Bitkilerin Nasıl Nefes Aldıkları Ve İnsanların ‘Ciğerlerini’ Nasıl Şekillendirdiği Keşfedildi

Bilim insanları, hücrelerin karbondioksit (CO2) taşımaları için bitkilerin, hava kanalı ağlarını (yaprağın ciğerleri) nasıl oluşturduğunu keşfettiler. Botanikçiler 19. yüzyıldan beri yaprakların stoma¹ denilen gözeneklere sahip olduğunu ve karmaşık bir iç hava kanalları ağı içerdiğini biliyorlar. Ancak şimdiye kadar, her bitki hücresine düzenli bir CO2 akışı sağlamak için bu kanalların doğru yerlerde nasıl oluştuğu anlaşılmamıştır. Sheffield Üniversitesi ‘nin Sürdürülebilir Gıda Enstitüsü ‘ndeki bilim insanları tarafından yürütülen ve Nature Communications ‘da yayınlandı. Yeni çalışma, bir yaprağın ne kadar fazla stomaya sahip olduğunu ortaya çıkarmak için genetik manipülasyon tekniklerini kullandı.

Kanallar bronşiyollar (insan ve hayvan akciğerlerinin değişim yüzeylerine hava taşıyan küçük geçitler) gibi hareket eder. CO2 hareketlerinin büyük olasılıkla hava kanalı ağının şeklini ve ölçeğini belirlediğini gösterdiler. Çalışma aynı zamanda buğday bitkilerinin yapraklarında daha az gözeneğe ve daha az hava kanalına sahip olduklarını açıkladı. Bundan dolayı yapraklarını daha yoğun hale getirip yapraklarının daha az suyla büyütülmelerini sağlayarak yetiştirildiğini göstermektedir. Bu yeni içgörü bilim insanlarının, yapraklarının iç yapısını değiştirerek buğday gibi temel mahsulleri daha da verimli hale getirme potansiyelini vurgulamaktadır.

Aşırı kuraklıklarda hayatta kalabilecek mahsuller geliştirmek

Bu yaklaşım, aşırı kuraklık koşullarına dayanabilecek iklime hazır pirinç ve buğday geliştirmiş olan Sürdürülebilir Gıda Enstitüsü ‘ndeki diğer bilim insanları tarafından öncülük edilmektedir. Sheffield Üniversitesi ‘nde Sürdürülebilir Gıda Enstitüsü ‘nden Profesör Andrew Fleming şunları söyledi; Hava kanalı şebekelerini, iklim bozulmasında görmeyi beklediğimiz daha aşırı kuraklıklarda hayatta kalabilecek mahsuller geliştirmek için hedefleyebileceğimizi gösteriyor.

“X-ışını CT görüntü analizlerini içeren akıllı bir deney seti kullanarak, soruları çok farklı yaprak yapılı türler kullanarak cevapladılar. Stomanın aslında hava alanlarının genişlemesi için gazları değiş tokuş etmesi gerektiği gösterildi.

Bu, fizyolojiyle bağlantılı çok daha ilginç bir hikaye çiziyor. ” Röntgen görüntüleme çalışması Nottingham Üniversitesi ‘ndeki Hounsfield Tesisi ‘nde yapıldı. Tesis Müdürü Profesör SachaMooney şunları söyledi: “Son zamanlara kadar, bitki bilimlerinde X-ışını CT veya CAT taraması uygulaması, esas olarak bitkinin köklerini, görselleştirmeye odaklanmıştı.

Sheffield ‘deki ortaklarımızla birlikte çalışarak, bir bitki yaprağının hücresel yapısını 3D olarak görselleştirme tekniğini geliştirdik. Yaprak içindeki karmaşık hava boşlukları ağının davranışını nasıl kontrol ettiğini görmemize olanak sağladı. Sheffield Üniversitesi’nde Sürdürülebilir Gıda Enstitüsü, gıda güvenliğini sağlamak ve hepimizin bağlı olduğu doğal kaynakları korumak için multi disipliner uzmanlığı kullanarak çalışmalarını gerçekleştiriyorlar. [Ağaçların Kalp Atışı Olduğu Ortaya Çıktı]

Stoma, açılıp kapanma özellikleri ile bitkideki terlemeyi ve gaz değişimini kontrol eden canlı yapılardır. Terimin tekili stoma, epidermislerinde karşılıklı olarak bulunur. Stoma hücrelerinin yapısında diğer epidermis hücrelerinden farklı olarak kloroplast bulunur. Su içi bitkilerinde stoma yoktur.

Çeviri: Ülkü Güngör

Kaynak: https://www.sciencedaily.com/releases/2019/06/190627113953.htm