Bir Seçilim Serüveni: Bitki-Tozlayıcı Etkileşimleri

Bitkiler tohumlu ve tohumsuz olarak iki grupta sınıflandırılır ve tohumlu bitkiler; açık tohumlu ve kapalı tohumlu bitkiler olmak üzere ikiye ayrılır. Açık tohumlu bitkiler odunsu bitkilerdir ve kozalak gibi basit yapılı çiçek oluşumlarında tohumlarını barındırırlar, tohumları bir meyve tarafından sarılmamıştır. Kapalı tohumlu bitkiler ise anjiyospermler olarak adlandırılır ve çiçekli, meyve oluşturan bitkilerdir. Kapalı tohumlu bitkilerde üreme organları çiçekte bulunur [1].

Görsel 1: Çiçeğin kısımları.

Çiçekler, bitkilerin en gösterişli olan, en güzel kokan bölümüdür ve üreme için oldukça önemlidir. Yukarıdaki görselde görüldüğü üzere çiçek basit olarak dört bölümden oluşur: çanak yaprak, taç yaprak, andresium ve dişi organ. Çanak yaprak çiçeğin en dış katmanında bulunur; yeşil ve yapraksı bir yapısı vardır. Taç yaprak ikinci katmanda yer alır ve genellikle parlak renklere sahiptir. Üçüncü katman ise andresium olarak bilinir ve erkek üreme organlarının bulunduğu yerdir. Erkek üreme organı anter (başçık) ve filament (sapçık) kısımlarından oluşur. Anter, mikrosporangia olarak bilinen polen keselerini içerir. Dördüncü yani en iç katman dişi organın bulunduğu yerdir. Dişi organ stigma (dişicik tepesi), stilus (dişicik borusu) ve ovaryum (yumurtalık) ‘dan oluşur. Tohum taslakları ovaryumda muhafaza edilir [2].

Bitkiler farklı üreme stratejileri geliştirmişlerdir ve eşeyli veya eşeysiz üreyebilirler. Eşeysiz üremede polen aynı çiçek üzerindeki veya aynı bitki üzerindeki farklı çiçeklerde bulunan anterden stigmaya ulaşır. Eşeyli üremede ise farklı bitkilerde bulunan çiçeklerdeki anterden stigmaya polen ulaşması söz konusudur. Eşeyli üreme bitki çeşitliliği açısından çok önemlidir [2]. Anjiyospermlerin çok az kısmı kendi kendine tozlaşmayla eşeysiz üreyebilir1. Eşeyli üreyen anjiyospermler çapraz tozlaşmaya, bu nedenle tozlayıcı ajanlara ihtiyaç duyarlar. Tozlayıcı ajan böcekler kuşlar veya rüzgar olabilir [2].

Eşeyli üreyen bitkilerin tozlayıcılarla etkileşimi, bitkilerin hayatta kalması ve nesillerinin devamını sağlamaları için önemlidir. Bitkiler çevresel uyaranları algılayabilir ve tepki verebilir. Verilen tepki bitkinin titreşimi gibi mekanik bir tepki veya nektardaki şeker konsantrasyonunda artış gibi kimyasal bir tepki olabilir ve tozlayıcılar tarafından ziyareti artırmayı amaçlar [3].

Veits tarafından yapılan bir çalışmada bitkilerin uçan hayvanları algılaması, oluşturduğu tepkiler ve tepkilerin zamanlaması ölçülmüştür. Yapılan çalışmada Oenothera drummondii kullanılmıştır ve bu bitkinin başlıca tozlayıcıları arılardır [3]. Arıların kanat çırpmaları düşük frekansta sesler üretir. Üç dakika süresince farklı frekanslarda sesler ve sessizliğe maruz bırakılan bitkilerin sadece düşük frekansta sese maruz kaldığında nektar şeker konsantrasyonunda artış tespit edilmiştir. Bu kadar kısa süreli maruz kalmaya bitkiler tarafından yanıt oluşturulması, oluşturulan yanıtlarda bir zamanlama mekanizması olduğunu doğrulamıştır[3]. Ayrıca artan şeker konsantrasyonuyla birlikte bitkilerin ziyaret edilme sürelerinin ve sıklığının arttığı tespit edilmiştir. Aynı çalışmada bitkilerdeki çiçekler yalıtım sağlayan köpüklerle kaplanarak düşük frekansta sese maruz bırakılmıştır ve hiçbir yanıt oluşmadığı gözlemlenmiştir. Çalışma sonucunda bitkilerde uyaranları algılayan ve yanıt oluşturan kısmın çiçekler olduğu tespit edilmiştir [3].

