Hızlı Git
Günümüzde birçok teoriye ve araştırmaya göre bitkiler, hayvanlardan ve insanlardan daha uzun süredir dünyada bulunmaktadırlar. Dünyanın geçirdiği felaketlere ve yaşadığı değişikliklere rağmen onlar dünyada yaşamaktan vazgeçmemişlerdir. Bitkiler bu olaylara çabucak uyum sağlamıştırlar ve adapte olamayanlar ise kaybolup gitmişlerdir. Bu yaşadıkları zorluklarla birlikte bugünlere kadar gelmiştirler.
Günlük yaşantımızda da dışarıda veya içeride olmak fark etmeksizin bitkilerle çok fazla karşılaşırız. Nereye gidersek gidelim en az bir tanesi ile yollarımız kesişir. Bu durum şaşırtıcı bir şekilde büyük radyasyon facialarının yaşandığı Fukuşima ve Çernobil içinde geçerlidir. Bu terk edilmiş bölgelerde kimse ikamet etmezken, bitkiler bunu fırsat olarak değerlendirip istilacı bir şekilde ele geçirmişlerdir. İnsanlar ve hayvanlar radyasyondan bu denli etkilenirken nasıl olur da bitkiler etkilenmez? Bitkileri, radyasyon bakımından bizden daha üstün ve ayrıcalıklı kılan şey nedir? Bu yazıyla birlikte aklımızdaki soruların cevabını bulacağız.
Radyasyon Nedir?
Radyasyonun tam olarak ne olduğunu ve maddeyi nasıl etkileyebileceğini bilmek bitkileri nasıl etkilediğini öğrenmekte yarar sağlayacaktır. Düşünülenin aksine radyasyon teknoloji ile ortaya çıkan bir şey değildir ve bu yüzden de her zaman tehlike arz etmez. Radyasyon, Güneş’ten, cep telefonları ve televizyonlar gibi birçok yerden gelir. Radyasyon, ne tür bir radyasyon olduğuna ve maddenin ne kadar süre maruz kaldığına bağlı olarak çok tehlikeli hale gelebilir.
Radyasyonun iyonlaştırıcı ve iyonlaştırıcı olmayan şeklinde iki türü vardır ve iyonlaştırıcı olmayan radyasyon çoğunlukla zararsızdır. Bu yüksek enerjili iyonlaştırıcı radyasyonlar, bir organizma için ciddi sorunlara yol açabilir. Radyasyon enerjisi, parçacıklar veya dalgalar tarafından aktarılır. İyonlaştırıcı olmayan radyasyon nispeten düşük enerjili iken, iyonlaştırıcı radyasyon o kadar yüksektir ki kimyasal bağları koparabilir. Bu, onunla etkileşime giren bir atomun yükünü değiştirebileceği anlamına gelir. Yüksek seviyelerde, bir organizmanın DNA’sını doğrudan etkileyerek bir atomun çekirdeğine zarar verebilir ve yok edebilir. Ve sonucunda da DNA’da yaptığı değişikliklerle organizma tehlikeli mutasyonlara maruz kalabilir.
Bitkiler, Radyasyondan Nasıl Doğrudan Etkilenirler?
Yüksek düzeyde radyasyonun organizmalar üzerindeki etkileri şunlardır:
- Kromozom yapısında görsel olarak gözlemlenebilir değişiklikler olarak tanımlanan kromozomal sapmalar.
- DNA dizisi “inversiyonu” (TCAG şimdi GACT) ve “silinen” sekans bölümleri dahil olmak üzere, DNA moleküllerine verilen herhangi bir hasar olarak tanımlanan DNA hasarı.
- Organizmaların büyüme hızında bir azalma olarak tanımlanan büyümede azalma.
- Kısırlık, üreme oranında azalma ve gelişimsel anormalliklerin ortaya çıkması veya yavruların yaşama kabiliyetinde azalma da dahil olmak üzere üreme etkileri.
- Azaltılmış tohum çimlenmesi.
- Hem akut ölüm hem de yaşam süresinde uzun vadeli azalma dahil olmak üzere ölüm oranı.
- Maruz kalan dokuya doğrudan yanık hasarı.
Bir bitkinin veya herhangi bir organizmanın radyasyondan etkilendiği miktar, organizmanın aldığı radyasyonun yanı sıra maruz kaldığı süre ile belirlenir. Çernobil faciasından elde edilen veriler bu konu hakkında daha kesin rakamlar veriyor. Radyolojik dozların 5 rad / yıl veya daha az olduğu yerlerde radyasyonun zararlı etkileri gözlenemez. 5 ila 400 rad / yıl arasındaki dozların alındığı yerlerde, radyasyon etkileri ‘ekolojik olarak maskelenmiştir’, yani bireysel organizmalarda birkaç takım sorunlar gözlemlendi, ancak popülasyonlarda veya ekosistemlerde hiçbir değişiklik meydana gelmedi. Dozların 400 rad / yıldan büyük olduğu durumlarda, popülasyonlar ve topluluklar üzerinde zararlı etkiler meydana geldi.
Bitkiler, Radyasyondan Dolaylı Yollarla Nasıl Etkilenirler?
