Bu ağ, karbon ve su ağaçlar arasında değişim yapabilsin diye bir ağacın kökünü bir diğer ağacın köküne bağlayan bir çeşit yeraltı boru tesisatıdır. Britanya Kolumbiyası’nın doğal bir ormanında, kâğıt huşu ağacı ve Douglas göknarı birlikte önceki ağaç topluluklarının yerini alarak büyür. Birbirleriyle yarışırlar, ancak bizim çalışmamız aynı zamanda da mikorizal ağlarıyla birbirlerinden besin ve karbon alıp vererek işbirliği yaptıklarını göstermektedir.

e360: O zaman biri diğerinden ilave yardım istediğini anlatabiliyor, doğru mu?

Simard: Evet, doğru. Ağaçları değişime teşvik eden dürtünün ne olduğunu anlamak için birçok araştırma yaptık. Unutmayalım ki bu karşılıklı bir değişim, bu yüzden bazen huş bazen de göknar daha fazla pay alır. Bu, o zamanın ekolojik faktörlerine bağlı olarak değişir.

Yaptığımız bu deneyde test ettiğimiz önemli noktalardan biri de gölge faktörüdür. Douglas göknarı yaz döneminde daha fazla gölgelendikçe, kâğıt huşundaki ihtiyaç fazlası karbon göknara ulaşabilir. Sonbahar geldiğinde, kâğıt huşu yapraklarını döker. Göknar ise yapmaya devam ettiği fotosentez dolayısıyla ihtiyaç fazlası karbon üretir. Böylelikle karbon transferi tekrar kâğıt huşuna döner.

Ek olarak mantar unsurlarının etkisi de var. Mesela, ağı birbirine bağlayan mantar, karbon kaynaklarını güvene alma yolları arayacaktır. Bu konuyu bütünüyle anlayamasak da evrimsel açıdan bakıldığında mantıklı olduğunu görüyoruz. Mantar gelecek için besin kaynağının korunduğundan emin olmak amacıyla bu sistemde yer alır. Böylece farklı bitkiler arasında karbon transferini yönlendirmeye yardım edebilecektir.

e360: Sizce bu takas sistemi çayır ve mera gibi diğer ekosistemlerde de geçerli midir? Bu konu hakkında yapılmış çalışmalar var mı?

Simard: Evet, var. Sadece benim laboratuvarımda değil, benden önceki diğer laboratuvarlarda da mevcut. Çayırlar hatta akçaağaç ve sedir gibi bilindik bazı ağaç türleri de değişik bir tür mikoriza oluştururlar. Britanya Kolumbiyası’nda eyaletin içinden ormana doğru uzayan büyük bir çayır var. Esasen arbüsküler mikoriza yapısına sahip olan çayırların ektomikorizal ormanla nasıl etkileşime geçtiğini araştırıyoruz çünkü iklim değiştikçe çayırların ormanın içine ilerleyeceği tahmin edilmektedir.

e360: Bu değişimler iklim değişikliği etkisi altında devam edecek mi, yoksa iletişim kesilecek mi?

Simard: Engelleneceğini sanmıyorum. Bence ağ kurabilme yeteneğinde bir kesinti olmayacak ama ağ farklı olabilir. Mesela, muhtemelen farklı bir mantar etkileşime dâhil olacak ama bence bu etkileşim devam edecek. Ancak bunların yerli bitki türlerine, egzotik ya da istilacı yabani otlara yararlı olup olmayacağı gizemini koruyor.

e360: Siz ve bir öğrenciniz moleküler vasıtalarla merkez ya da anne diye adlandırdığınız ağaçları keşfettiniz. Bunlar nelerdir ve ormandaki rolleri nelerdir?

