Türkiye’den Dünyaya Yayılan Haylaz Bitki

Anavatanı Kuzey Irak, Suriye ve Güneydoğu Anadolu olan ve insan etkinlikleri yoluyla tüm dünyaya taşınarak çiftçilerin baş düşmanı haline gelen bir yabani otun kuzey Amerika kıtasına yayılışının genetik olarak izini sürdük.

Halk dilinde “kanyaş” veya “geliç” olarak bilinen çiftçilerin haklı nefretini kazanmış bu yabani otun Kuzey Amerika kıtasına nasıl ulaştığının başlı başına ilginç bir öyküsü var. 19. yüzyılın ilk yarısında Güney Carolina eyaletinin valisi John Hugh Means o dönemde Osmanlı yönetimi altındaki bilinmeyen bir limandan kenevir tohumu ithal eder. Tohumların arasına kanyaş tohumları da karışmıştır. Kenevir tarlalarında kanyaşın varlığı hemen göze çarpar. Vali Means Alabama’daki damadı albay William Johnson’a yazdığı bir mektubun beraberinde tohum da gönderir. Mektupta yeni ortaya çıkan otun iştahlı büyüdüğünü ve gayet verimli bir hayvan yemi olacağına inandığını belirtir. Bu mektup nedeniyle kanyaş Amerika’da “Johnson Otu” olarak anılır. Albay Johnson çiftliğindeki geniş alanlarda kanyaş ekimi yapar, fakat kısa sürede otun içerdiği siyanürlü bileşikler nedeniyle büyükbaş hayvanları hastalandırdığını görür. Heyhat, artık geri dönüşü olmayan bir süreç başlamıştır. Kanyaş güney Karolina ve Alabama eyaletlerinden çıkarak kuzey Amerika kıtasına yayılmaya başlar. Biz de çalışma arkadaşlarımla birlikte bu yayılımın göç yollarını ortaya çıkardık. Kanyaşın varlık gösterdiği 25 eyaletteki 70 noktadan toplanan örneklere dayanarak üretilen soy ağacı günümüzde gözlenen yayılımın son 200 yıl içerisinde beş ana aşamada gerçekleştiğini ortaya çıkardı. Araştırma kıtayı bir uçtan diğerine bağlayan demir yolu ağının döşenmesiyle kanyaşın yayılımının büyük bir hız kazandığını da ortaya koydu. Elde edilen veriler kanyaşın genetik zenginliğinin merkezi niteliğindeki bölgeleri de belirledi. Çalışma bazı beklenmeyen sonuçlara da ulaştı. Kanyaşın yayılımının bilinene ek olarak kıtanın batısındaki Arizona eyaletinden de bağımsız olarak başladığı ortaya çıktı. Kıtanın doğudan ve batıdan iki koldan birden biyolojik istilaya uğramasının genetik açıdan önemi büyük. Tek noktadan başlayan biyolojik yayılımlarda genetik çeşitliliğin en zengin olduğu bölge yayılımın başlangıç noktasıyla izdüşüm gösterir. Ayrı noktalardan başlayan yayılımlarda genetik zenginlik bu noktaların ortalarına denk gelen göç yollarının ilk kesiştiği bölgelere düşer. Araştırmada bu bölgelerin Teksas eyaletinin doğusunda ve Georgia eyaletinde yer aldığını saptadık. Çalışma aynı zamanda kanyaşdaki ilginç bir evrimsel eğilimi de ortaya çıkardı. Başlangıçta tarımsal alanlar ve yol kenarlarını yaşam alanı olarak kullanan bitkinin giderek bu alanların dışında yaşayabilecek uyumsal özellikler geliştirdiği anlaşıldı.

Kanyaş niçin bu kadar önemli?

Kanyaş iki bin yıl önce Afrika’da tarıma alınan akdarı (Sorghum bicolor) ile günümüzde uzak doğuda bulunan tropikal bir başka yabani akdarı türünün (Sorghum propinquum) 1,8 milyon yıl önce melezleşmesi ile ortaya çıktı. Kanyaş hem yağışlı tropikal iklime hem de Afrika’nın kurak bölgelerine uyumlu iki türün genomuna (*) sahip çok değişken iklimsel koşullarda yaşayabilen olağanüstü bir bitki türü. Kanyaş günümüz tarım bitkilerinden akdarı ile tozlaşarak çaprazlanabiliyor.

Akdarı veya süpürge darısı (bilimsel adı Sorghum bicolor) dünya tahıl üretiminde 5. sırada yer alan, Afrika ve Hindistan’da geniş çapta ekilen bir tarım bitkisi. Akdarı, evcilleştirme süreci içinde seçilime uğrarken yabani özelliklerinin pek çoğunu yitirdi. Akdarıda yaşanan genetik erozyon dünyanın pek çok yerinde birbirinden bağımsız olarak yapay seçilim yoluyla evcilleştirilerek tarım bitkisine dönüştürülen diğer bitkilerde de görülen ortak bir olgu. Atalarımız binlerce yıllık tarımsal yaşam deneyimleri boyunca mısır, pirinç, buğday, arpa gibi pek çok bitkinin genetiğini değiştirerek doğada bugün var olan yabani bitkilere oranla genetik yapısı fakirleşmiş ırklar yarattı. Bu konu, gündemdeki genetiği değiştirilmiş organizma (GDO) tartışmasında özellikle göz ardı ediliyor. On parmağında on marifet taşıyan yabani türler evcilleştirilirken on parmağında tek hüner olan türlere evrildiler.