Yerel bitki yaşamını etkilemek için radyasyon veya radyoaktif maddelerle doğrudan temas gerekli değildir. Sadece bir reaktörün varlığı bile çoğu zaman yeterlidir. Bir nükleer reaktör inşa etmek için, genellikle suya yakın alanlar da dahil olmak üzere çok fazla alan gerekir. Bu da herhangi bir yerel bitki örtüsünün temizlenmesi anlamına gelir. Reaktör tarafından yayılan ısı, yakındaki su sıcaklığını değiştirerek kıyı bitki örtüsü için gereken hassas koşulları bozabilir.
Çernobil’deki Radyasyon Bitkileri Neden Öldürmedi?
Çernobil felaketinden sonra Çernobil ve çevresi hızla tahliye edildi. Bu bölgeler şu an ıssız yerlere dönüştü ve insan hariç bir çok türe ev sahipliği yapmaya devam etti. Kurtlar, domuzlar ve ayılar eski nükleer santrali çevreleyen yemyeşil ormanlara geri döndü. Bitki örtüsü ise en savunmasız ve açıkta kalan bitki yaşamı, facianın hemen sonrasında hiç ölmedi ve tersine bölgenin en radyoaktif alanlarında bile bitki örtüsü üç yıl içinde iyileşmeye başladı.
Yukarıda da bahsedildiği üzere radyasyonun DNA üzerindeki etkileri çok büyüktür ve hayvanlarda genellikle ölümcüldür. Çünkü hücreleri ve sistemleri oldukça özelleşmiş ve yeterince esnek değildirler. Hayvan biyolojisinde her hücre ve organın bir yeri ve amacı olan, bireyin hayatta kalması için tüm parçaların çalışması ve işbirliği yapması gereken karmaşık bir yapıdır. Bir insan beyni, kalbi veya ciğerleri olmadan idare edemez.
Bitki hücreleri ise hayvan hücrelerinin tersine çok daha esnek ve organik bir şekilde gelişir. Hareket edemedikleri için, kendilerini buldukları koşullara uyum sağlamaktan başka bir seçenekleri yoktur. Bitkiler, bir hayvanın yaptığı gibi tanımlanmış bir yapıya sahip olmak yerine, ilerledikçe o yapıyı oluştururlar. Daha derin kökleri mi yoksa daha uzun bir gövdesi mi olacağı, bitkinin diğer kısımlarından ve de ahşap geniş ağdan gelen kimyasal sinyallerin dengesine ve ayrıca ışık, sıcaklık, su ve besin koşullarına bağlıdır.
Kritik olarak hayvan hücrelerinin aksine hemen hemen tüm bitki hücreleri, bitkinin ihtiyaç duyduğu türden yeni hücreler oluşturabilir. Bu nedenle bir bahçıvan, yaptığı budamalar ve kesimler sayesinde bir gövdeden veya yapraktan çıkan köklerle yeni bitkiler yetiştirebilir.
Tüm bunlar, hasarın bir hayvan tarafından saldırıya uğramasından veya radyasyondan kaynaklanıp kaynaklanmadığına bakılmaksızın, bitkilerin ölü hücreleri veya dokuları hayvanlardan çok daha kolay değiştirebileceği anlamına gelir.
Radyasyon ve diğer DNA hasarı türleri bitkilerde tümörlere neden olabilirken, bitki hücrelerini çevreleyen sert, birbirine bağlanan duvarlar sayesinde mutasyona uğramış hücreler genellikle bitki kanser olduğunda da gözlemlendiği gibi bitkinin bir bölümünden diğerine yayılamaz. Vakaların büyük çoğunluğunda bu tür tümörler ölümcül de değildir çünkü bitki arızalı doku üzerinde sorunun üstesinden gelmenin yollarını bulabilir.
İlginç bir şekilde radyasyona karşı doğuştan gelen bu dayanıklılığa ek olarak, Çernobil bölgesindeki bazı bitkiler DNA’larını korumak için ekstra mekanizmalar kullanıyorlar. Kimyalarını hasara karşı daha dirençli hale getirmek için değiştiriyorlar ve eğer bu işe yaramazsa onarım için sistemlerinde değişiklik yapıyorlar. Dünya yüzeyindeki doğal radyasyon seviyeleri, ilk bitkilerin evrimleştiği uzak geçmişte çok daha yüksekti. Bu nedenle de Çernobil bölgesindeki bitkiler, hayatta kalmak için bu zamana kadar uzanan adaptasyonlarından yararlanıyor olabilirler.
Radyasyonun Bitkilere Etkisi Üzerine Yapılan Araştırmalar ve Sonuçları
Araştırmacılar, Çernobil yakınlarında yetişen soya fasulyesi proteinlerinde bitkilerin kronik radyasyona maruz kalmalarına rağmen nasıl hayatta kaldıklarını açıklayabilecek değişiklikleri keşfettiklerini söylüyorlar. Bulgular, bir gün araştırmacıların radyasyona dayanıklı mahsuller oluşturmasında yardımcı olabilir.