Simard: Doktora öğrencisi Kevin Beiler zekice bir çalışma yaptı. Douglas göknarı ormanlarında ağaçların kısa DNA dizilimlerine ve mantarların her birine bakmak için DNA analizi kullandı. Bu ormandaki birbiriyle bağlantılı iki kardeş mikorizal mantar ağına ve bu ağların Douglas göknarlarını birbirlerine nasıl bağladıklarına dair bir harita çıkarabildi ve bu harita sayesinde birkaç istisna dışında bütün ağaçların temelde birbirleriyle ilişkili olduğunu gösterebildi.

Küçük ağaçların daha az ağaçla bağlantısı bulunurken ağdaki en büyük ve en yaşlı ağaçların daha fazla bağlantısı olduğunu bulguladı. Büyük yaşlı ağaçların daha büyük bir kök sistemi vardır ve daha büyük mikorizal iletişim ağları vardır. Bu ağaçlar, kökleri ve kök uçları sayesinde ağa daha fazla karbon aktarırlar ve bu da büyük ağaçların neden çevreleriyle daha fazla bağlantıları olduğunu açıklar.

Daha sonraki deneylerde de yaşlı ağaçların akrabalarını tanıyıp tanıyamadıklarını, yakınlarında canlanan fidanların kendileriyle aynı türden olup olmadıklarını, yavruları olup olmadıklarını ve bu fidanları koruyup korumadıklarını gözlemledik. Ve bunları yaptıklarını gördük. En büyük en yaşlı olduklarından ve kendi soylarını besleyebildiklerinden dolayı “anne ağaç” terimini kullandık.

e360: Siz aynı zamanda, bu ağaçlar ölmek üzereyken beklenmedik bir ekolojik destek verdiklerini ama çok erken keslirlerse diğerlerinin bu desteği alamadığını da keşfettiniz.

Simard: Aslında biz bu deneyi serada yürüttük. Douglas göknar fidanlarını bir sarıçam türüyle (Kuzey Amerka’nın batısına özgü Pinus ponderosa ile) yan yana yetiştirdik ve ana ağaç gibi davranacağını düşündüğümüz, daha yaşlı olan göknar fidanına zarar verdik. Sarıçam daha alçak kesimlerde yetişen bir tür olduğundan ve değişen iklim koşullarında göknarın yerini alması beklendiğinden bu deneyde onu tercih ettik. İklim değiştikçe, yüksek kesimlere doğru göç edecek olan genç ormana eski ormandan herhangi bir miras bırakılıp bırakılmadığını öğrenmek istedik.

Douglas göknar ağaçlarına zarar verdiğimizde birtakım olayların meydana geldiğini fark ettik. İlki, Douglas göknarının karbonunu ağa vermesi ve bunun sarıçamı tarafından kullanılmasıdır. İkinci olarak, verilen hasara karşı Douglas göknarının ve sarıçamın savunma enzimleri artış göstermiştir. Biz bunu ağaçların ağları aracılığıyla birbirlerine savunma sinyali göndermesi olarak yorumladık. Karbon aktarımı ve savunma sinyali gönderme olarak aldığımız bu iki dönüt bitkiler arasında sadece mikoriza iletişim ağı olduğunda gerçekleşti. Ağa zarar verdiğimiz yerlerde bu iki dönütü de almadık.

Bunu, iklim değiştikçe yeni tür tarafından yeri alınan ana türün, ekosistemde daha baskın bir rol üstlenen komşu fidanlara yeni bir başlangıç sağlayabilsinler diye karbon ve uyarı sinyali gönderdiği şeklinde yorumladık.

e360: 1997 senesinde ağaçların etkileşimi üzerine olan çalışmanızı yayınladığınızda, bitkiler için “iletişim” demeye gerek olmadığı gerçeğinden bahsetmiştiniz. Şu an ise ormanların aklı ve ana ağaçlar gibi ifadeleri açık bir şekilde çekinmeden kullanıyorsunuz. Bu konuda eleştiri oklarının hedefi oldunuz mu?

