Bitkilerde Etçil Beslenme Nasıl Evrimleşti?

Bir böcek kapan bitkisinin ağıza benzer yapraklarına konacak kadar şanssız olan herhangi bir böcek, korkunç bir sonla karşılaşacaktır. Av, bitkinin özel sindirim enzimlerinden oluşmuş bir kokteyl bulu..
Görsel Telif:

Bir böcek kapan bitkisinin ağıza benzer yapraklarına konacak kadar şanssız olan herhangi bir böcek, korkunç bir sonla karşılaşacaktır. Av, bitkinin özel sindirim enzimlerinden oluşmuş bir kokteyl bulunduran “ibrik” benzeri yapısına doğru çekilir.

Etçil bitkilerin genomları üzerine yürütülen ve diğer etçil bitkilerin böcek-yiyen sıvılarıyla karşılaştırma yapılan çalışmada, araştırmacılar, Dünya üzerindeki et-yiyen bitkilerin, milyonlarca yıllık evrimle birbirlerinden ayrılmış olsalar bile aynı ölümcül moleküler formüle sahip oldukları bulgusuna ulaştı.

Nature Ecology and Evolution‘da yayımlanan çalışmada, klasik bir yakınsak evrim örneği gözlemlendi.

Etobur bitkiler, çiçekli bitki soy ağacında bulunur. Avustralya etçil bitkisi (Cephalotus follicularis), Amerika ve güneydoğu Asya’da bulunan diğer etçil bitki türlerine kıyasla yıldız meyvesi (Averrhoa carambola) isimli bitki ile daha yakın akrabadır. Bu da, muhtemelen yetiştirildikleri topraklardaki besin azlığıyla başa çıkmak üzere etçilliğin bitkilerde tekrar tekrar evrimleştiğini gösteriyor. Böylelikle, bitki, topraktan alamadığı nitrojen ve fosforu avından almaya çalışmıştır.

Ölümcül Formül

Avustralya etçil bitkileri, düz yapraklarının yanı sıra diş benzeri ölümcül “ibrik” yaprakları da geliştirmiştir. Türün genom diziliminin tamamlanmasının ardından, araştırmacılar, bitkinin etçil olmayan diğer yaprakları ve “ibrik” benzeri yaprakları arasında farklılık sergileyen genleri belirlediler. Bu genler arasında, bitkinin avına son derece çekici gelen ve nektar üretimine yardımcı olan şeker ve nişasta yapımında sorumlu genlerin yanı sıra, avın “ibrik”ten kaçmasını zorlaştıran yapışkan maddelerin üretiminden sorumlu genler de yer alıyor.

Etçil bitkinin, avını nasıl yediğini belirlemek için, araştırmacılar, Cephalotus ve bazı diğer akraba olmayan etçil bitkilerden sindirim kokteylinin bir örneğini aldılar ve kütle spektrometrisi kullanarak toplamda 35 proteini belirlediler. Proteinlerin büyük çoğunluğunun, diğer çiçekli bitkilerde patojenleri uzaklaştırmak için kullanılan proteinlerle ilişkili olduğu görüldü. Örneğin, bitkiler, tipik olarak  mantarlara karşı bir savunma mekanizması olarak kitin denilen polimer yapıdaki tabakayı kıracak enzimler üretir. Fakat araştırmacılar, Avustralya etçil bitkilerinin ve diğer etçil bitkilerin, enzimi, farklı bir amaca uygun hale getirdiğinden ve yine kitin tabakasına sahip böcek dış iskeletini sindirmek için kullandıklarından şüphelendiler.

Yeni yapılan analizlerde, diğer “ibrik” bitkisi türlerini de içeren uzak akraba etçil bitkilerde, genlerin, aynı evrimsel kökene sahip sindirim proteinlerini oluşturduğu sonucuna ulaşıldı. Dahası, bu genlerin bazılarının, farklı türlerde benzer şekilde kodladıkları enzimlerin şeklini değiştirmek için bağımsız şekilde evrimleştikleri bulgusuna ulaşıldı. Araştırmacılar henüz bir kanıta sahip değiller ancak mutasyonların sindirim sıvısında bir araya geldiğinde enzimlerin dengede tutulmasına yardımcı olabileceğini düşünüyorlar.

Öte yandan, bu araştırma, etçil bitkilerde yakınsak evrimin önemine vurgu yaparken, bizlere yakınsamanın moleküler seviyede nasıl gerçekleştiğini göstermesi açısından oldukça önemlidir.

Eğer ki bitki bir böceği tuzağa düşüremezse, böcek yeme yetisi kazanmak faydasız bir özelliktir ve işte bu noktada da evrim daha farklı çözümler üretti. Venüs sinek-kapanları avlarını kapanla yakalarken, keseli bitkiler (Utricularia) kurbanlarını minik emme “vantuzlarıyla” etkisiz hale getirir. Darwin, 1875 yılında çıkan Böcekçil Bitkiler (Insectivorous Plants) kitabında güneş gülü bitkisinin böcekleri hapsetmek için kullandığı dokunaçlarına dair detaylı çizimlere yer verir.


Kaynaklar ve İleri Okuma:

-Callaway, E. “How Plants Evolved into Carnivores.” https://www.scientificamerican.com/article/how-plants-evolved-into-carnivores/
– Kaplan, M. “Little lab of horrors.” http://www.nature.com/news/2008/080131/full/news.2008.546.html
– Rowland, K. “Hungry plant traps worms underground.” http://www.nature.com/news/hungry-plant-traps-worms-underground-1.9757
Nature. doi:10.1038/nature.2017.21425
– Görsel: NatGeo Creative, http://www.natgeocreative.com/photography/1156213


Bu içerik BilimFili.com yazarı tarafından oluşturulmuştur. BilimFili.com`un belirtmiş olduğu “Kullanım İzinleri”ne bağlı kalmak kaydıyla kullanabilirsiniz.

Etiket
  • Projelerimizde bize destek olmak ister misiniz?
  • Dilediğiniz miktarda aylık veya tek seferlik bağış yapabilirsiniz.
  • Destek Ol
Yorum Yap (0 )

Yorum yapabilmek için giriş yapmalısınız.

Bunlar da ilginizi çekebilir

Bağış Yap, Destek Ol!
Projelerimizde bize destek olmak isterseniz,
Patreon üzerinden
bütçenizi zorlamayacak şekilde aylık veya tek seferlik bağışta bulunabilirsiniz.
E-Bülten Üyeliği
Duyurulardan e-posta ile
haberdar olmak istiyorum.
Reklam Reklam Ver
Arşiv