Bitkiler İçin Elektronik Çevirmen Hazır

Bitkiler İçin Elektronik Çevirmen Hazır

İnsanlar eskiden beri çiçekleriyle konuşur. Çiçekler bizim konuşmalarımızı anlar gibi fiziksel yanıtlar verirken, biz sadece görünümlerine bakarak durumlarını anlamaya çalışıyorduk. Karşılıklı iletişim bunun ötesine geçemiyordu. Fakat artık iki ayrı alemin mensupları olsalar da aynı gezegenin çocukları olan çiçekler ve insanlar, birbirlerini daha yakından tanıyabilecek.

Vivent firmasının kurucularından Nigel Wallbridge liderliğinde geliştirilen yeni bir aygıt, bitkilere elektronik bir ses kazandırıyor. PhytlSigns adı verilen bu cihazı çiçeğinize bağlayarak, onun neler düşünüp hissettiğini eşzamanlı olarak izleyebiliyorsunuz. Böylece onların gereksinimlerine daha iyi yanıt verebilir ve dostluğunuzu ileri bir boyuta taşıyabilirsiniz.

PhytlSigns iki elektrot kullanarak, bitkideki gerilimi ölçüyor. Elektrotlardan biri toprağa, diğeri ise yaprağa veya köke bağlanıyor. Gerilimde bir değişiklik olduğu zaman, hoparlörden buna karşılık gelen bir ses duyuyorsunuz. Ses ne kadar yüksekse, değişim o denli hızlı gerçekleşmiş demek oluyor.

Bitkiler kendi uzuvları üzerindeki değişimleri, örneğin yaprağına dokunulduğunu ya da su püskürtüldüğünü hissettiğinde elektriksel sinyallerde değişimler oluyor. Hatta geçtiğimiz yıllarda yapılan araştırmalarda, bir bitkinin bulunduğu ortamda bir başka bitki zarar gördüğünde, bitkinin yoğun sinyaller vermeye başladığı görülmüştü. Daniel Chamovitz’in Bir Bitki Neler Bilir (İng. What a Plant Knows – A Field Guide to the Senses) adlı kitabında, bitkilerin çevrelerinde olup bitenlere ilişkin verdiği tepkiler, ayrıntılı olarak ele alınmıştı.

Bitki bilimciler yine de bir sinyal değişimi olduğunda bitkilerde tam olarak ne olduğuna ilişkin net bir bilgiye sahip değil. Avusturya Salzburg Üniversitesi’nden bitki biyofizikçisi Gerhard Obermeyer şöyle anlatıyor: “Bir bitkinin elektriksel sinyalleri ne zaman ve niçin kullandığı, bunların bitkisel iletişimde nasıl bir rolü olduğu pek anlaşılmış sayılmaz.”

PhytlSigns iki elektrot kullanarak, bitkideki gerilimi ölçüyor.

İsviçre Lozan Üniversitesi’nden bitki biyoloğu Edward Farmer, aygıt tarafından algılanan sinyallerin gerçekten bitkiden geldiniği doğrulamak istemiş. Laboratuvarda kaydettiği bitki elektriksel olaylarını (örneğin bitkinin yaralanma karşısında verdiği tepkiyi),PhytlSigns sinyalleri ile karşılaştırmış. Aygıtın sinyalleri oldukça iyi bir doğrulukla yakaladığını belirten Farmer, biyolojik işlevleri bilinmeyen küçük sinyalleri bile cihazın dedekte edebildiğini ekliyor. Aygıtı kendi ofisindeki ve evindeki çiçekler üzerinde deneyen New Scientist yazarı Penny Sarchet ise zambağının önünden her geçişinde, sanki çiçek onun geçişini fark etmiş gibi ses verdiğini belirtiyor.

