Bitkiler tarafından salınan oksijen, hayvanlar ve mantarlar için hayatı mümkün kılarken, hayvanlar ve mantarlar tarafından salınan karbondioksit de bitkilerin yaşamasına imkân sağlamıştır.

Son zamanlarda farklı gerekçelerle, biyolojinin eşsiz tarihine ve güncel araştırmalara dair çeşitli kitaplar ve yazılara odaklandım ve gerçekten büyüleyici bilgilerle karşılaştım. Bunlardan bazılarını kısa bir yazıyla sizlerle paylaşmak istedim.

Bitkilerin dış ışığa veya kimyasallara karşı davranışsal tepkileri on dokuzuncu yüzyılda tanımlanmıştır. Bir ayçiçeğinin güneşin geçişini takip etmek için dönebilme kabiliyeti buna güzel bir örnektir.

Bitkilerin uyaranlara tepki olarak hareketlerini kontrol etmek için kullandığı sofistike bilgi işleme kapasiteleri de ortaya konulmuştur. Yani bitkiler sadece saplarını döndürerek “güneşi takip etmekle” kalmaz, aynı zamanda yapraklarını ışığa maruz kalmayı en üst düzeye çıkaracak ve böylece büyümeyi destekleyecek şekilde hizalarlar. Bazı bitkiler aslında güneşin doğuşunu “hafızalarından” sezerler ve güneş sinyallerinden yoksun olsalar bile bu bilgiyi birkaç gün saklayabilirler. Hatta bitkilerin sadece görme, dokunma, koku ve işitme duyularına değil, aynı zamanda insanların sahip olmadığı (mineralleri, nemi, manyetik sinyalleri ve yerçekimini algılama yeteneği dahil) bir düzineden fazla duyusal kapasiteye daha sahip olduğu iddia edilmektedir. Örneğin bitkilerin kökleri toprağın mineral ve su içeriğini algılar ve büyüme yönlerini buna göre değiştirir. Bazı bitkiler de varlıklarını algılayarak, temas noktalarını sayarak avlarını yakalarlar. Venüs sinekkapan bitkisi bu konuda en bilinen örnektir.

Bazı araştırmacılar, sinir ve kasları olmadığı için bitki hareketlerini davranış olarak tanımlamak konusunda tereddüt duyarlar. Ancak akciğerler olmadan nefes alabildikleri ve mide ve bağırsaklar olmadan besinleri sindirebildikleri gibi, bitkiler hareket etme ve davranma yeteneğine de sahiptir. Sırf hayvanlardaki, davranıştan sorumlu fizyolojik mekanizmadan yoksunlar diye, bir organizmada davranışsal kapasitelerin varlığını göz ardı etmeye hakkımız yoktur.

 

Fotoğraf: Ray Hennessy

Bitkiler çevreyi açıkça algılar, öğrenir, bu bilgileri depolar ve hareketlerine rehberlik etmek için kullanırlar; bunlar davranıştır. Davranışlarında belirli bir “zekâ” olduğu söylenebilir. Zekâ, zihinsel kapasiteden ziyade çevre ile davranışsal etkileşimler yoluyla sorunları çözme yeteneği olarak tanımlandığı sürece bu tanım doğrudur.

Bildiğimiz gibi yaşamın temel özelliklerinden biri enerji sağlamak için karbon bazlı bileşiklerin kullanılmasıdır. Hayvanlar, diğer organizmaları yani diğer hayvanları, bitkileri veya mantarları tüketerek ve sindirerek karbon içeren bileşiklerden enerji elde ederler. Mantarlar da diğer organizmalardan enerji elde ederler, ancak aslında organizmanın kendisini tüketmezler. Sindirim kimyasallarını dışarıya salarak bunu yaparlar. Her iki durumda da sonuç ürünü glikozdur. Hücredeki mitokondri oksijen kullanarak glikoz yıkımının yan ürünlerinden enerji elde edilmesini sağlar.

Bitkiler ise fotosentez adı verilen bir işlemde, güneş ışığını yakalayan kloroplastlar kullanarak enerji üretirler. Köklerden emilen su ve yapraklardan gelen karbondioksit, glikoz verecek şekilde parçalanır. Bu, gıda olarak kullanılır veya nişasta olarak depolanır. Bitkiler ayrıca mitokondrilere de sahiptir ve karanlıkta enerji üretmek için kullanırlar.

Biyoloji bilimine göre, bir yandan hayvanlar ve mantarların diğer yandan da bitkilerin enerji üretimine yönelik bu iki farklı yaklaşım, yaklaşık iki milyar yıl önce, bir arkebakterinin bir başka bakteriyi içine alması sürecinden sonra, iki farklı ökaryot türünün gelişmesinden kaynaklanmaktadır. O zamana değin yüz milyonlarca yıl boyunca genç Dünyanın hâkim canlıları olan ilkel bakteri hücrelerinden bazıları oksijeni alır ve kimyasal enerji üretmek adına, organik bileşikleri parçalamak için kullanır. Diğer bazı ilkel bakteriler ise karbon dioksit alır ve kimyasal enerji üretmek için fotosentezi kullanır. Oksijene bağımlı bakteri hücrelerini içine alan arkebakteriler, oksijene bağımlı metabolizma makineleri olarak işlev gören mitokondriler elde ederler. Daha sonra mitokondri içeren bu arkebakterilerden bazıları, ayrıca fotosenteze bağlı bakterileri de içlerine alır ve bunlar da kloroplastları oluşturur. Kloroplastlar enerji üretmek için atmosferik karbondioksit kullanan enerji makineleri haline gelir. Tüm makroskopik yaşam formlarını (bitkiler, mantarlar, hayvanlar) ortaya çıkaran iki ana ökaryotik hücre kategorisi bu şekilde ortaya çıkar.

Fotoğraf: Helen Sepp

Burada özellikle olağanüstü olan şey, farklı enerji stillerine sahip organizmalar arasındaki simbiyotik ilişkidir. Fotosentezin yan ürünü oksijendir. Fotosenteze bağımlı mikrobik organizmalar hızla çoğalmaya başladığında, atmosfer ilk kez oksijene bağımlı organizmaların büyüme hızını arttırmak için yeterli miktarda oksijen içermeye başlamıştır. Buna karşılık, artan sayıda mitokondrili hücre tarafından karbondioksit salınımı, fotosenteze bağlı organizmaların artışını teşvik etmiştir. Bitkiler tarafından salınan oksijen, hayvanlar ve mantarlar için hayatı mümkün kılarken, hayvanlar ve mantarlar tarafından salınan karbondioksit de bitkilerin yaşamasına imkân sağlamıştır. Öyle ki oksijen soluyan ve fotosentez yapan organizmalar arasındaki karbondioksit geri dönüşümünün, küresel fotosentezi, karbondioksitin sadece volkanlar ve kaya ayrışmasıyla sağlandığından iki yüz kat daha fazla artırdığı hesaplanmıştır.

Bu simbiyotik ilişki o günden bugüne kesintisiz devam eder ve içinde bulunduğumuz yaşamın varlığının zeminini oluşturur.

Kaynaklar:

What a Plant Knows, Daniel Chamovitz

The Deep History of Ourselves: The Four-Billion-Year Story of How We Got Conscious Brains, Joseph LeDoux

Başlıktaki fotoğraf: Birger Strahl