Simard: Muhtemelen benim duyduğumdan çok daha fazla eleştiri vardır. Orman araştırması yapmaya ilk kez 20’li yaşlarımın başında başladım. Şu an 50’lerimin ortasındayım, yani 35 sene oldu. Bu süreçte her zaman bilimsel metotları izlemem gerektiğinin farkındaydım ve bilimsel verilerin ifade ettiklerinin ötesine gitmemekte oldukça dikkatli davrandım. Fakat öyle bir an geliyor ki geleneksel bilimsel yöntemlerin belli bir yere kadar çözüm ürettiğini ve ormanlarda eski bilimsel yöntemleri kullanarak öğrenebileceğimizden çok daha fazla olayın yaşandığını fark ediyorsunuz.

Bu nedenle farklı açılardan düşünmeye başlayıp sadece hareketsiz varlıklar olmayan bu canlılar ve türlerin neler yaptığını daha derinden ve içten anlayabilelim diye insani bakış açılarının da kullanılması gerektiğine karar verdim. Bitkiler arasında aktarılanların sadece kaynaklar olmadığını da anlamaya başladık. Bundan çok daha fazlası aktarılıyor. Orman bir işbirliği sistemi; eğer yarışma halinde olsaydı, çok daha basit bir yer olurdu. Böyle olmadığı için orman, çeşit çeşit türlere sahiptir ve dinamiktir.

Bitkiler birbirleriyle yalnızca kaynak alışverişi yapmadığı, aynı zamanda birbirlerine savunma sinyalleri gönderdiği ve akraba tanıma yaptığı için bunu iletişim olarak nitelemek daha mantıklı. Aktarıcı ve alıcı olan bitkilerin böyle davranışları aralarındaki bu iletişime, yani bu aktarıma göre şekillenir.

Üstelik insan olarak bizler bunu daha iyi anlayabiliriz. Ağaçla empati kurduğumuzda, ona daha çok önem vereceğiz ve daha fazla önem verdiğimizde de doğaya daha özenli davranacağız.

e360: Çam kese böceği Kuzey Amerika’nın batısının tabiatını çam ve ladin ağaçlarını yok ederek mahvediyor. Siz çam kese böceği saldırısının mikorizal ağlara neler yaptığı üstüne yapılan bir çalışmaya ortak oldunuz. Neler buldunuz ve sonuçlar bu ormanların yeniden canlandırılmasında nasıl kullanılabilir?

Simard: O çalışma Alberta Üniversitesinde yüksek lisans öğrencisi olan Greg Pec tarafından yürütüldü. Çam kese böceği saldırısının ilk evresi yeşil saldırı olarak adlandırılır. Bu saldırı yeşilden kırmızıya, sonra da gri saldırı aşamasına geçer. Yani aslında en geç 3 veya 4 yıla kadar ağaçlar ölmüş olur.

Farklı aşamalarda olan ağaçların bulunduğu bölgelerden toprak alıp Kontorta çam fidanlarını bu topraklarda yetiştirdik. Zamanla ağaçların ölümü gerçekleştikçe mikorizal ağın daha az çeşitlilik gösterdiğini ve aynı zamanda bunun topraklarda yetişen fidanların savunma enzimlerini de değiştirdiğini bulduk. Bu moleküllerdeki çeşitlilik azaldı. Ölü ağaçların toprakta geçirdiği süreye bağlı olarak fidanlardaki mikorizal çeşitlilik ve savunma moleküllerindeki çeşitlilik azalıyordu.

Greg ağaçlardaki mantar çeşitliliğine baktı. Bu çeşitliliğin değişmesine rağmen mikorizal ağın ağaçların altında yeni çıkan fidanların canlanmasına yine de yardım ettiğini bulguladı.

Mikorizal ağın yapısı değişiklik gösterse de yeni ağaçların canlandırılmasında etkili bir ağ olmaya devam etmektedir.

e360: Ağaçların kesilmesi ve iklim değişikliği söz konusu olduğunda ormandaki direnci sürdürmek için çalışmanız neler söylemekte?

