Bitki Nörobiyolojisi Nedir? Sinirler Olmadan Sinirlerden Söz Etmek

Bir bitki veya herhangi bir varlığa canlı ifadesini kullanabilmek için o varlığın çevreden bağımsız birtakım belirgin özelliklerinin olması gerekir. Dünya üzerinde hayatı ele aldığımızda; hücrelerin hayatın yapıtaşını oluşturduğunu görmekteyiz.

Öyle ki hayatın ayırt edici niteliklerinden en önemlisi en az bir hücreden oluşmasıdır. Bu üstünkörü tanım, hayat kavramını bildiğimiz haliyle yansıtmaktadır.

Davranış ve Sinirbilim’in Temelleri

Bir canlının hayatının en önemli temellerinden birisi davranışlarıdır. Canlı bir varlığın hayatta kalabilmesi ve en nihayetinde üreyebilmesi için çevresinden bilgi toplayarak bu bilgileri işleyebilmesi ve sonrasında beslenme ihtiyacını karşılamak veya yırtıcı canlılardan korunmak gibi hayatta kalabilmesinde etkili olacak tepkilerde bulunması, tepkiler vermesi gerekmektedir.

Çok hücreli canlılarda, sözü edilen davranışları yerine getirmede rol oynayan belirli hücre çeşitleri bulunmaktadır. Bu hücre çeşitlerinden bir tanesi de nöronlardır. Nöronların bu özellikleri, uyarılabilir hücreler sınıfına dahil olmalarından kaynaklanmaktadır. Peki, hepimizin aklına şu tarz soru gelmektedir. Bir hücreyi uyarılabilir yapan nedir?

İster uyarılabilir olsun ister olmasın, her hücrenin iç yapısı ile dış ortamı arasında bir yalıtım sağlaması gerekmektedir. Bahsi geçen yalıtım hayatın devamı için geçerlidir. Hücre içinde ve dışında bulunan iyonların konsantrasyon farkıyla alakalıdır. Konsantrasyon farkının oluşmasında hayvanlardaki iki ana etken bulunmaktadır. Bunlar sodyum ve potasyumdur.

İçinde ve dışında farklı iyon konsantrasyonları olan hücreye kutuplaşmış hücre denilmektedir. Bu özellik bütün hücrelerde bulunmaktadır. Uyarılabilir hücrelerde bu duruma istirahat zar potansiyeli adı verilmektedir. İstiharat zar potansiyeli uyarılabilir bir hücre ile dış ortam arasındaki gerilim farkıdır.

Bu gerilim farkı negatif bir değer ile temsil edilmektedir. Oldukça düşük seviyede olduğundan milivolt ile gösterilmektedir.

Uyarılabilir hücreler, potansiyel farkını diğer hücrelerle iletişim kurmak amacıyla kullanabilme yeteneklerini geliştirmişlerdir. Bu tür hücreler, zarların bünyesinde voltaj-kapılı iyon kanalları adı verilen, açıldığı zaman hücre zarından geçmesini sağlayarak gerilim farkını daha pozitif bir değere getiren belirli proteinler kullanmaktadır.

İyonların bu geçişi elektrik akımı olarak kayıt edilebilmektedir. Birçok canlı varlığın bir hücreden diğerine bilgi aktarmak için kullanmayı öğrenmiş olduğu bu olguya depolarizasyon adı verilmektedir. Bilginin bu şekilde aktarıldığı işlemlere AP yani aksiyon potansiyeli adı verilmektedir. Bu unsurlar elektrofizyolojinin temellerini oluşturmaktadır.

Bitkilerde Gözlenen Davranışlar

Davranış çoğu zaman hayvanlarla özdeşleştirilmektedir. Lakin belirtmek gerekir ki, hayvanlar gibi bitkiler, mikroorganizmalar da birtakım davranışlar sergilemektedirler. Bakteriler ve diğer tek hücreli canlılar, zehirli maddeler uzak durmak (kaçmak) ve besin aramak (besin bulmak) için çevrelerine tepki vermektedirler.

Bu durum elbette bitkiler için de geçerlidir. Nitekim küstüm otunun temas halinde yapraklarını hızlı bir şekilde kapatması örnek olarak verilebilir.

Küstüm otu temas halinde yapraklarını hızlı bir şekilde kapatmaktadır.
Kaynak: Gaia

Beslenmek için diğer canlıları avlamak gibi hiç alışılmadık bir davranış sergileyen etobur bitkiler insanoğlunun dikkatini hep çekmiştir. Çekmeye de devam etmektedir. Zira avlanmak hayvanlara (çoğunlukla) özgü bir davranıştır.