 


Kaynaklar:
  • Bilimfili,
  • New Scientist, “Wonder what your plants are ‘saying’? Device lets you listen in”
    < https://www.newscientist.com/article/2095620-wonder-what-your-plants-are-saying-device-lets-you-listen-in/ >
  • Nature World News, “This Device Lets You Listen to What Your Plants are Saying”
    < http://www.natureworldnews.com/articles/24584/20160701/device-listen-what-plants-saying.htm >

Bitkiler Yağmur Damlalarının Dokunuşunu Hissedebiliyor

Batı Avustralya Üniversitesi’nden bir grup araştırmacı, yaprak üzerine düşen su damlacıklarının bitkinin içinde karmaşık tepkilere neden olduğunu keşfetti. Bitki dürtüldüğünde de benzer bir durumun olduğunu belirten ekip, bitkilerin büyük olasılıkla kendilerine ne olduğuna ilişkin yüksek bir farkındalıkları olduğunu belirtiyor. Dr.Olivier Van Aken liderliğinde yapılan bu çalışmadan elde edilen bulgular Plant Physiology dergisinde yayımlanan bir makale ile duyuruldu.

Bitkilerin dışarıdan gelen dokunuşlara bu şekilde tepki vermelerinin, tehlikeden korunmaya veya hava koşullarından yararlanmaya hazırlık amaçlı olabileceği düşünülüyor. Van Aken, her ne kadar bitkilere dokunulduğunda gözle görülebilir bir tepkiyle karşılaşılmasa da, bitki içinde bir sinyal çığı oluştuğunu ifade ediyor.

Daha önce yapılan araştırmalarda, bitkilere su püskürtüldüğünde binlerce bitki geninin ekspresyonundaki değişim gözlemlenmişti. Bu dramatik yanıt, püskürtmeyi izleyen dakikalar için gerçekleşiyor ve yaklaşık yarım saat içinde sonlanıyordu. “Bu tepkinin spreydeki herhangi bir etken maddeden değil, yaprak üzerine düşen su damlacıklarının fiziksel temasından kaynaklandığını ortaya koyduk, diyor Van Aken.

Ekip, buna benzer tepkilerin başka ne gibi durumlarda ortaya çıktığını da incelemiş. Görünüşe göre bitkiler hafifçe dürtüldüklerinde, cımbız ile dokunulduklarında ve ayrıca üzerlerine aniden gölge düşüp de aldıkları ışık azaldığında da böyle sinyaller veriyorlar. “Hayvanlardan farklı olarak, bitkiler tehlikelerden kaçamaz. Onun yerine, çevrelerini hissetmelerine, tehlikeleri algılamalarına ve uygun tepkileri vermelerine yardımcı olacak savunma sistemleri geliştirmiş gibiler. Yağmur yağdığında, rüzgar estiğinde, üzerlerinde böcek yürüdüğünde ve hatta hava bulutlandığında fark edebiliyorlar,” şeklinde açıklıyor Van Aken.

Yapılan çalışmada ayrıca iki protein tanımlandı: AtWRKY15 ve AtWRKY40. Bunlar bitkinin temasa tepki verme mekanizmasını devre dışı bırakmaya yarıyor. Tepki sinyalini kapatmak çok önemli, çünkü bitkilerin sinyali yanlış alarm olarak değerlendirip unutabilmesini ve normal yaşamına devam edebilmesini sağlıyor.

Van Aken şunları ekliyor: “İnsanlar genellikle bitkilerin dokunulduklarında bir şey hissetmediğini varsayar. Çalışmamız gösteriyor ki, aslında dokunuşlara son derece duyarlılar. Bulgularımız insanların bitkilerle olan etkileşimlerini tekrar gözden geçirmelerine neden olabilir. Onların çiçeklerini kopardığımızda, üzerlerine bastığımızda ya da ellerimizi üzerlerinde gezdirdiğimizde şikayet etmiyor gibi görünseler de, temastan net bir şekilde haberdarlar ve onlara karşı davranışlarımıza anında tepki veriyorlar.”