Nitra Slovak Bilimleri Akademisi’nde bitki biyoloğu olan Martin Hajduch ve meslektaşları, bu nükleer faciası sonrasında bitkilerin nasıl hayatta kaldığını öğrenmek istedi. Ekip, santralin kalıntılarından sadece 5 kilometre uzaktaki 30 kilometrelik yasak bölgeye soya fasulyesi ekti. Daha sonra radyoaktif madde olan sezyum-137 seviyelerinin 163 kat daha düşük olduğu bitkiden 100 kilometre uzaktaki bölgeye de özdeş bir soya fasulyesi ekti. Birkaç ay sonra, araştırmacılar bitkilerden olgun fasulye topladılar ve içindeki proteinleri analiz ettiler.
Radyasyon bölgesi fasulyeleri, protein analizinden önce bile tuhaf görünüyorlardı. Yarı ağırlığındaydılar ve düşük radyasyonlu muadillerinden daha yavaş su alıyorlardı. Araştırmacıların bildirdiğine göre, moleküler düzeyde incelendiğinde fasulyeler daha da tuhaf bir hal alıyorlardı. Normal bitkilerle karşılaştırıldığında yüksek radyasyonlu bölgedeki fasulye, bitkileri ağır metalleri bağlayarak koruduğu bilinen bir protein olan sistein sentazına üç kat daha fazla sahipti. Radyasyona maruz kalan insan kanındaki kromozomal anormallikleri azalttığı bulunan bir bileşik olan betain aldehit dehidrojenaza % 32 daha sahipler. Çimlenen tohumlar için nitrojen sağlayan tohum depolama proteinleri de normal soyadan farklı konsantrasyonlarda bulunduğu yani bazılarının daha yüksek bazılarının ise daha düşük olduğu ortaya çıktı.
Peki araştırmacılar bu moleküler ortam hakkında ne yapıyor? Hajduch, bitkilerin kendilerini Çernobil’in düşük seviyeli radyasyonundan koruyor gibi göründüğünü söylüyor, ancak bu protein değişikliklerinin nasıl hayatta kalmaya dönüştüğünü veya yeni nesillere geçip geçmeyeceğini kimse bilmiyor. Ekip, daha fazla araştırma yapmak için dört nesil fasulyeyi analiz etmeyi planlıyor.
Kolombiya South Carolina Üniversitesi’nde Çernobil bölgesindeki vahşi yaşamı inceleyen bir biyolog olan Timothy Mousseau, araştırmanın “Gerçekten yeni ve özellikle dünya çapında nükleer enerji geliştirmeye olan ilginin artması göz önüne alındığında önemli bir toplumsal soruyu ele alıyor” diyor. Mousseau, araştırmacılar bitkilerin radyasyona nasıl tepki verdiğini anlayabilirlerse nükleer kontaminasyona dayanacak – hatta tecrit edip ortadan kaldıracak – mahsuller tasarlamaya başlayabileceklerini söylüyor.
Yeni Bir Yaşam Süreci
Hayat şimdi Çernobil çevresinde yeniden şekilleniyor. Pek çok bitki ve hayvan türünün popülasyonları, felaket öncesine göre şaşırtıcı bir şekilde şu anda daha fazla bulunmaktadır. Çernobil ile ilişkili trajik kayıp ve insan yaşamlarının kısalması göz önüne alındığında, doğanın bu yeniden dirilişi insanı hayretler içerisinde bırakıyor. Radyasyonun bitki yaşamı üzerinde bariz şekilde zararlı etkileri vardır. Ayrıca tek tek bitki ve hayvanların yaşamlarını kısaltabilir. Ancak yaşamı sürdüren kaynaklar yeterince bolsa ve yükler ölümcül değilse o zaman hayat gelişecektir ve akıp gitmeye devam edecektir.
En önemlisi, Çernobil’de radyasyonun getirdiği yük, bölgeyi terk eden insanlardan gelen zararlardan daha az ağır. Şimdi esasen Avrupa’nın en büyük doğa koruma alanlarından biri olan ekosistem, bu yaşamın her bir döngüsü biraz daha az sürse bile eskisinden daha fazla yaşamı destekliyor. Bir bakıma Çernobil felaketi, gezegenimiz üzerindeki çevresel etkimizin gerçek boyutunu ortaya koyuyor. Zararlı olsa da nükleer kaza yerel ekosistem için bizim yarattığımız sorunlardan çok daha az yıkıcı bir etkiye sebep oldu. Kendimizi bölgeden uzaklaştırırken, doğanın geri dönmesi için alan yarattık.
İleride bu yapılan araştırmaların nasıl sonuçlanacağını bilemiyorum ama şuna eminim ki doğa bizim düşündüğümüzden ve tahmin ettiğimizden daha fazlasına sahip. Çevreye verilen her bir zarar, doğayı düşünülenin aksi bir yere getirdi. İnsan eseri olan bu nükleer enerji faciaları bile doğayı kendini yenilemekten ve değişen çevreye uyum sağlayabilmekten alı koyamadı. Sürdürülebilir olarak tarif edilen bu enerji kaynağının felaketi, insanların kendine verdiği zararlarla sınırlı kaldı.
