Orman Çapındaki İletişim Ağları Ağaçların Birbirleriyle Konuşmalarına Yardım Ediyor Mu?

Yer altının karanlık dünyasında, ağaç köklerini birbirine bağlayan kök-mantarlarının oluşturduğu uçsuz bucaksız mikorizal ağlar (mycorrhizal networks)  üzerinden, ağaçların birbirleriyle iletişim kurduğuna dair bulgular var.

Profesör Suzanne Simard’ın ağaçların birbirleriyle konuştuğunu fark etmesi onun için büyük bir sürpriz değildi. Profesör Suzanne Simard kariyerine sıralı halinde dikilmiş ağaçlarla çalışan bir orman görevlisi olarak başladı ancak onun bildiği doğa düz sıralardan oluşmuyordu.

Doğa inanılmaz ölçüde karmaşık, bütünleşik, girift bir yapı. Suzanne Simard “İnsanların şekillendirmediği vahşi ormanlara girdiğinizde iç içe geçmiş bitkiler görürsünüz, bu bitkiler birbirlerine yaşam alanı sağlamaktadır.” diyor.  Prof.Suzanne Simard’ın gözünde doğa, birbirlerinin fonksiyonlarına güvenen etkileşim halindeki binlerce bileşenin oluşturduğu devasa bir ağ.

Mikorizal ağ olarak adlandırılan bitki ve bitki köklerindeki mantarların oluşturduğu bu ortaklık 1990’larda ortaya çıkan heyecan verici bir keşifti.

Şuan British Columbia Üniversitesi’nde orman biyologu olarak görev yapan Prof. Suzanne Simard  “O zamanlarda ormancılık alanındaki birçok insan ağaçların gün ışığı için nasıl bir rekabet halinde olduğunu araştırıyordu. Fakat ben toprağın altında neler döndüğüyle çok daha fazla ilgileniyordum çünkü asıl faaliyetin yer altında olduğunu fark etmiştim” diyor. Profesör haklıydı. Bitkiler ayaklarımızın altından birbirleriyle bağlılar ve sürekli diyalog halindeler.

Yer altı ağında keşfedilen hırs, ihanet ve dostluk hikayelerinin bağlantılarını, Suzanne Simard, sevgili ormanlarının yer üstü versiyonunda da görebilmektedir. Bu ağ The wood-wide web* olarak bilinmektedir. Mikorizal ağ her yerdedir. Ormanda attığınız her adımda kilometrelerce uzunlukta yoğun bir mantar ağı sizi ayaklarınızın altından kuşatmaktadır. Bunlar The wood-wide web’in fiber optik kablolarıdır.

Mantarın hem bitki kökünü, hem de mikorizayı şekillendirerek kurduğu bağlar üzerinden gelişmekte olan organizmaların ihtiyacı olan maddeler geçer. Bu on yıllardır bilinen, bitkinin fotosentezle açığa çıkardığı karbon bakımından zengin şekeri mantarlara göndermesi ve karşılığında mantarın topraktan özümlediği fosfor ve azot gibi besinleri aldığı, bitki ve mantar arasında gerçekleşen düzgün bir takas ilişkisidir.

Suzanne Simard

Ortak Mikorizal Ağ

Bağlı oldukları bitkilerle yapmakta oldukları bilinen takas ilişkilerinin ötesinde, mikorizal ağlar komşu bitkilerin birbiriyle alış-veriş yapmasına olanak sağlayan işlek caddeler gibi de çalışmaktadırlar. Mikorizal ağ yayıldıkça daha fazla bitkiyle bağlantı kurar ve “common mycorrhizal networks” (ortak mikorizal ağ) olarak bilinen ağı oluşturur. Bitkiler diğer bitkilerle ortak mikorizal ağ üzerinden şeker, besin ve su başta olmak üzere birçok takas işlemi gerçekleştirir.

“Ben buna ‘the language of the trees’ (ağaçların dili) diyorum.” Diyor, Profesör Simard,  ağaçların birbirine söyleyecek çok şeyi olduğu açık. Birbirlerine ortak mikorizal ağla bağlı olan bitkileri karbon kaynağı gibi maddelerin izotoplarını absorbe etmeleri için teşvik edip, besin kaynaklarının ilerleyişini takip ederek birbirine bağlı olan bitkilerin izlerini sürmek mümkün.

İhtiyacı olan bireylerle paylaşım yapan bu kaynakları takip ettiğimizde şöyle bir manzarayla karşılaşıyoruz, ölmekte olan anaç ağaçlar, fidelerine karbon gönderiyor ve besin maddelerini komşu ağaçlara bağışlıyor.

Bazı ağaçların “adam kayırdığı” ve yakın “akrabalarına” diğer türlere göre daha fazla kaynak aktardığına da rastlanıyor.

Arazi meyli ve kaynak zenginliği bakımından avantajlı konumda olan bitkiler su ve besin kaynaklarından ihtiyaç fazlası olan kısmı ihtiyacı olan bitkilere bağışlayarak bir paylaşım gerçekleştiriyor.