Bir nektarın şeker konsantrasyonu ve içerdiği minerallerin miktarı tozlayıcılar için tercihi belirleyen faktörlerdir [4]. Ayrıca çiçeklerin rengi görsel olarak arıları etkileyip nektar için çekici bir özellik olabilir. Örneğin avokado bitkilerinin çiçekleri arılar için çekici özelliklere sahip değildir ve bu sebeple tozlaşma yetersizdir; az miktarda meyve oluşumuna yol açar. Avokadolarla (Persea americana) yapılan bir çalışmada bal arılarının (Apis mellifera) nektar tercihleri analiz edilmiştir [4]. Yapılan çalışma sonucunda kokunun sadece bir sinyal olduğu ve arıların tercihlerine etki etmediği anlaşılmıştır fakat şeker konsantrasyonunun ve mineral içeriğinin arıların tercihlerini etkileyen ana faktörler olduğu anlaşılmıştır. Nektardaki mineral miktarı bitkinin yetiştiği toprakla orantılı olarak değişmektedir ve nektar içeriğindeki yüksek potasyum konsantrasyonunun arılar için çekiciliği düşüren bir etken olduğu tespit edilmiştir. Ayrıca arıların sadece sakkaroz miktarına duyarlı olduğu, früktoz ve glikoz oranlarındaki değişimlere duyarlı olmadığı tespit edilmiştir [4].

En yüksek şeker konsantrasyonu tozlayıcılar için en iyi nektar anlamına gelmemektedir [3]. Şeker konsantrasyonuyla birlikte nektar viskozitesi de arttığı için yüksek şeker konsantrasyonu tozlayıcılar üzerinde yapıştırıcı bir etkiye yol açabilir. Bu sebeple tozlayıcılar her zaman optimum bir aralıkta en yüksek şeker konsantrasyonunu tercih ederler [3]. Nektar viskozitesini etkileyen diğer bir faktör ise sıcaklıktır [5]. Yapılan çalışmalarda bitkilerin çevrelerine kıyasla daha sıcak olduğu ve bu sıcaklığın tozlayıcılar üzerinde çekici bir etkisi olduğu tespit edilmiştir5. Whitney tarafından yapılan bir çalışmada bitki sıcaklığının bombus arılarının tercihlerini etkileme sebepleri araştırılmıştır [5]. Şeker konsantrasyonu aynı olan fakat sıcaklıkları farklı olan bitkiler kullanıldığında bombus arılarının daha sıcak olan bitkiyi tercih ettiği tespit edilmiştir [5]. Fakat şeker konsantrasyonları farklı olduğunda arıların yüksek şeker konsantrasyonunu tercih ettiği gözlemlenmiştir ve arıların nektar tercihini etkileyen faktörlerde şeker konsantrasyonunun sıcaklığa oranla öncelikli olduğu sonucuna varılmıştır. Sıcak bitkilerin tercih edilme sebeplerinden birisinin düşük viskozite olduğu anlaşılmıştır. Bir diğer sebep ise sıcaklığın polen oluşumunu hızlandırması ve arı larvaları için daha fazla polen bulma olasılığı olduğu saptanmıştır. Ayrıca tozlayıcıların büyük çoğunluğu ektoderm canlılardır ve vücut ısıları çevrelerine bağlı olarak değişir. Bu sebeple sıcaklığın tercih sebebi olabileceği düşünülmektedir [5].

Yapılan araştırmalar sayesinde, doğada hareketsiz ve tepkisiz olarak düşünülen bitkilerin yaşamlarını sürdürmek ve nesillerini devam ettirmek amacıyla çevrelerindeki diğer canlılarla sürekli bir etkileşim halinde olduğu göz önüne serilmiştir. Ayrıca varlıkları tehlike altında olan arıların doğada ne kadar önemli bir role sahip olduğu anlaşılmıştır. Evrimsel süreçlerin bitki-tozlayıcı etkileşimlerinde karşılıklı olarak yarar sağlayacak şekilde bitkileri ve tozlayıcıları geliştirdiği açıkça görülmektedir.

Kaynaklar:

  1. Biology-Seedless/Seed Plants. https://openstax.org/books/biology-2e/pages/25-introduction.
  2. Biology-Plant Reproduction. https://openstax.org/books/biology/pages/32-introduction.
  3. Veits M, Khait I, Obolski U, et al. Flowers respond to pollinator sound within minutes by increasing nectar sugar concentration. Ecol Lett. 2019;22(9). doi:10.1111/ele.13331
  4. Afik O, Dag A, Kerem Z, Shafir S. Analyses of avocado (Persea americana) nectar properties and their perception by honey bees (Apis mellifera). J Chem Ecol. 2006;32(9). doi:10.1007/s10886-006-9120-1
  5. Whitney HM, Dyer A, Chittka L, Rands SA, Glover BJ. The interaction of temperature and sucrose concentration on foraging preferences in bumblebees. Naturwissenschaften. 2008;95(9). doi:10.1007/s00114-008-0393-9

Görsel Kaynak: http://efnormal059.blogspot.com/p/teorik-bilgi.html

Denetleyen: Eylül ASLAN

Yorum bırakın

E-posta adresiniz yayınlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir