Doğanın Tehlike Çağrısı: Çimler Biçildiklerinde Neden Koku Yayar?

Yazar: Lava Naz Bağdu

Birçok kişiye göre taze biçilmiş çim kokusundan daha çok huzur veren bir koku yoktur. Elbet siz de bir gün yolda yürürken çimlerden gelen ve ciğerinizi doğanın parfümü ile dolduran o kokuyu duymuşsunuzdur. Peki ya, o kokunun doğanın parfüm kokusu değil de kendini korumak için yaydığı bir tehlike çağrısı olduğunu söylersek? Bu yazıda, çimlerin biçildiklerinde neden koku yaydığını ve bu kokunun altında yatan gizemli mesajı inceleyeceğiz.

2019 yılında Bouwmeester, Schuurink, Bleeker ve Schiestl tarafından gerçekleştirilen ve Plant Signaling adıyla yayınlanan bir çalışma, doğanın oldukça gizemli bir savunma mekanizmasını gözler önüne seriyor. Bu çalışmaya göre özelde çimler ve genel bağlamda bütün bitkiler, herhangi bir mekanik stres faktörüne (çim biçme makinası, böcekler, otçullar vb.) maruz kaldıklarında kendilerini korumak ve/veya komşu bitkileri uyarmak için kimyasal bileşikler aracılığıyla bir dizi sinyal yayarlar. Bu sinyalleri algılayan komşu bitkiler, yapraklarındaki glikozit ve hayati diğer bileşenleri, kökler gibi ulaşılması daha zor bölgelere ileterek, olası tehlikeyi en az hasarla atlatmaya çalışırlar (Bouwmeester, H. vd., 2019).

Bu görüşü destekleyecek şekilde 2012 yılında yayınlanan; Ueda, Kikuta ve Maksuda’nın gerçekleştirdiği Plant Communication (Bitki İletişimi) adlı başka çalışmada ise bitkilerin VOC adı verilen uçucu organik bileşikler aracılığı ile iletişim kurduğu, bitkiler arasındaki bu iletişimin oldukça karmaşık olduğu ve bazen bir tek koku bileşeni yerine birden fazla koku bileşeninin kullanıldığı gösteriliyor. Ayrıca bu iletişimde kokuların konsantrasyonunun da önemli bir faktör olduğu vurgulanıyor (Ueda, H. vd., 2012).

Yeşil Yaprak Uçucuları(GLV) Nedir?

VOC’lerin bir alt grubu olan yeşil yaprak uçucuları (GLV); metanol, asetaldehit, etanol ve aseton dahil olmak üzere oksijenli hidrokarbonların bir karışımıdır. Bu kimyasallar bitkiler tarafından bir mekanik stres faktörüne maruz kalındığında tepki olarak üretilir. Bitki kesildiğinde GLV’ler havaya salınıp terpenler ve alkoller gibi bileşiklerle karışır, bunun sonucunda ise “taze çim kokusu” olarak bildiğimiz koku ortaya çıkar. Bu koku, bitkinin türüne ve bulunduğu yere göre değişebilir (Lawn Solutions Australia, 2023).

“GLV'ler havaya uçacak ve burun deliklerimize girecek kadar küçüktür. Bazı durumlarda, kaynaklandıkları bitkiden yaklaşık 1.5 km’den (bir mil) daha uzakta tespit edilebilirler. Bitkileri yiyen böcekler ve bu böcekleri yiyen avcılar gibi diğer türler, farklı GLV aromalarına karşı son derece duyarlıdır (Grunbaum, M., 2019).”

2010’da Allmann ve Baldwin tarafından yapılan ve “Insects Betray Themselves in Nature to Predators by Rapid Isomerization of Green Leaf Volatiles” ismiyle yayınlanan başka bir çalışmaya göre ise bitkiler GLV yayarak onlara zarar veren otçulları av haline getiriyor. GLV kokusu, yırtıcıların avcılık verimliliğini artırarak bitkilere zarar veren otçul sayısının düzenlenmesini sağlıyor (Almann, S. vd., 2010).

(compoundchem.com, 2013)

Bitkiler Bu Uyarıları Nasıl Algılıyor ve Nasıl Tepki Veriyorlar?

2023’te Masatsugu Toyota ve ekibinin yaptığı “Green leaf volatile sensory calcium transduction in Arabidopsis” adıyla yayınlanan çalışmada, bitkilerin bir mekanik stres faktörüne nasıl tepki verdiği ve diğer bitkilerin hasarlı bitkiden gelen uyarı sinyallerini nasıl algıladığı araştırıldı. Çalışmada, hücrelerdeki kalsiyum seviyelerini tespit edebilmek için floresan kalsiyum biyosensörüyle donatılmış Arabidopsis bitkisi ve bitkilere zarar veren bir otçul tırtıl türü olan Pieris rapae’nin etkileşimi incelendi (Toyota, M. vd., 2023).

Araştırmacılar bitkileri, çürük veya tırtıllar tarafından yenmiş yapraklardan gelen VOC’lere maruz bıraktıklarında biyosensör çalışmaya başladı. Biyosensörün önce kaynağa en yakın yapraklarda, sonrasında ise daha uzak yapraklarda çalışmaya başladığını gözlemlediler.