Bitki Nörobiyolojisi

Son zamanlarda nispeten tartışılmaya devam eden – tartışılma sebeplerinin başında yeni olması gelir – üzerinde yoğun araştırmaların yürütüldüğü bir branştır bitki nörobiyolojisi. Nörobiyoloji terimi tıpkı davranış terimi gibi çoğunlukla hayvanlarla özleştirilen bir kavramdır. Zira hayvanların davranışlarını mümkün kılan düzenek sinir sistemidir.

En temele inecek olursak eğer, sinir sistemleri çevrede yer alan uyarıcılara tepki olarak esas niteliklerinde değişikliğe gidebilmektedirler. Genellikle bunu aksiyon potansiyeli üreterek gerçekleştirmektedirler.

Lakin bu durum bir sorunu da beraberinde getirmektedir. Sorun şudur: bitkilerin gözlemlenen bir sinir sistemi yoktur. O halde nasıl oluyor da davranış sergileyebiliyorlar?

Bitkiler Nasıl Davranış Sergiler?

Bitkiler herhangi bir şekilde nöron içermemektedir. Fakat işin ilginç tarafı etimolojik açıdan baktığımız zaman bu ifadenin kabaca bitkisel lif ile yani vegetal fiber ile çevrelendiğini görmekteyiz. Nitekim birçok bitki türü sinir hücrelerine benzer bir iç mekanizmaya sahip çeşitli hücrelere ev sahipliği yapmaktadır.

Hatta çoğu bitki; asetilkolin, glutamat, gamma aminobütirik asit gibi, hayvanlar için bona fide nörotransmitterler olan maddeler üretmektedir. Aksiyon potansiyeli ilk olarak bitkilerde gözlemlenmiştir! Bu gözlemi 1973 yılında John Burdon-Sanderson sinekkapan bitkisi üzerinde yapmış olduğu araştırmalar sonucunda gerçekleştirmiştir.

Ne var ki araştırmaların odak noktası elektrik sinyali iletiminden ziyade kimyasal sinyal iletimine yöneldiği için bu bulgular üzerinde pek çalışma kaydedilmemiştir.

1970’li yıllarda elektrik sinyallerinin bitki fizyolojisi için önemli bir yere sahip olduğuna dair yeni deliller ortaya sürülmüştür. Ancak Tompkins ve Bird tarafından kaleme alınmış olan Bitkilerin Gizli Yaşamı adlı kitabın yayımlanmasından sonra bu alana olan ilgiler devam etmiştir.

Bu kitap beklenenin aksine pek ilgi görmemiş ve bilim camiası tarafından sahte-bilim (preudscience) olarak değerlendirilmiştir. Bu kitabın sahte-bilim olarak adlandırılmasından sonra birçok bilim adamı bu alanda çalışma yapmaya yanaşmamıştır.

Bitkilerin elektrofizyolojik özellikler taşıdığı, buradaki özelliklerin zorlu doğa koşullarına uyum sağlamaları ve bu koşullar altında hayatta kalmaları için önemli bir rol oynadığı tartışmasızdır.

Ancak bazı durumlarda, bu alanda yayımlanan çalışmaların deneysel sonuçları yorumlama kısmında aşırıya gidilmesinden haklı olarak eleştirilmesi, varılan sonuçların bu alanda önemli nüfuza olan uzmanlarca deneysel varsayımlar olarak nitelendirilmesi talihsizliktir.

Son

Tüm bunlara karşın, bitki elektrofizyolojisi ve bu olgunun bitki davranışları üzerindeki etkisinin meşru ve önemli bilimsel sonuçlar doğurabilecek ilginç bir çalışma alanı olduğu inancındayız.

Klasik nörobiyolojiyi ve moleküler biyolojiyi de göz önünde bulundurarak önümüzdeki zamanlarda bizleri bitki davranışları açısından enteresan yılların bekleyeceğini göreceğiz!

Kaynak

One Pagan, Bitki Nörobiyolojisi Nedir? Sinirler Olmadan Sinirbilimden Söz Edilebilir Mi?, 18.12.2017, Evrim Ağacı, Alınma Tarihi: 07.04.2020, Alınma Yeri: Evrim Ağacı

Reklamlar

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir