”Ormanlar seslerle yankılanır. Kuşlar şakır, kurbağalar vıraklar, cırcırböcekleri öter, rüzgârla savrulan yapraklar hışırdar. Bu hiç susmayan orkestrada tehlikeyi haber veren, çiftleşme ritüelleriyle alakalı, tehditkâr, teskin edici sesler vardır. Bir sincap bir ağaca atlar, kırık bir dal çatırtıyla kopup düşer; bir kuş başka bir kuşun ötüşüne karşılık verir. Hayvanlar ses karşısında sürekli harekete geçer, bu sırada başka sesler üretirler, döngüsel bir kakofoniye katkıda bulunurlar. Ormanlar böyle hışırtı ve çıtırtılarla çınlarken bile bitkiler çevrelerindeki bu gürültü patırtıya karşı tepkisiz kalır, sessiz sedasız yaşamayı sürdürür. Bitkiler ormanın gürültüsüne karşı sağır mıdır? Yoksa onların tepkilerine karşı biz mi körüz?” (What Plant Knows-Daniel Chamovitz)
Daniel Chamovitz
Röportaj: Okan Nurettin Okur, Sedef Çakır
Bitkiler, dünyamızın temel yapı taşlarından olmalarına rağmen sessiz ve hareketsiz görünümleri nedeniyle hak ettikleri ilgiyi görmezler. Ancak onların dünyası, hayal edebileceğimizden çok daha karmaşık ve büyüleyicidir. Fotosentezden karmaşık savunma mekanizmalarına, kökleri aracılığıyla mantarlar üzerinden simbiyotik bir ilişki kurup diğer canlılarla iletişime kadar eşsiz bir yaşam formudurlar. Onlar sessizce ekosistemin dengesini sağlayarak aslında bizlerin de yaşamı üzerinde tahmin ettiğimizden çok daha fazla etkiye sahiptirler. Açıkça ifade edebiliriz ki, bitkiler olmasaydı dünya yaşanılabilir bir yer olmazdı. Ekosistemlerin kalbinde yer alan bu mucizevi varlıkların ilginç dünyasını keşfetmek için bilimsel bir yolculuğa çıkıyoruz. GazeteBilim’in bugünkü konuğu İsrail Negev Ben-Gurion Üniversitesi‘nden bitki genetikçisi ve ”Bitkilerin Bildikleri” (What Plant Knows) kitabının yazarı Profesör Daniel Chamovitz. Öncelikle davetimizi kabul ettiğiniz için çok teşekkür ediyor, hemen sorularıma geçmek istiyorum.
Profesör, bitkiler genetik ve hormonal olarak hayvanlara çok benziyor. Sizce bitkiler üzerinde hayvan deneyleri yapmak ne kadar mümkün ve şu anda mevcut uygulamalar var mı?
Daha önceki çalışmalarımda açıkladığım gibi, bitkiler ve hayvanlar arasında gerçekten de büyüleyici genetik ve biyokimyasal benzerlikler olsa da, doğrudan deneysel çeviriler konusunda dikkatli olmamız gerekiyor. Bitkiler; hücre bölünmesi veya hormon sinyali gibi bazı temel biyolojik süreçleri incelemek için mükemmel modeller olarak hizmet edebilir. Bununla birlikte, özellikle sinir sistemi veya bağışıklık gibi karmaşık hayvana özgü sistemlerle ilgili çalışmalar için hayvan deneylerinin yerini tamamen alamazlar. Fakat temel biyolojik süreçleri incelemek için bitkileri kullanıyoruz. Örneğin, bitki hücrelerini inceleyerek hücre döngüsü düzenlemesi ve kanser biyolojisi hakkında çok şey öğrendik.
Temel biyolojik süreçleri incelemek için bitkileri kullanıyoruz. Örneğin, bitki hücrelerini inceleyerek hücre döngüsü düzenlemesi ve kanser biyolojisi hakkında çok şey öğrendik.
Bitkilerin avcılara ve düşmanlara karşı savunma mekanizmaları geliştirdiğini biliyoruz. Kendisine saldıran tırtılları yamyama çevirip diğer tırtıllara yediren domates bitkisi gibi. Bu gidişle bitkilerin en büyük düşmanı insanlar olacak gibi görünüyor. Doğada yaptığımız katliam bunun en açık göstergesi. Bitkiler bir gün insanları ortadan kaldırmak için bir savunma ya da saldırı mekanizması geliştirebilir mi sizce (The Happening filmindeki gibi)?
Bitkiler milyonlarca yıl boyunca sofistike savunma mekanizmaları geliştirmiş olsa da, “The Happening” filminde anlattığınız senaryo bilim kurgu dünyasında kalıyor. Bitkiler, domates örneğinde olduğu gibi, kimyasal sinyaller ve savunma bileşikleri yoluyla tehditlere yanıt verirler. Bununla birlikte, bitkiler belirli baskılara yanıt olarak nesiller boyunca kademeli olarak savunma mekanizmaları geliştirirler. Belirli türlere karşı aniden hedefe yönelik silahlar geliştirmezler. Bizim sorumluluğumuz, olası misillemelerden korkmak yerine bitki yaşamını anlamak ve korumaktır.
Görmemiz gereken şey, geniş bir düzeyde biyolojimizi yalnızca şempanzeler ve köpeklerle değil, begonyalar ve sekoyalarla da paylaştığımızdır.
CRISPR teknolojisinin bitki genetiğindeki kullanım alanları nelerdir ve CRISPR teknolojisi nasıl çalışır?
CRISPR teknolojisi, hassas genom düzenlemesine izin vererek bitki genetiğinde devrim yaratmıştır. Belirli DNA dizilerini hedeflemek için bir kılavuz RNA ve DNA’da hassas kesimler yapmak için bir enzim (genellikle Cas9) kullanarak çalışır. Bitkilerde, eski transgenik teknolojiler olmadan daha iyi verim, hastalık direnci ve besin içeriğine sahip mahsuller geliştirmek için CRISPR kullanıyoruz. Bu teknolojinin bitkilerdeki gen işlevini anlama ve daha sürdürülebilir tarımsal çözümler yaratma becerimizi dönüştürdüğünü görüyoruz.
Bazı bitkiler yaşamak için ışığa ihtiyaç duyarken, diğerleri karanlıkta yaşayabilir. Bu farkın arkasındaki mekanizma nedir?
Bu fark metabolik adaptasyonlardan kaynaklanır. Işık gerektiren bitkiler birincil enerji kaynağı olarak fotosentezi kullanır ve ışık enerjisini kimyasal enerjiye dönüştürür. Karanlıkta yaşayabilen bitkiler, genellikle parazit ilişkileri veya özelleşmiş metabolik yolları içeren alternatif enerji elde etme stratejileri geliştirmiştir. Mantarlar gibi bazıları (teknik olarak bitki değil mantar olsalar da) organik maddeleri parçalayarak enerji elde eden heterotroflardır.
Hem insanlar hem de bitkiler eşeyli olarak ürerler. Ancak insanların fiziksel özellikleri birbirinden oldukça farklıyken, aynı türden bitkiler aynı görünüme sahiptir. Bunun nedeni nedir?
Aynı türden bitkilerdeki görünür tekdüzeliğe karşılık insan çeşitliliği kısmen bir yanılsamadır. Bitkiler aslında türler içinde önemli farklılıklar gösterir, ancak bu farklılıklar genellikle insan gözüyle görülemez. Bitkilerdeki görünüşte daha büyük tekdüzeliğin ana nedeni gelişim modelleridir. Bitkiler yaşamları boyunca meristemlerden büyümeye ve yeni organlar üretmeye devam ederken, hayvanlar gelişimden sonra daha sabit bir vücut planına sahiptir.
Çiçek açmış gül ağacımıza baktığımızda çok uzun zamandır kayıp olan kuzenimizi görmeli, onun gibi karmaşık ortamları ayırt edebildiğimizi, ortak genleri paylaştığımızı bilmeliyiz.
Bitkilerde bulunup hayvanlarda bulunmayan hormonlar nelerdir?
Bazı bitki hormonları hayvan hormonlarıyla yapısal benzerlikler gösterse de, sitokininler, gibberellinler ve brassinosteroidler gibi çoğu bitki hormonu benzersizdir ve hayvanlarda bulunmaz. Bitkiye özgü bu hormonlar büyüme, gelişme ve çevresel streslere verilen tepkileri düzenler.