(cosmosmagazine.com, 2018)

Daha sonra araştırmacılar, hangi bileşiklerin koku yaydığını araştırmak için bitkinin savunma mekanizmasına etki edebilecek 9 uçucu organik bileşiği incelediler. Bu bileşenlerden ikisi, (Z)-3-heksanol ve (E)-3 heksanol adlı 6 karbonlu aldehitlerdi. Araştımacılar, bu iki bileşiğin bitkinin “kokusu” olarak kabul edildiğini keşfettiler. Bitkiler bu bileşiklere maruz bırakıldığında, kalsiyum biyosensörü bir dakika içerisinde harekete geçti ve savunma genlerini etkinleştirdi.

(Masatsugu Toyota/Saitama Üniversitesi, 2023)

Son olarak araştırmacılar, bitkinin bu uyarı sinyallerini algılamak için hangi hücreleri kullandığını araştırdılar. Bunu yapmak için biyosensörü epidermis, stomalar ve mezofil gibi belirli hücrelere yerleştirdiler. Hücreler, (Z)-3-heksanol’e maruz kaldığında stoma ve mezofil hücreleri kolay bir şekilde parlarken epidermis hücreleri çok daha zor bir şekilde parlıyordu (Jong, F., 2023).

Stomaların; bitkinin “burnu” olarak görev yapıp yapmadığını anlamak için araştırmacılar, bitkilere stomaları kapatma özelliğine sahip olan absisik asit uyguladılar ve stomalar kapandıktan sonra biyosensörün çok daha yavaş ve zor parladığını gözlemlediler. Toyota, açık stomaların yapraktaki uçucu bileşiklerin algılanması açısından önemli olduğunu belirtiyor (Jong, F., 2023).

Bu savunma mekanizmasının oldukça sıradışı bir yönünün daha olduğu söylenebilir. Yayılan koku başka bitkilere bir mesaj içeriyorsa, oldukça hareketsiz bu canlılar arasında bir iletişim olabilir mi? Bu durum bitkilerin bambaşka bir yönünü ortaya koyuyor. Bütün bilimsel çalışmalarda olduğu gibi, bu bilgi de beraberinde başka soruları da getiriyor. Bitkiler arasında koku dışında farklı iletişim yöntemleri ve kanalları var mı? Bu iletişim tek yönlü mü, çift yönlü mü? Bu tür haberleşmeler başka hangi verileri içeriyor? Bitkiler sadece tehlike altında mı haberleşirler? Peki bu iletişimin belli bir sınırı var mı? Nerdeyse hareketsiz görünen bu canlılar ne kadar aktif iletişim içindeler? İletişim kanallarına bağlı olarak ne kadar uzaktaki bitkiler ile iletişime geçebilirler? Sözü edilen iletişim sadece bitki - bitki arasında mı yoksa bitki - x bir canlı arasında olabilir mi?

Bu limitsiz sorular merak ve çıkarsama limitimiz ile sınırlı elbette. Ama sözü geçen çalışmanın orataya koyduğu gerçek tek yönlü veya çift yönlü bir iletişimin ve iletişim kanalının olduğu gerçeği. Türk Dil Kurumu iletişimi, “duygu, düşünce veya bilgilerin akla gelebilecek her türlü yolla başkalarına aktarılması; bildirişim, haberleşme, komünikasyon” olarak tanımlamaktadır (https://sozluk.gov.tr, 2023). O halde bitkilerin aktardıkları bilgiler içinde duygu ve düşünceleri de olabilir mi? Bu noktada interaktif bir yaşam formundan bahsediliyordur. Homo sapiens’in sosyal bir yaşam formunun oluşturmasını sağlayan en temel faktörlerden biri, yadsınamayacak şekilde iletişim olduğu açıktır. Bu bilgi ışığında ve kavramsal aktarımla bitkilerin de bilinmeyen bir sosyal yaşam şekli oluşturduğundan söz edilebilir mi?

Referanslar

Bouwmeester, H., Schuurink, R. C., Bleeker, P. M. & Schiestl, F., (2019) The Role of Volatiles in Plant Communication, https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC6899487/

Ueda, H., Kikuta & Y., Matsuda, K., (2012) Plant Communication: Mediated by Individual or Blended VOCs? https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/22353877/

Lawn Solutions Australia, The Smell of Freshly Cut Grass, (2023.10.21), https://lawnsolutionsaustralia.com.au/lawn-care/the-smell-of-freshly-cut-grass/?hl=en_GB

Grunbaum, M., (2019), Why Does Freshly Cut Grass Smell So Nice? https://www.livescience.com/65400-why-freshly-cut-grass-smells-good.html

Allmann, S., Baldwin, I. T., (2010), Insects Betray Themselves in Nature to Predators by Rapid Isomerization of Green Leaf Volatiles, https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/20798319/

Toyota, M., Aratani, Y., Uemura, T., Hagihara, T. & Matsui, K., (2023), Green Leaf Volatile Sensory Calcium Transduction in Arabidopsis, https://www.nature.com/articles/s41467-023-41589-9

Jong, F., (2023), Plant Communication Visualised-communication-visualised/21600.article, https://www.sciencelink.net/features/plant