Bitkilerde Gündüzcüllük ve Gececillik

Hayvanlarda ve bitkilerde periyodik olarak bazı yapıların ifade edilmesini sağlayan mekanizma ‘biyolojik saat’ olarak isimlendirilmektedir. Biz insanlarda uykunun, uyanmanın, hormonal olayların ve gün içi aktivitelerin saati gibi zamanlar ve olaylar da biyolojik saat ile ifade edilmektedir. Peki bitkilerde bu nasıl işlemektedir?

Hayvanlarda bu olayların varlığı ve düzeni ilginçtir. Gündüz aktif olan hayvanların var olması, geceleri ise yalnız gececi hayvanların (gececil hayvanlar) aktif olması akıllara bu durumun bitkilerde de var olup olmadığı sorusunu getirmektedir. Çünkü bu durumlar biyolojik saatle ilişkilendirilmektedir. O halde bitkilerde de var olması beklenmektedir.

Evet, beklendiği üzere bitkilerde de biyolojik saat işlemekte ve bu periyot görevini yerine getirmektedir. Bitkilerde -özellikle çiçekli bitkilerde- biyolojik saat olguları görülebilmektedir. Çiçeklerin açılma ve kapanma saatleri aslında basit birer biyolojik saat olgularıdır. Fakat bitkilerde bu olgu nasıl ve neden gerçekleşmektedir?

Hayvanlarda gündüz ya da gece aktif olma durumu aslında avlanma, beslenme, neslin devamı ya da düşmanlardan korunma gibi sebeplerle evrimleşmiştir. Pekâlâ bu durum bitkilerde ne sebeple olmaktadır? Bitkilerde de bu durum aslında hemen hemen aynı sebeplerle temellendirilmektedir.

Örneğin gece çiçeklerini açan kaktüsgiller (Cactaceae) üyelerinin ve baobab ağacı gibi bitkilerin tozlaştırıcılarının gece aktif olan kuşlar, böcekler ve yarasalar olduğu görülmektedir. Gece çiçeklerini açan kaktüslerin ve baobabların nesillerinin devamı için evrimsel süreçte yarasalarla birlikte evrimleştiği anlaşılmaktadır.

Yarasalarla gece çiçek açan bitkiler arasındaki birlikte evrim konusu araştırıcılar tarafından derinlemesine araştırılan konulardandır. Yarasaların görme yetisi diğer hayvanlardan farklı olduğundan, renk körü olduklarından ve çevrelerini ekolokasyon (biyosonar, biyolojik sonar sistemi) ile gördüklerinden gece çiçek açan çiçekler bu hayvanlar için yalnız gece çiçek açmakla yetinmez; çiçeklerini de evrimsel süreçte hayvanın girişini kolaylaştırmak için çan şekilde giriş sağlayıp, açık ve soluk renkli yapıp bu hayvanları cezbetmek için onlar gibi kokmasını sağlamıştır. Yani bu bitkilere bakıldığında yarasa gibi kokan, yarasa girişi kolay çan çiçekli, açık-soluk renkli ve yalnız yarasaların aktif olduğu zaman olan gece vakti açılan çiçekler görülmektedir. Bu durum, bu grup bitkilerin evriminin bu hayvanlara bağlı olduğunu göstermektedir.

Bitkilerde gündüzcüllük ve gececillik bilim insanları tarafından araştırıldığında bitkilerde gündüzcül ya da gececil olma durumunun genetik olarak tek bir baz çifti ile kodlandığı görülmüştür. Dolayısıyla bitkilerde gündüzcüllük veya gececillik genetik olarak çok küçük bir gen bölgesi tarafından sorumludur.

Bitkiler alemine bakıldığında gündüz ya da gece çiçek açan bitkilerin şekil, görüntü ve koku bakımından gündüz ya da gece aktif olan hayvanlara göre şekillendiği anlaşılmakta ve buna çok sayıda örneğin bulunduğu da görülmektedir.

Kaynaklar:

Campbell, N. A., Reece J. B. 2008. Biyoloji (Çeviri Editörleri: Gündüz, E., Demirsoy A., Türkan İ.). Palme Yayıncılık, Ankara.

Graham, L. E., Graham, J. M., Wilcox, L. W. (Çeviri Editörü: Kani Işık). 2008. Bitki Biyolojisi. Palme Yayıncılık, 2. Baskı, Ankara.

Karol, S., Suludere, Z., Ayvalı, C. 2007. Biyoloji Terimler Sözlüğü. 4. Baskı, Türk Dil Kurumu Yayınları, Ankara.

Rees, H., Joynson, R., Brown, J. K. M., & Hall, A. 2020. Naturally occurring circadian rhythm variation associated with clock gene loci in Swedish Arabidopsis accessions. Plant, Cell & Environment.