Bitkiler, fotosentez yapabilen tek hücreliler dışında gezegenimizin atmosferik oksijen seviyesine, fotosentez yolu ile oksijen üreterek katkıda bulunurlar. Yapraklar yolu ile yakalanan güneş ışığı enerjisi sayesinde, havadan solunan karbonmonoksit ve köklerden ve/veya yapraklardan alınmış su ile tepkimeye girerek şeker ve oksijen üretilir. Kabaca bu yolla gerçekleşen fotosentez sırasında klorofil pigmentleri, ışık ile uyarılarak serbest kalan elektronları elden ele taş taşıyan işçiler gibi aktararak tepkimeler için gerekli enerjinin dolaşımını sağlar. Bu kadar etmen de elbette bir gen yükü yaratmaktadır. Bitkileri fotosentez nedeni ile besin zincirinin en alt katına yerleştirsek de bu tüm bitkileri kapsamıyor. Öyle ki, etçil bitkiler besin kaynağı olarak böcek ve sinekleri avlayıp, tuzağa düşürüp kullanabiliyor. Current Biology'de yayımlanan yeni bir çalışma bu yeşil etçillerin yaşam ve genomlarına dair bilinmeyenleri cevaplamaya çalışıyor. Julius-Maximilians-Universität (JMU) Würzburg'dan botanikçi Rainer Hedrich ve biyoenformatikçi Jörg Schultz ile Japonya'da bulunan University of Okazaki'den Mitsujasu Hasebe üç farklı etçil. bitki türünün genomunu sekanslayıp karşılaştırmalı olarak analiz etti. Bu üç bitki Venus flytrap olarak bilinen Dionaea muscipula, suçarkı bitkisi Aldrovanda vesiculosa ve güneş güllerinden kaşık yapraklı Drosera spatulata idi. Üçü de farklı hayvan yakalama yöntemi geliştirmiş bu üç bitkinin genom çalışmasının karşılaştırmalı olmasının bilimsel olarak şöyle bir manası daha var: bitkilerin ilki Amerika'da yetişirken, ikincisi tüm Dünya'da büyüyebiliyor ve sonuncusu ise Asya kıtasının geneline yayılmış durumda ancak üçü de güneş gülleri ailesinin birer üyesi. Dionaea ve Aldrovanda, yapraklarının ucundan kıvrılarak tuzak yaparken, Droseralar yapraklarına avlarının yapışmasını sağlayarak avlıyor.
Etobur Bitki Olmak İçin Gerekli Genler
Araştırma ekibin bulgularının ilki yaşam ve avlanma tipleri farklı da olsa bu üç türün de temel bir gen takımına sahip olduğu verisiydi. Bu genlerin fonksiyonu ise en gelen tanımı ile avı hissedip, tüketip (sindirip) besin olarak kullanmalarını sağlamaktı. Araştırmacılar bu genlerin,bitki evriminde üç türün de en son ortak atasında milyonlarca yıl önce gerçekleşmiş bir duplication olayına bağlı olarak ortaya çıkmış olduğunu tespit etti. Çiftlenme veya ikilenme olarak bilinen bu genomik mekanizma tüm genomun veya belirli bir kısmının üreme, eşlenme sıralarında ortaya çıkan olağandışı biçimde iki set haline gelmesi olarak bilinir ve bu çiftlenme evrim tarihinde yeni fonksiyonlarının ortaya çıkmasını sağlamıştır. Buna karşın araştırmacılar bitkilerde etçilliğin ortaya çıkmasında etkili olan genlerin sayıca beklendiği kadar çok sayıda olmadığını gözlemledi. Hatta verilere göre, bu üç tür bilinen en az sayıda gene sahip bitkilerin arasında sayılabilir: Drosera 18.111, Dionaea 21.135 ve Aldrovanda 25.123 gene sahip. Birçok bitki ise 30 ila 40 bin gene sahip. Birbiri ile çelişiyor gibi görünen bu iki veriye dikkat edelim. Genomda bir çiftlenme hadisesi ile ortaya çıktığı keşfedilen etçillik nasıl aynı zamanda diğer bitkilerden daha az gene sahip olmakla sonuçlanmış olabilir. Görünene göre bu özelleşmiş yaşam stiline sahip olmak aynı zamanda çok büyük bir gen kütlesini kaybetmek anlamına geliyor. Örneğin, bitkileri tuzağa düşürmekte işe yarayan bir gen grubu (kök genlerinden) normal bitkilerin de yapraklarında veya köklerinde modifiye ve aynı işlevi görmeyecek biçimde aktif bulunabiliyor. Bu da Dionaea ve Drosera'larda köklerin zayıflamış organlar olması ile tutarlılık gösteriyor. Araştırmacılar bu bazdan hareket ederek bitki evriminin oldukça ilginç bir aşaması olan etçil bitkilerin evrimine dair moleküler izler ve işaretçileri keşfetmeye çalışacak. Biyofiziksel ve biyokimyasal süreçlerin ilişkisi ve bu ikisinin ortak prensipleri ile, etçil bitkilerin davranışları ve evrimleri ilerleyen çalışmalar ile daha iyi anlaşılmaya çalışılacak.