 


Kaynak:

  • Bilimfili,
  • Olivier Van Aken , Inge De Clercq, Aneta Ivanova , Simon R. Law, Frank Van Breusegem, A. Harvey Millar1, James Whelan Mitochondrial and chloroplast stress responses are modulated in distinct touch and chemical inhibition phases in Arabidopsis First Published on May 9, 2016, doi: http://dx.doi.org/10.1104/pp.16.00273 Plant Physiology May 9, 2016 pp.00273.2016
  • Phys.org, “Plants are ‘in touch’ with the world around them”
    < http://phys.org/news/2016-05-world.html >

Üst görsel: revelwallpapers.net

Mitokondri Bulundurmayan İlk Ökaryot Hücre Keşfedildi

Her bir dokusu ve organı, o organın görev ve işleyişini sürdürebilen, gerçekleştirebilen birbirinden farklı hücrelerden oluşmuştur. Ancak her ne kadar farklı olsalar da, temelde aynı organelleri bulunduran hücrelerimiz, çoğunlukla farklı genleri aktifleştirdikleri, inaktifleştirdikleri, bir takım genlerden daha fazla veya daha az protein sentezledikleri için birbirlerine göre farklılaşırlar. Elbette bu özet hücrelerin birbirinden farklılıklarını bütün detayları ile anlatmıyor, keza bu yazıda ökaryot tüm hücrelerde ortak olarak var olduğunu düşündüğümüz mitokondri ile ilgileneceğiz.

Tüm hayvanlar, tüm bitkiler, mantarlar ve birçok mikroskobik canlı ökaryot hücrelerden oluşur. Ökaryot hücre tipi ise diğer bir hücre tipi olan prokaryot hücre tipinden, zarlı organeller bulundurabilmesi ve bulundurması bakımından ayrılmaktadır. Mitokondri, lizozom, hücre çekirdeği ve kloroplast bunlardan yalnızca birkaç tanesidir. Bitki, hayvan ve mantar hücreleri bahsi geçen tüm zarlı organelleri ortak olarak bulundurmazlar. Hayvan hücrelerinde örneğin; bitkilerde bulunan kloroplast organeli bulunmaz. Buna karşılık mitokondrinin tüm ökaryot hücrelerde ortak olarak bulunduğunu düşünürken, yeni bir araştırmada mitokondrisinden kurtulmuş ilk ökaryot canlı keşfedildi.

Mitokondri olmadan yaşamayacaklarını düşündüğümüz ökaryot hücreler ve ökaryot hücrelerden oluşan canlılar açısından bakıldığında keşfin önemi daha iyi anlaşılabilir. Hücrenin enerji santrali gibi çalışan mitokondri organelinin, erken evrimsel süreçte bazı hücre yapılarının içine girmiş bakterilerin kalıntıları olduğu çok geniş bir kitle tarafından öne sürülmektedir. Bu yönden ökaryot hücrelerin bir anlamda imzası olduğunu düşündüğümüz bu organelin, aslında sanıldığı kadar zorunlu olmayabileceği görülmüş oldu. Daha önceleri de araştırılan -mitokondrisiz ökaryot hücrelerin varlığı- konusu için bugüne kadar başarılı bir örnek bulunamamıştı.

Yapılan araştırmada, araştırmacılardan birine ait olan bir çinçillanın (amerika tavşanı) bağırsaklarından elde edilen Monocercomonoides cinsinden mikrobik bir canlı test edildi. Bütün genomu dizilenen canlının araştırılmasının sebebi ise, daha önceden de mitokondrilerinden kurtuldukları düşünülen cinse ait olmasıydı.

Genomu dizileyen ve inceleyen araştırma ekibi, mitokondrilerin kendine has olan DNA’lara sahip organeller olmalarına bakarak mitokondriyel genlerin varlığına dair izler aradı ve genomda buna dair bir ize rastlanmadı. Daha detaylı incelemeler, canlının genomunda mitokondrinin düzgün işlemesini sağlayacak kilit bir takım proteinlerin de eksik olduğu görüldü.

Monocercomonoides‘in, bizzat zarar vermediği bağırsakta yaşadığı için mitokondriye ihtiyaç duymuyor olabileceğini öne sürülüyor. Burada kendisi için de besin bol bulunmasına rağmen, mitokondrinin enerji üretiminde kullanacağı oksijen son derece az olabiliyor. Dolayısıyla Monocercomonoides, mitokondri yerine hücre içinde bulunan ve besinleri parçalayarak enerji üretmelerini sağlayan enzimler sayesinde yaşamını sağlıklı olarak sürdürebiliyor. Bununla birlikte, bu cins mitokondrinin diğer bir görevi olan proteinlerin sağlıklı enzimler olarak çalışmalarını sağlayacak olan yardımcıları (demir ve sülfür gibi) kümeler halinde sentezlemesinden de mahrum kalmış oluyor. Yapılan ileri incelemeler Monocercomonoides türünün, bu konuya aynı fonksiyonu gösteren bir takım bakteriyel genleri bünyesine katarak bir çözüm getirdiği görüldü.

