ABD’nin en sıcak bölgesi olan Death Valley (Ölüm Vadisi), çoğu canlının hayatta kalamayacağı bir yer. Ancak bu kavurucu ortamda, Tidestromia oblongifolia adlı yerli bir bitki, sadece hayatta kalmakla kalmıyor, aynı zamanda gelişiyor. Michigan Eyalet Üniversitesi (MSU) tarafından yürütülen yeni bir araştırma, bu bitkinin 49°C’nin üzerindeki sıcaklıklarda nasıl büyümeye devam ettiğini ortaya koydu. Bilim insanlarına göre bu keşif, iklim değişikliğine dayanıklı tarım ürünlerinin geliştirilmesinde bir dönüm noktası olabilir.
En sıcak dayanıklı bitki türü
Araştırma, bilim dergisi Current Biology’de yayımlandı. Çalışmayı yürüten ekipte, Prof. Dr. Seung Yon “Sue” Rhee ve bitki fizyoloğu Karine Prado yer alıyor. Bilim insanları, T. oblongifolia’nın fotosentez mekanizmasını ve gen ifadesini yeniden düzenleyerek aşırı sıcaklara nasıl adapte olduğunu inceledi.
Dr. Prado, araştırmaya nasıl başladıklarını şu sözlerle anlattı:
“Bu bitki, diğer türlerin saatler içinde öldüğü koşullarda nasıl canlı kalabiliyor sorusu bizi büyüledi. Laboratuvarda yetiştirmeye çalıştığımızda zorlansak da, Death Valley benzeri koşullar oluşturunca bitki adeta canlandı.”
MSU Bitki Dayanıklılığı Enstitüsü’nde yapılan deneylerde, bitkiler özel odalarda şiddetli güneş ışığı ve ani sıcaklık değişimlerine maruz bırakıldı. Sonuçlar çarpıcıydı: Tidestromia oblongifolia sadece 10 gün içinde üç kat büyüdü, üstelik 45°C’nin üzerindeki sıcaklıklarda bile fotosentez yapmaya devam etti.
Hücreleri yeniden şekilleniyor, genleri hızla uyum sağlıyor
Araştırma, bitkinin aşırı sıcaklara karşı olağanüstü bir biyolojik savunma sistemi geliştirdiğini gösterdi.
- Mitokondriler, hücre içinde fotosentezin gerçekleştiği kloroplastlara yaklaşarak enerji üretimini destekliyor.
- Kloroplastlar, “kupa benzeri” yeni formlar alarak karbon dioksiti daha verimli şekilde yakalıyor.
- Binlerce genin aktivitesi, sadece bir gün içinde değişiyor. Bu genler, hücre zarlarını ve proteinleri sıcak hasarına karşı koruyor.
- Rubisco aktivaz enzimi üretimi artarak fotosentezin devam etmesini sağlıyor.
Bu özellikler sayesinde T. oblongifolia, şu ana kadar belgelenmiş en sıcak dayanıklı bitki türü olarak kayıtlara geçti.
Tarımın geleceği için umut verici model
Küresel sıcaklıkların bu yüzyıl sonunda 5°C’ye kadar artması beklenirken, bu durum buğday, mısır ve soya gibi temel ürünlerde ciddi verim kaybına yol açabilir. Bu nedenle bilim dünyası, sıcaklığa dayanıklı bitki genlerini tarımsal üretime aktarmayı hedefliyor.
Prof. Rhee, bu bitkinin gelecekteki tarım için umut olduğunu vurguluyor:
“Tidestromia oblongifolia bize, bitkilerin aşırı sıcaklara da uyum sağlayabileceğini gösteriyor. Eğer bu mekanizmaları tarım ürünlerine aktarabilirsek, iklim krizine karşı dayanıklı bir tarım modeli kurabiliriz.”
Bilim dünyasında heyecan yarattı
Araştırmacılar, T. oblongifolia’nın genetik dayanıklılık mekanizmasını kullanarak ısıya toleranslı mısır, buğday ve pirinç türleri geliştirmeyi hedefliyor. Çalışmanın devamında, bitkinin dayanıklılığını sağlayan genlerin CRISPR gibi yeni nesil biyoteknoloji araçlarıyla aktarılması planlanıyor.
