Araştırmacılar, çevresel koşulları değerlendirip tohumun ne zaman filizleneceğini belirleyen özel bir hücre grubunun varlığını ortaya çıkardı. Bu hücre grubu, bitki embriyoları için "beyin" görevi görüyor.

Bir bitkinin filizlenme zamanı konusunda vereceği karar, yaşamındaki dönüm noktalarından biridir. Eğer çok erken olursa, bitki sert kış koşullarında zarar görebilir. Eğer geç kalırsa, kendinden önce gelişmiş çok sayıdaki bitki ile rekabet edemeyebilir.

Birmingham Üniversitesi araştırmacıları tarafından yapılan ve ayrıntıları PNAS dergisinde yayımlanan bir makale ile paylaşılan çalışmada, hız ve doğru zamanlama arasındaki dengelemenin, bitki embriyolarının içinde bulunan küçük bir hücre grubu tarafından kontrol edildiği görüldü. Söz konusu hücre grubu, insan beynine benzer biçimde işliyor.



Arabidopsis bitkisi üzerinde çalışan bilimciler,  bu canlının "karar alma merkezi"nin iki tür hücre içerdiğini belirtiyor. Bu türlerden biri tohumun uykuda kalmasını desteklerken, diğeri filizlenmesini destekliyor. Hormon taşınımı yoluyla birbirleri ile iletişim hâlinde olan bu iki tür hücre grubu, hareket edip etmemeye karar verme anında bizim beynimizde işleyen mekanizmayı andırıyor.

Bilimciler, ayrık elemanlar arası iletişimin, bitkinin çevresine duyarlılığını kontrol ettiğini göstermek için matematiksel modelleme kullandı. Bu kuramı takiben, hücrelerin kimyasal bağlantılarının daha fazla olduğu, dolayısıyla devre elemanları arası iletişimin arttırıldığı bir mutant bitki kullandılar. Böylelikle, filizlenme zamanlamasının bu bölge içi sinyallere bağlı olduğunu gösterdiler.

Çalışmanın başyazarı Prof. George Bassel şöyle anlatıyor: "Çalışmamız, bitkinin kara alma merkezi içindeki bileşenler arasındaki kritik bir ayrıklığı ortaya çıkardı. İnsan beyninde bu ayrıklığın, çevreden gelen karar alımını sağlayacak sinyalleri pürüzsüzleştirerek ve doğruluğu arttırarak,  bir gecikme yarattığı düşünülür. Bitki 'beyni'ndeki bu bölümler arası ayrıklık da görünüşe bakılırsa işleyiş üzerinde merkezi rol oynuyor."

Dr Iain Johnston şunları ekliyor: "Devre elemanlarının ayrıklığı, çevresel uyaranlara verilecek yanıt yelpazesini genişletiyor. Bu, bir filme gitme kararı almadan önce tek bir eleştirmenin film hakkındaki eleştirisini dört kez üst üste okumakla, dört farklı eleştirmenin eleştirilerini kaynaştırmak arasındaki farka benziyor."

Beynin işlevlerini tanımlayan matematiksel kuram, sıcaklık çalkalanmaları gibi değişken çevresel koşullarda, sabit koşullara kıyasla daha fazla tohumun filizleneceğini öngördü. Bilimciler bu kuramı laboratuvarda sınadı ve tam olarak bu davranışı saptadı. (Aslında bu durum pek çok yetiştiricinin zaten bildiği bir şeydir ve tohumculukta "soğuk katlama" adı verilen işlem, bu amaçla kullanılır.)

---

Kaynaklar:

• EurekAlert, "Scientists discover plant 'brain' controlling seed development"
  <https://www.eurekalert.org/pub_releases/2017-06/uob-sdp053117.php>


• IFL Science, "Scientists Discover Plants Have "Brains" That Determine When They Grow"
  <http://www.iflscience.com/plants-and-animals/scientists-discover-plants-brains-determine-grow/>

İlgili Makale: PNAS, "Temperature variability is integrated by a spatially embedded decision-making center to break dormancy in Arabidopsis seeds"
<http://www.pnas.org/content/early/2017/05/31/1704745114>

Üst Görsel: Elektron mikroskobi ile alınmış bu fotoğrafta, 6 günlük bir Arabisopsis filizi görülüyor. Renklendirme yapay olarak yapılmıştır. Foto: Dr. Mark Talbo

---