Bitkiler mevsimleri nasıl biliyor?

Japonya'daki bilim insanları, bitkilerin çiçek açma zamanını yalnızca güncel hava koşullarına göre değil, haftalar ve hatta aylar öncesine ait sıcaklık verilerini de dikkate alarak belirlediğini tespit etti. Araştırmada, wasabi (Eutrema japonicum) ve Galler turpu (Arabidopsis halleri subsp. gemmifera) üzerinde yapılan detaylı gözlemler, bu bitkilerin sıcaklık hafızası sayesinde mevsimsel değişimlere uyum sağladığını gösterdi. Bilim insanları, çiçeklenme sürecini kontrol eden VIN3, FLC ve FT genlerini inceleyerek, bu genlerin sıcaklık geçmişini 150 güne kadar kaydedebildiğini ortaya koydu.

Bilim insanları: Genler sıcaklık geçmişini kaydediyor

Çalışmada, wasabi ve Galler turpunda çiçeklenmeyi düzenleyen genlerin sıcaklık hafızası farklı sürelerle işledi. Özellikle FLC geninin yıllık döngü boyunca aktivitesi bin katından fazla değişti. Wasabide bu değişimin 18 hafta, yani yaklaşık 126 gün sürdüğü gözlemlendi. Galler turpunda ise bu süre 12 hafta civarındaydı. VIN3, FLC ve FT genlerinin her biri, farklı zaman dilimlerindeki sıcaklıkları dikkate alıyor. Örneğin, wasabide VIN3 geninin aktivitesi son 4-6 günün sıcaklıklarına tepki verirken, FLC için bu süre 13-28 gün, FT için ise 104-150 gün arasında değişti. Galler turpunda ise VIN3 yaklaşık 1-16 gün, FLC 43-48 gün, FT ise 150 güne kadar olan sıcaklık geçmişini kaydedebildi. Bu bulgular, bitkilerin çevresel değişimlere karşı geliştirdiği karmaşık genetik mekanizmaları gözler önüne serdi.

Çiçeklenme genlerinde mevsimsel hafıza etkisi

Araştırmacılar, sıcaklık hafızasının süresinin mevsimlere göre değiştiğini de belirledi. Bahar aylarında wasabide FLC geni, son 14-15 günün hava koşullarıyla en güçlü ilişkiyi gösterdi. Ancak sonbahar ve kış aylarında bu süre 68-90 güne kadar uzadı. Galler turpunda ise FLC'nin hava durumu ile bağlantısı baharda 29-44 gün, sonbahar ve kışta ise 57-107 gün olarak kaydedildi. Ek deneyler, aynı FLC aktivitesine sahip bitkilerin, farklı dönemlerde aynı sıcaklığa farklı tepkiler verdiğini ortaya koydu. Bu durum, bitkilerin yalnızca o anki sıcaklığa değil, geçmişte yaşadıkları koşullara da tepki gösterdiğini kanıtladı. Özellikle kış ve bahar dönemlerinde alınan örneklerin 4 ve 23 °C'deki reaksiyonları arasında belirgin farklılıklar gözlendi. Bu bulgular, sıcaklık hafızasının bitkilerde çiçeklenme zamanlaması üzerinde ne kadar etkili olduğunu bir kez daha ortaya koydu.