Öyle görünüyor ki bitkiler bu ağ üzerinden temasta kalarak karşılıklı bir dayanışma sergiliyor ve yaşadıkları ekosisteme şekil veriyor. Birbirleriyle temasta olan bu bitkilerden oluşan ormanlar bireylerden oluşan bir topluluktan daha çok devasa bir süper organizmaya benziyor.

                                                                birbirine bağlı iki düğüm

“The wood-wide web” sadece ormanlarla sınırlı değil, mikorizal ağlar, tropik yağmur ormanlarından, kutup tundralarına, bitki örtüsü olan her yerde karşımıza çıkıyor ve yeryüzünde inanılmaz bir çeşitlikte bir bitki örtüsünün gelişmesine olanak sağlıyor.

Ağın yapısı çok kapsamlı ve ağ oldukça kuşatıcı. Sadece bitkiler değil farklı türler de ağa katılabiliyor. Ağda bulunan mantar türlerine bağlı olarak farklı materyaller ağ üzerinden paylaşılıyor. Araştırmacılar son birkaç yılda yaptıkları çalışmalarda, “The wood-wide web” üzerinden birbirlerine bağlı bulunan bitkilerin, ağ üzerinden besinden daha fazlasını paylaştıklarını ispatladı.

Örneğin bakla bitkisi yaprak biti tehdidine maruz kaldığında sadece saldırıyı püskürtmek için değil, aynı zamanda yaprak bitlerini avlamak üzere eşek arılarını davet etmek için bir çeşit kimyasal salgılıyor. Bu çok yönlü, dahiyane tasarlanmış bir savunma sistemi.

Manchester Üniversitesi’nde mikrobiyal ekolojist olarak görev yapan Profesör David Johnson, mikorizal ağın yaklaşmakta olan bir tehdidi diğer bitkilere haber veren bir erken uyarı sistemi gibi de kullanılabilirliğini test etmek istediği için birkaç bitkiye yaprak biti verdi.

Ve komşu bitkilerin nasıl tepki verdiklerini gözlemledi. David Johnson “Tam olarak şunu tespit ettik ki; bir bitki saldırıya maruz kaldığında, sadece kök sistemleri mikorizal ağla birbirine bağlı olan komşu bitkiler, saldırı altındaki bitkiyle aynı tepkiyi veriyor.” diyor.

Bu ağ üzerindeki iletişim, “geniş bant” ağından daha çok “çevirmeli bağlantı” gibi yavaş işliyor ama yine de görevini eksiksiz yerine getiriyor, aç bir tırtıldan, zararlı patojenlere kadar her türlü tehdide dair bitkilere mesaj gönderiyor.

Rekabet ve işbirliği

Bu ilişki şimdiye kadar fazla iyimserdi. Vrije Üniversitesi’nde evrimsel biyolog olrak görev yapan Profesör Toby Kiers, bitkilerin komşularına yardım etmek için ellerini veya dallarını uzattığı fikir çok hoş ama gerçekçi değil diye düşünüyor. Bunu “Bir harmoni görüyoruz çünkü bir harmoni görmek istiyoruz.

Bizim dünyaya bakış açımızda, olağan üstü besleyicimiz olan doğaya bu bakış açısı tam uyuyor fakat yüzeysel değil de derinlemesine bakarsak göreceğimiz şey harmoniden başka her şey olabilir.” diye açıklıyor, Profesör Kiers. Sonuç olarak, kısıtlı kaynakların olduğu bir ortamda yaşayan bitkilerin birbirlerinin komşuları değil daha çok rakipleri olduğunu söylemek mümkün.

Kiers ve ekibinin yaptığı çalışmalarda farklı türden bitkilerin bağlı olduğu mikorizal ağlarda bitkilerin ağı sürdürmek için daha az kaynak gönderdiğini tespit ettiler. Bu Kiers’e çok mantıklı geliyor. Eğer mikorizal ağ rakip bitkiye fayda sağlayacaksa, bitki rakibine niye kaynak göndersin ki? Tıpkı “dark web” gibi the wood-wide web’in de karanlık bir yönü var.

Komşusu olan köknar ağaçlarına karbon bağışı yapan kayın ağaçları kadar yakınındaki ağaçlardan karbon çalan orkideler, bir tehdit karşısında komşularını uyaran bitkiler kadar, rakiplerini öldürmek için toksin salgılayan bitkiler de var. En az işbirliği kadar rekabet de the wood-wide web’i tanımlıyor. Dostça bir işbirliği gibi görünse de bazen bu ortaklık göründüğü gibi olmayabiliyor maalesef.

Ohio’daki Xavier Üniversitesi’nden Dr. Kathryn Morris yıllar boyunca bitkilerin mikorizal ağlar üzerinden yaptığı hem iyi niyetli, hem de art niyetli görüşmeleri gizlice dinledi. Bitkilerin diğer bitkilere “yardım” ettiğini düşünmenin, özellikle yaşlı ağaçların genç bitkilere karbon göndererek “beslediği” fikrinin çok cazip göründüğünü ve abartıldığını ancak genç bitkileri sistemdeki yaşlı bitkilere zarar veren birer asalak olarak da görmenin mümkün olduğunu düşünüyor.