Çığır açıcı nitelikteki bu araştırma Current Biology‘de tüm detayları ve sonuçları ile yayımlandı.


Kaynak :

  • Bilimfili,
  • Anna Karnkowska, Vojtěch Vacek, Zuzana Zubáčová, Sebastian C. Treitli, Romana Petrželková, Laura Eme, Lukáš Novák, Vojtěch Žárský, Lael D. Barlow, Emily K. Herman, Petr Soukal, Miluše Hroudová, Pavel Doležal, Courtney W. Stairs, Andrew J. Roger, Marek Eliáš, Joel B. Dacks, Čestmír Vlček, Vladimír Hampl A Eukaryote without a Mitochondrial Organelle Current Biology DOI: http://dx.doi.org/10.1016/j.cub.2016.03.053

Bitkilerin Çiçeklenme Mekanizması Çözüldü

Avustralya Monash Üniversitesi araştırmacıları, bitkilerin ısınan hava ile birlikte çiçek açmaya başlamalarını sağlayan mekanizmayı çözmeyi başardı. Ulaştıkları sonuçları Nature Plants dergisinde yayımladıkları makale ile açıklayan ekip, bu keşfin bitkilerin fizyolojik tepkilerinin kontrol edilmesi ve küresel ısınma nedeniyle yükselen sıcaklıkların etkisinin düzenlenmesi konusunda yararlı olabileceğini belirtiyor.

Sureshkumar Balasubramanian liderliğindeki araştırmacılar, Arabidopsis çiçekli bitkisi üzerinde genetik, moleküler ve bilgisayar hesaplamalarından yararlandıkları biyoloji deneyleri gerçekleştirdi. Balasubramanian, iki temel hücresel sürecin birlikte işleyerek, normalde bitkinin çiçeklenmesini engelleyen bir proteinin miktarını azalttıklarını ifade ediyor. Böylece bitki, artan sıcaklıkla beraber çiçek üretmeye başlıyor.

“Bu son derece heyecan verici, çünkü bu genetik mekanizmaların birlikte nasıl işlediklerini anladıkça, bitkilerin farklı sıcaklıklarda çiçeklenmesini sağlayabileceğimiz teknolojiyi geliştirebiliriz. Bu mekanizmalar tüm organizmalarda var. Dolayısıyla edindiğimiz bu bilgiyi, tarımsal bitkiler için kullanabiliriz,” diye açıklıyor Balasubramanian.

Aslında Balasubramanian, sıcaklığa bağlı çiçeklenmenin genetik temelini keşfedeli on yıl oluyor. Ancak mekanizmanın keşfi, bilgisayarlı hesaplama yöntemlerinin mümkün olmasıyla beraber yeni yapılabildi.

Balasubramanian’ın laboratuvarında çalışan ve makalenin baş yazarı olan doktora sonrası araştırmacısı Sridevi Sureshkumar şöyle değerlendiriyor: “Çevresel değişimler karşısında başka genleri de kontrol edebilen benzer mekanizmaları araştırmak çok iginç olacak.”

Sureshkumar Balasubramanian (en sağda) ve laboratuvarında çalışan araştırmacılar birlikte görlüyor.

 


Kaynak:

  • Bilimfili,
  • Monash Üniversitesi, “Mechanism discovered for plants to regulate their flowering in a warming world”
    < http://www.monash.edu/news/show/mechanism-discovered-for-plants-to-regulate-their-flowering-in-a-warming-world >

İlgili Makale: Sridevi Sureshkumar, Craig Dent, Andrei Seleznev, Celine Tasset & Sureshkumar Balasubramanian Nonsense-mediated mRNA decay modulates FLM-dependent thermosensory flowering response in Arabidopsis, Nature Plants, nature.com/articles/doi:10.1038/nplants.2016.55