Simard: Direnç, ekosistemin sahip olduğu bir dizi olanaklar içerisinde kendi yapısını ve işlevini iyileştirme yeteneğiyle ilgilidir. Özellikle ormanlar için ağaçlar temel yapıdır. Hem diğer canlılar için yaşam alanı oluştururlar, hem de ormanın işlemesini sağlarlar. Ormandaki direnç, doğal yollarla yeni ağaçların üremesi, yani ormanın gençleşmesi demektir. Yeni ağaçların üremesi konusunda mikorizal ağ kullanılarak yapılabilecek birçok şey vardır. Araştırmamızın en önemli bulgusu budur. Eğer sadece mikorizal iletişim ağlarını değil diğer canlıların da iletişim ağlarını destekleyen ağaçlara zarar vermezsek ormanlar tahribata direnecektir. Bence bu, ormanların gençleşme yeteneğini korumakta çok önemli bir adımdır.

e360: Bulgularınızın Britanya Kolumbiyası’nda ve daha fazla yerdeki ağaç kesme uygulamalarında etkili olacağı yönünde umudunuzdan bahsetmiştiniz. Bu gerçekleşti mi?

Simard: Bu konuda sadece benim çalışmam etkili olmadı. 1980 ve 90’ların başında ormandaki daha yaşlı ağaçların ve onların kalıtlarının korunması düşüncesi tekrar önem kazandı. Sadece mikorizal ağı temel almayan birçok yöntembilim 1990’lar boyunca Batı Kanada’da benimsendi. Bu daha çok vahşi hayat ve diğer canlıların yaşam alanı için ağaçların korunması amacıyla yapıldı.

Ama özellikle son 15 yılda sadece belli ağaçların kesilmesi gereken birçok alanda ormanlar topyekûn yok edildi. Bunun bir sebebi hala devam eden çam kesesi böceği istilasıdır. Ölen bu ağaçların kurtarılması amacıyla kesilmesi, gelişmekte olan iyi yöndeki ormancılık uygulamalarını yok etti.

Günümüzde hala insanlar ağaçların bir kısmını tutup kalan kısmını keserek ormancılık yapmaya çalışıyorlar; fakat sadece bunu yapmak yeterli değil. Ağaç kesiminde yalnızca belli yaşlı ağaçların kesilmemesine dikkat ediliyor. Anne ağaçları ve iletişim ağlarını korumak amacıyla farklı muhafaza etme türlerini test etmek için yeni bir çalışma başlatıyoruz.

e360: Kanada hükümetinden aldığınız hibe şu anda uygulamada olan orman yenileme çalışmalarını incelemek için mi?

Simard: Evet, bu çalışma için çok heyecanlıyız. Anne ağaçları farklı formlarda koruma fikrini deniyoruz. Bu amaçla onları tek tek, grup ve siper ağacı halinde bırakıp daha sonra hem doğal hem de geleneksel gençleştirme yöntemlerini kullanarak ormanı tekrardan canlandırıyoruz. Söz konusu yöntemleri Douglas göknarı ormanında çok kuru ve sıcaktan soğuk ve nemliye kadar her türlü hava koşullarında deniyoruz. Bu gözlemi 75 farklı konumda bu farklı hava koşullarında yapacağız. Karbon döngüsü, verimlilik, kuş ve böcek çeşitliliği gibi şeyleri ölçeceğiz. Bir de, anne ağaç ve onların yeni ağaçları koruması fikri İlk Milletler’in dünya görüşüyle çok örtüştüğü için Britanya Kolumbiyası'ndaki İlk Milletler topluluğundan büyük ilgi görüyoruz.

Teşekkür: Bu yazıyı Nesli Demir ve Sude Delialioğlu'na teşekkür ederiz.