                Orman tabanından büyüyen bir jöle mantarı olan Calocera viscosa © Getty Images

Çekişme ve bağlılık

Peki ya köklerdeki mantarlar? Bitkiyle köklerdeki mantarların ilişkisi karşılıklı gibi görünse de, bir numara olmak için sürdürülen bir mücadele söz konusu. “Her iş birliği temelde bir çatışmadır. Her birimiz işbirliği yaptığımızda karşılık olarak aldığımız payı artırmak isteriz. Bitkiler de bizden farklı değil.” diyor, Profesör Kiers.

Birbirlerine kaynak sağlamak için işbirliği yapan hem bitki ve hem de kökündeki mantar ihtiyaç duyduğu maddeleri maksimum düzeyde almak isterken karşılık olarak ortağına verdiklerini minimum düzeyde tutmak istiyor. Her ne kadar bilimsel çalışmalarda mantarlar sıklıkla çıkmaz sokak olarak görülse de, mantarların muhtemelen çok daha aktif bir rolü var.

Profesör Johnson “Onların bir çeşit kontrol altında olmalarını düşünmemiz için iyi bir sebebimiz var.” diyor. The wood-wide web’in en düzgün formu olan mantarların farklı türlerdeki bitkilere bağlanması, sadece mantarların farklı türlerde karbon temin etmesi gerektiğinde gerçekleşebiliyor.

Köklerdeki mantarlar genellikle dezavantajlıdır çünkü bitkiler mantarlar olmadan da topraktan gerekli besinleri temin edebilirlerken, mantarlar hayatta kalabilmek için bitkiye tamamen bağımlılar. Bu ilişkiyi dengelemek için mantarlar ağdaki bitkilerin kaynağa erişimini sınırlandırarak, Kiers’in deyimiyle “bir çeşit bağımlılık” yaratıyorlar. “Eğer ben sizin gıda maddelerine erişiminizi kısıtlarsam, gıda temin etmek için bana daha bağımlı hale gelirsiniz.” diyor, Profesör Kiers.

Bir kaynaktan A bitkisine, A bitkisinden B bitkisine göndermek üzere sinyal oluşturmak için şuanda yapılmakta olan araştırmalar oldukça sınırlı. Bu ağlarda iletişim kurmak için birçok farklı mekanizmanın var olduğunu düşünen Profesör Simard “Bir mikorizal ağ inanılmaz derecede karmaşıktır. Bir bitkiden başka bir bitkiye gönderdiğimizin sinyalin izini sürmeyi başarmamız olağan üstü bir gelişme.” diyor.

Dr. Kathryn Morris’in, keşfetmekte olduğu sinyal transferi pasif bir eylem, kimyasallar su vasıtasıyla bir şekilde etrafa dağılıyor. Maalesef transfer mekanizmasının büyük bölümü bizim için bilinmezliğini halen koruyor. Profesör Simard’a göre “Her yöne giden milyonlarca yol varken, sadece bir mekanizma olduğunu veya mantarların sisteme dahil olmadığını düşünmek bu yapıyı fazla basite indirgemektir.”

Bolluktaki Karmaşa

Mikorizal ağı tanımlamaya çalışırken ifade edilen dil, süper organizma, wood-wide web gibi sözcükler kesinlikle birer benzetme değil ancak bu ifadelerin hiçbiri, çekişmeler, çatışmalar, iş birlikleri ve nice gün yüzüne çıkmayan olayların gerçekleştiği bu muazzam yapıyı tanımlamak için yeterli değil.

Belki de bu yapı için en doğru tanım, Profesör Simard’ın benzetmeyi tercih ettiği: “Benim çalışmam bizim sosyal yaşantımızla, birbirimize olan bağlantılarımızla, bu yapının çok benzer olduğunu gösteriyor.

Gazetecilerimiz, bilim insanlarımız, öğretmenlerimiz, doktorlarımız ve diğer tüm unsurlarla birlikte oluşturduğumuz bir sosyal hayatımız var. Eğer siz bu sistemden tüm öğretmenleri çıkartırsanız, sosyal hayat işlerliğini kaybeder.”  Bir ekosistem de faal kalabilmek için sistemdeki tüm bileşenlere ihtiyaç duyar.

Peki mikorizal ağlar kaynakların paydaşlara eşit dağıtıldığı ütopik sosyal yaşamlar mı yoksa sermaye sahiplerinin daha çok kazanmak için sömürecek kaynaklar aramakta kullandığı bağlantılar mı?

Belki her ikisi de. Aynı insan toplumunda olduğu gibi bitki topluluklarında da birbirine yardım eden veya engelleyen, iş birliği yapan veya sömüren birçok farklı karakter var. Profesör Simard’ın tahminine göre doğa bağlantılar üzerine inşa edilmiştir, tıpkı bizim gibi.

*The Wood-Wide Web: Orman Çapında iletişim ağları

Faruk Çağşak

Milyonlarca İnsanı Kurtaran Ve Öldüren Bilim İnsanı: Fritz Haber

Satır Kod Nasıl 36 Milyon Dolarlık bir İmparatorluğa Dönüştü