Michigan Eyalet Üniversitesi’nden araştırmacılar, bitkinin fotosentez mekanizmasını ve genetik yapısını inceleyerek, aşırı sıcaklıklarda nasıl büyüyebildiğini ortaya çıkardı. Bilim insanlarına göre bu bitki, şimdiye kadar keşfedilen en sıcak dayanıklı bitki olma özelliğini taşıyor. Bu buluş, küresel ısınmanın etkileriyle sarsılan tarım sektörü için umut verici bir dönüm noktası olabilir.
Yaz aylarında sıcaklığın 49°C’yi geçtiği Kaliforniya’daki Death Valley, neredeyse hiçbir canlının uzun süre yaşayamadığı bir yer. Ancak T. oblongifolia, bu ekstrem koşullarda sadece hayatta kalmakla kalmıyor, aynı zamanda gelişiyor.
Michigan Eyalet Üniversitesi’nden Profesör Seung Yon “Sue” Rhee ve araştırmacı Karine Prado, Current Biology dergisinde yayımlanan çalışmalarında bu dayanıklılığın ardındaki mekanizmayı açıkladı. Prado’nun araştırması şu soruyla başladı:
“Bu bitki, diğer türlerin birkaç saat içinde yok olduğu koşullarda nasıl yeşil ve canlı kalabiliyor?”
Laboratuvar ortamında ilk denemelerde zorluk yaşansa da, Death Valley’ye benzer sıcaklık koşulları oluşturulduğunda bitki olağanüstü bir şekilde büyümeye başladı.
Araştırma ekibi, şiddetli güneş ışığı ve ani sıcaklık değişimlerinin simüle edildiği özel odalarda yaptığı deneylerde dikkat çekici sonuçlar elde etti. T. oblongifolia, sadece 10 gün içinde üç kat büyürken, yüksek sıcaklığa dayanıklı olarak bilinen diğer türler büyümeyi tamamen durdurdu.
İki gün içinde bitkinin fotosentez eşiği yükseldi; artık çok daha sıcak ortamlarda enerji üretebiliyordu. İki hafta sonunda ise bitkinin ideal fotosentez sıcaklığı 45°C’ye ulaştı — bu, bugüne kadar bilinen tüm tarım bitkilerinden daha yüksek bir değerdi.
Fizyolojik testler ve genom analizleri, bitkinin bu dayanıklılığını bütünsel biyolojik değişimlerle sağladığını gösterdi.
Sıcaklık yükseldiğinde, bitkinin mitokondrileri — yani hücrelerin enerji santralleri — fotosentezin gerçekleştiği kloroplastlara yaklaşarak enerji üretimini destekliyor. Kloroplastlar, daha önce hiçbir bitkide görülmemiş şekilde “kupa benzeri” formlar alarak karbon dioksiti daha verimli yakalıyor ve geri dönüştürüyor.
Sadece bir gün içinde binlerce genin aktivitesi değişiyor. Bu genlerin büyük bölümü, hücre zarlarını ve proteinlerini sıcaklığa karşı korumakla görevli. Ayrıca bitki, fotosentezin merkezinde yer alan Rubisco aktivaz enziminin üretimini artırıyor.
Bilim insanları, yüzyılın sonunda sıcaklıkların 5°C’ye kadar artmasının buğday, mısır ve soya gibi temel ürünlerde büyük verim kayıplarına neden olacağını öngörüyor.
Araştırmayı yöneten Rhee, çalışmanın önemini şu sözlerle özetliyor:
“T. oblongifolia bize, bitkilerin aşırı sıcaklara da adapte olabileceğini gösteriyor. Eğer bu mekanizmaları tarım ürünlerine aktarabilirsek, geleceğin tarımını tamamen dönüştürebiliriz.”
Bu keşif, iklim değişikliğiyle mücadelede tarımsal sürdürülebilirlik için yeni bir umut kapısı aralıyor.
