Çiçekler Ne Zaman Açıp Ne Zaman Açmayacaklarına Nasıl Karar Veriyorlar?
Yayınlanma Tarihi 30/03/2018 21:05
Kaynak: Meltem Çetin Sever
Son Düzenlenme 11/04/2019 22:19
İlkbahar geldiğinde doğanın göz kamaştırıcı güzelliği bir anda ortaya çıkar. Ağaçlar çiçeklenir, kırlar ve bayırlar rengarenk olur. Peki ağaçlar ve bitkiler çiçeklerinin açıp açmaması gerektiğine nasıl karar verirler? Bu güzelliğin arkasındaki bilimsel olgu ve genetik süreç nedir? Ağaçların ve bitkilerin değişik zamanlarda çiçeklenmesine sebep olarak aklımıza ilk önce sıcaklık gibi dış etmenler gelir. Bitkiler de değişikliklere adapte olurlar; çok erken açtıklarında başarısız ürünler vereceklerdir, dolayısıyla ağaç ve bitkilerin de çiçeklenme zamanlarını düzenleyen mekanizmaları vardır. Charles Darwin’in sözü “Ne en güçlü olan tür hayatta kalır, ne de en zeki olan… Değişime en çok adapte olabilendir, hayatta kalan.” bütün canlılar için geçerlidir.
İlkbaharın habercilerinden biri olan çiğdemin bir türü Crocus ancyrensis, aynı zamanda Ankara çiğdemi olarak bilinir.
Texas Austin Üniversitesinde moleküler biyolog olan Sibum Sung, bitkilere kışın geldiğini hatırlatan ve bitkilerin ilkbaharda çiçeklenmesini sağlayan özel molekülü keşfetti. Sung’ın bu keşfi Aralık 2010’da Science Express dergisinde yayımlandı. Sung ve bir meslektaşı, Arabidopsis thaliana adlı küçük lahana benzeri bitkideki bu özel molekülün üretiminin bir genetik malzeme dizisi tarafından nasıl yönetildiğini keşfetti. Bitki, kışları bu molekülü üretmiyor ve bitkinin çiçeklenme yeteneği bastırılıyor. Ancak, 20 gün sürekli devam eden soğuk havaların ardından, molekül üretimi tekrar devreye girerek bitkiyi bahara hazırlanması için uyarıyor.
Arabidopsis thaliana bitkisinin çiçeği.
Sung, COLDAIR olarak adlandırılan bu molekülün, milyonlarca yıl süren evrimleşme sürecinde bir çeşit hücresel hafıza yarattığını ve bu hafızanın bitkiye kışın veya baharın geldiğini hatırlattığını söylüyor. Sung’ın çalışma arkadaşı Amasimo şöyle diyor:
Çiçekli bitkiler 150 milyon yıl önce Dünya çok farklı bir durumdayken önce evrimleşmiş ve değişmişti. O zamanlar, Dünya çok daha sıcaktı ve Atlantik Okyanusu henüz mevcut değildi. Yani bitkiler nispeten yakın bir zamanda kışa karşı savaşmak zorunda kaldılar.Gelecekte bu bitki araştırmalarının amacı, bu sistemlerin farklı bitki türlerinde nasıl geliştiğini keşfetmek olacak.
Başka bir çiğdem türü olan, Crocus tommasinianus.
Daha yeni bir araştırma, Temel Bilim Enstitüsü (IBS) bünyesinde Center for Plant Aging Research’de yapıldı. KWAK June M. tarafından yönetilen bir bitki bilimcisi ekip, bu kolay ama karmaşık soruyu açıklayan yeni bir mekanizmayı keşfettiler. Araştırmaları 11 Kasım 2016'da Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS)’da yayımlandı. Bu çalışmanın yazarlarından biri olan KIM Yun Ju şöyle diyor:
Çok erken tomurcuklanan bitkiler başarısız bir şekilde çiçek üretir. Bu nedenle bitkiler çiçeklenme zamanlarını düzenleyen epigenetik bir mekanizma geliştiriyorlar.
Bilim insanları bu mekanizmayı incelemek için bir önceki araştırmada da kullanılan Arabidopsis adlı küçük beyaz çiçekleri olan bitkiyi kullandılar. Epigenetik düzenleme çiçeklenme zamanını kontrol eden ana mekanizmalardan biridir. Bu mekanizma DNA dizilimini değiştirmeden, DNA'daki kimyasal değişim ve etkileşen proteinler yoluyla gen ekspresyonunu düzenler. DNA'yı tüm bilgileri içeren büyük bir kitap gibi düşünürseniz eğer, kimyasal değişimler kitap ayracı gibi düşünülebilir. DNA’ya bağlı proteinlerde (histon) gerçekleşen ve asetilasyon olarak adlandırılan özel bir kimyasal değişim tipi, spesifik proteinler tarafından teşvik edilebilir veya kaldırılabilir. Arabidopsis’de bu kimyasal değişimleri kaldıracak en az 18 tane protein bulunmaktadır. Bu çalışma ile çiçeklenme zamanını kontrol eden bu kimyasal değişimlerden birine etki eden proteinler (HDACs) keşfedildi.
IBS araştırmacıları dokuzuncu HDAC yani HDA9 proteini üzerine yoğunlaştılar, bu protein çiçeklenme zamanı ve tohum dinlenmesi gibi çeşitli biyolojik süreçleri düzenler. Araştırmacılar bu proteini barındırmayan bitkilerin daha erken çiçek açtığını buldular. Aynı durum PWR proteini yokluğunda da ortaya çıkıyordu. Bilim insanları PWR ve HDA9'un, histon 3 adı verilen DNA'ya bağlı bir protein oluşturduğunu ve bu proteinin belirli kimyasal değişimleri ortadan kaldırdığını keşfettiler. Bu kimyasal değişimin kaldırılması, erken çiçeklenmeye neden olan bir protein olan AGL19'un üretimini azaltıyor ve sonuç olarak bitkiler doğru zamanda çiçeklenebiliyorlar.
Y. J. Kim, et al. Powerdress And Hda9 Interact And Promote Histone H3 Deacetylation At Specific Genomic Sites In Arabidopsis. (2016, Aralık 05). Alındığı Tarih: 11 Nisan 2019. Alındığı Yer: PNAS
Phys.org. How Plants Decide That It Is Time To Flower. (2016, Aralık 19). Alındığı Tarih: 11 Nisan 2019. Alındığı Yer: Phys.org
K. Gammon. The Science Of Spring: Plants Rely On Internal Alarm Clocks To Tell Them When To Wake Up From Winter. (2011, Mart 21). Alındığı Tarih: 11 Nisan 2019. Alındığı Yer: Phys.org
Çıktı Bilgisi: Bu sayfa, Evrim Ağacı yazdırma aracı kullanılarak 22/10/2019 18:18:48 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/5154
Pwr Ve Hda9