Modern evrim teorisinin kurucusu Darwin’in en önemli bulguları bitki biyolojisi üzerine olmasına rağmen, günümüz evrim çalışmalarında bu alana yeterince önem verilmediğini düşünüyor musunuz?
Önemli bir noktaya değiniyorsunuz. Darwin’in bitki biyolojisine katkıları gerçekten de çığır açıcıydı – bitkilerin hareketi ve üremesi üzerine yaptığı çalışmalar devrim niteliğindeydi. Bitki evriminde önemli çağdaş araştırmalar olsa da, bu alanın bazen daha geniş evrimsel tartışmalarda hak ettiği ilgiyi görmediğine katılıyorum. Bitki evrimini anlamak, tarım, koruma ve iklim değişikliği alanlarındaki mevcut zorlukları ele almak için çok önemlidir.
Bitkileri sadece dekoratif veya faydacı olarak görmenin ötesine geçmeli ve onları oldukları gibi karmaşık, hassas organizmalar olarak tanımalıyız.
“Kendimizi bir şempanzenin gözlerinde görmek bizim için kolaydır; annesine sarılan yavru bir gorille özdeşleşebiliriz… Görmemiz gereken şey, geniş bir düzeyde biyolojimizi yalnızca şempanzeler ve köpeklerle değil, begonyalar ve sekoyalarla da paylaştığımızdır. Tam çiçek açmış gül ağacımıza baktığımızda çok uzun zamandır kayıp olan kuzenimizi görmeli, onun gibi karmaşık ortamları ayırt edebildiğimizi, ortak genleri paylaştığımızı bilmeliyiz.” Bu sözleriniz çok anlamlı. Bitkilerle ilişkimizi yeniden düzenlemek konusunda son olarak ne söylemek istersiniz?
Çalışmamdan yaptığın bu alıntı, bitkilerle gelecekteki ilişkimiz için gerekli olduğuna inandığım şeyi gerçekten özetliyor. Bitkilerle olan derin biyolojik bağımızın farkına varırken, onların eşsiz özelliklerine de saygı duymalıyız. Bitkiler “aşağı” yaşam formları değildir. Onlar hayatta kalmak için farklı ama aynı derecede başarılı stratejiler geliştirmiş sofistike organizmalardır. Bu ilişkinin anlaşılması hem bilimsel ilerleme hem de çevre yönetimi için çok önemlidir. Bitkileri sadece dekoratif veya faydacı olarak görmenin ötesine geçmeli ve onları oldukları gibi karmaşık, hassas organizmalar olarak tanımalıyız.
Sayın Chamovitz, bu kıymetli ve ilham veren röportaj için çok teşekkür ederiz.
Rica ederim.
Daniel Chamovitz Kimdir?
Daniel Chamovitz, Pittsburgh, Pensilvanya’da doğdu ve Aliquippa, Pensilvanya’da büyüdü. Lisans eğitimine New York City, NY’deki Columbia Üniversitesi’nde başladı ve ardından bitki bilimi okuduğu Kudüs İbrani Üniversitesi’ne geçti. 1992’de Genetik alanında doktora derecesini aldı. 1993-1996 yılları arasında Yale Üniversitesi’nde doktora sonrası araştırma yaptı ve ardından Tel Aviv Üniversitesi’nde öğretim görevlisi oldu. Chamovitz, 2002’de Seattle’daki Fred Hutchinson Kanser Araştırma Merkezi’nde konuk bilim insanıydı ve ayrıca Pekin Üniversitesi İleri Tarım Bilimleri Okulu’nda konuk profesör olarak görev yaptı. 2013 yılında Tel Aviv Üniversitesi’nde Gıda Güvenliği alanında disiplinlerarası Manna Merkezi Programını kurdu ve 2014-2018 yılları arasında Tel Aviv Üniversitesi George S. Wise Yaşam Bilimleri Fakültesi’nin Dekanıydı. Chamovitz, 1 Ocak 2019’dan bu yana İsrail’in Beer-Sheva kentindeki Ben-Gurion Negev Üniversitesi’nin 7. Başkanı olarak görev yapıyor ve üniversitenin Gıda Güvenliği ve Bitki Bilimi alanındaki Miles ve Lillian Cahn Kürsüsü’nü yönetiyor.