Bilimsel adı “Halep akdarısı” anlamına gelen kanyaş (Sorghum halepense), tarım bitkisi akdarının kaybolan genetik içeriğinin zenginleştirilmesi için çok önemli bir kaynak. Kanyaş kuraklık ve aşırı neme dayanıklılık genlerinin yanı sıra pek çok hastalığa dayanıklılık sağlayan genler de taşıyor. Bu genetik özellikler çaprazlama yoluyla akdarıya geri kazandırılabilir. Kanyaş içerdiği çifte genom nedeniyle bileği bükülmez bir bitki. Atalarımız “bükemediğin bileği öpeceksin” demişler. Kanyaşın çevresel koşullara göre taşıdığı genomlardaki genlerden hangilerini nasıl etkinleştirdiği veya susturduğu büyük merak konusu. Anavatanı Türkiye’yi de kapsayan bu bitkiden öğrenecek çok şey var.

Evcilleştirme (yapay seçilim) GDO elde etmenin en atasal yöntemidir

Bir canlının genetiğini değiştirebilmenin pek çok yolu var. Atalarımızın genetik yapısını bilmeden körlemesine binlerce yılda başardığı genetik değişimi artık Mendel kurallarına dayanan olasılık hesaplarıyla daha kısa sürede gerçekleştirmek olanaklı. Genom bilgisine dayanarak yapılan çaprazlamalarla aranan genetik özellikler bitkiler tarlada büyürken, daha tohum üretme aşamasına gelmeden görülebiliyor. Bu yolla seçilen bireyler sonraki kuşak çaprazlamalar için tohum kaynağı oluyor. Günümüzde yürütülen bütün ıslah projelerinin aslında birer genetiği değiştirilmiş organizma projesi olduğunu belirtmekte yarar var.

Genetiği değiştirilmiş organizma dendiğinde akla hemen geniş çapta alerji duyulan tohum tekeli haline gelmiş dev şirketlerin yürüttüğü “kesme yapıştırma” biçiminde başka canlılardan aktarılan genlerle üretilen bitkiler gelir. GDO tartışmasında karşı çıkılması gereken şey değişimin yöntemidir. Bugün tarım tekellerinin yaptığı şey, on parmağında tek marifeti kalmış tarım bitkilerine bir marifet daha ekleyip var olan durumu ancak kâr edecek kadar geliştirmek. Oysa yapılması gereken tarım bitkilerinin yitirdikleri hünerleri tümden geri kazanmaya yönelik olarak yabani akrabalarıyla sistemli olarak çaprazlamak.

Akdarı genomu 2008 yılında Georgia Üniversitesi’ndeki Bitki Genom Haritalandırma Laboratuvarı tarafından dizilendirildi ve tüm genlerinin dökümü ortaya çıkarıldı. Akdarı, mısır ve şeker kamışı gibi yüksek verimli tarım bitkilerinin özümleme (fotosentez) yöntemi evrimsel bakımdan oldukça yeni olan C4 sınıfı içinde. Buğday, pirinç gibi tarım bitkileri ise evrimsel açıdan daha eski bir özümleme biçimi olan C3 sınıfında yer alıyor. Küresel ısınmaya bağlı olarak değişen iklim, Türkiye gibi geleneksel olarak C3 bitkilerinin tarımına dayanan bölgelerde gıda güvenliğini tehdit ediyor. Akdarı ve kanyaş, yapay seçilime dayanan evrimsel yöntemlerle tarımsal sürdürebilirliği başarabilmek için bir örnek oluşturuyor.

Çok yıllık akdarı geliştirmeye doğru…

Kanyaşın yeraltı kök ve gövde sistemi, tüm çimen grubu bitkilerdeki gibi toprak altında uyuyabilen ve koşullar büyümeye elverişli olduğunda hemen filizlenebilme yeteneğinde. Bu özellik akdarı, buğday, mısır, pirinç gibi diğer tek yıllık çimen grubu bitkileri, çok yıllık bitkilere dönüştürebilmek açısından dikkat çekici bir başlangıç noktasıdır. Çok yıllık bitkilerin toprak altı yapısı tüm bir yıl boyunca varlığını koruyarak erozyonu önler. Çok yıllık bitkiler bahar geldiğinde tohumdan büyüyen bitkiler gibi sil baştan kök ve gövde üretmek zorunda değildir. Gelişkin kök yapısı sayesinde toprak kaybını önlerken verilen gübreyi daha verimli biçimde tutarlar. Kanyaş ürettiği kimyasallarla başka bitkilerin büyümesini doğal yollarla önleyebilir ve tarımsal ilaç kullanımını en aza indirmede yararlı olabilir.

Çalışmamız, bitki yetiştiricilerinin dışında, yabancı coğrafyalarda sıfırdan başlayan biyolojik yayılımları inceleyen biyologların ve endüstri devrimi sonrasında insan etkinliklerinin doğal çevreyi nasıl değiştirdiğini inceleyen  bilim insanlarına da araştırmalarında yardımcı olacaktır.

(*) Genom nedir?

Genom bir canlı türünün taşıdığı genetik bilginin tümüdür. Genetik bilgi yalnızca genlerin taşıdığı bilgi ile sınırlı değildir. Genom her hücrede bu bilginin ne düzeyde, hangi gelişim aşamasında, hangi organda veya dokuda kullanılacağına ilişkin düzenleyici bilgileri de içerir. Genom kromozomlardan oluşur. İnsan genomunda 46, akdarıda 20, ekmeklik buğdayda 42, pirinçte 24 ve mısırda ise 20 kromozom vardır.