#

Bitkiler Dünyasının Elmasları

Bilim Dalları
Etiketler

Bilim insanları, sporopollenin adı verilen maddenin gizemini çözmeye bir adım daha yaklaştı. Bilinen en etkileşimsiz (inert) maddelerden biri olmasının yanı sıra, muazzam düzeyde dayanıklı. O kadar sağlam ki, santimetre başına uygulanan 50 ton ağırlığa dayanabiliyor! Neredeyse 500 milyon yıllık kayaların içinde bulunan bazı polenler hâlâ sapasağlam duruyor.

Bu nedenle amaç yalnızca gizemi çözmek değil, bu maddeyi günlük hayata taşıyacak uygulamalarda yer bulmasını sağlamak.

Araştırmacılar, aslında 1814 yılından bu yana bu maddeden haberdar. Bir polen veya spor taneciğini kimyasal maddelerin içinde erittikten sonra geriye kalan iskelet yapı o zamandan beri biliniyor. Bu dönemde sporlar ve polenler ayrı ayrı incelendiği için sporonin ve pollenin adlarıyla anılsa da, 1931 yılında sporopollenin adı verilerek iki araştırma camiası bütünleşmiş.

Bitkilerin zorlu kara şartlarında hayatta kalmasını sağlayan etken de işte sporopollenin. Çünkü kurumaya, ultraviyole ışınlara ve genel olarak zamanın aşındırıcı etkisine karşı çok dayanıklı. 450 milyon yıllık bitki evriminin belkemiği olduğu söylenebilir.

Peki, sporopollenin’i bu kadar dayanıklı yapan şey ne? Şimdiye kadar herkesin hemfikir olduğu tek şey, karbon, hidrojen ve oksijen bileşenlerinden oluşmasıydı. Bilim insanlarının bu tip maddeleri analiz etmek için kullandığı yöntemler, resmin tamamını ortaya koymakta zorlanıyordu. Araştırmayı yöneten Fu-Shuang Li ve ekip arkadaşları, 2018 yılında, birkaç adımdan oluşan bir yöntem sayesinde sorunu belirli ölçüde çözmeyi başardı. Önce fiziksel, sonra kimyasal ayrıştırma neticesinde her bir molekülün yarısı, altı farklı parçaya bölündü ve kütle spektrometri yöntemiyle analiz edildi. Daha inatçı olan diğer yarısıysa, ancak nükleer manyetik rezonans spektroskopi ile incelenebildi, fakat bu bile çok net bir tablo ortaya koymaya yetmedi.

Araştırmacılara göre, yapının belkemiği birbirine bağlı L şeklinde aromatik moleküllerden oluşuyor. Bu moleküllerin oluşturduğu daha karmaşık yapı her bitkide farklı, fakat temel bileşenler birbirine çok benzer. Sporopollenin’i bu kadar sağlam yapan şeyin, birbirine örgü gibi ve farklı biçimlerde bağlı olan bu temel yapı taşı olduğu düşünülüyor. Moleküldeki ester bağlar alkali, eter bağlarsa asidik koşullara dayanıklı, dolayısıyla bu ikisinin bir arada olduğu yapı hem asidik hem de alkali koşullara karşı oldukça güçlü. Analizlerin sonunda ultraviyole ışınlara karşı dayanıklı bazı aromatik moleküller de tespit edilmiş. Bu sayede, taşıdığı DNA’yı doğanın sert koşullarından koruyabildiği düşünülüyor. Suya dayanıklı yağ asitleri ise sporları ve polenleri kuru koşullara karşı koruyor olabilir.

Şu günlerde 100 farklı kara bitkisinin polenlerini inceleyen Li ve çalışma arkadaşları, bulgularını yakında bilim dünyasıyla paylaşacak. Çam gibi açık tohumlu bitkilerin ve kara yosunları ile eğrelti otlarının sporları rüzgârla taşındığı için daha sağlam. Çiçekli bitkilerde ise durum biraz daha farklı, çünkü bu bitkiler polenlerini güneşten veya diğer zarar verici koşullardan koruyabiliyor. Ayrıca, çiçek polenleri tozlaştırıcı böceklerle taşındığı için o kadar sağlam olmaları gerekmiyor. Tek çenekli ve çift çenekli bitkilerin ürettiği sporopollenin bileşikleri de birbirinden biraz farklı. Uzun zincirler halinde, dolayısıyla güçlü sporopollenin bileşikleri üretmek oldukça enerji gerektiren bir işlem olduğundan, ‘‘çiçekler artık bu kadar emek gerektiren bir iş yapmak istemiyordu’’ diyor Li. Fakat evrim sürecinin devam ettiğini de unutmamak gerekiyor. Bazı çiçekli bitkiler, çamların ürettiğine benzer sporopollenin bileşikleri hâlâ üretiyor, fakat birkaç milyon yıl içinde bundan vazgeçebilirler.

2020’de başka bir ekibin yaptığı analizlerdeyse herhangi bir aromatik moleküle rastlanmamış. Şimdilik birbiriyle tutarsız görünen bu sonuçların zaman içinde netleşeceği düşünülüyor.

REFERENCES

  • 1. https://www.quantamagazine.org/how-the-diamond-of-the-plant-world-helped-land-plants-evolve-20220719
  • 2. https://news.mit.edu/2018/mit-whitehouse-researchers-uncover-sporopollenin-composition-1217
  • 3. https://analyticalsciencejournals.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/rcm.8740