Derin Kökler

Bilim insanları, daha derine uzanan köklere sahip soya bitkilerinin kuraklık gibi iklim kaynaklı zorluklara karşı daha dayanıklı olmasını ve atmosferdeki karbonun daha fazlasını toprak altında depolamasını umuyor.

Araştırma bilim insanı Ashish Rajurkar, toprağa diz çökerek bir soya bitkisinin köklerini çevreleyen büyük bir toprak parçasını kaldırıyor.

Bitkinin köklerindeki toprağı temizlediğinde, köklerin sıradan soya bitkilerindeki gibi yanlara doğru değil, doğrudan aşağıya uzandığı görülüyor.

Araştırmacılar, bu tür köklerin bitkilerin iklim değişikliğinin bazı etkilerine dayanmasına yardımcı olabileceğini düşünüyor. Aynı zamanda atmosferden daha fazla karbon çekilmesini ve bu karbonun yer altında depolanmasını sağlayabilirler. Fosil yakıtların yakılmasıyla açığa çıkan karbondioksit, atmosferde ısıyı tutarak insan kaynaklı iklim değişikliğine yol açıyor.

Bilim insanları yıllardır atmosferdeki karbonun bir bölümünü uzaklaştırmanın yollarını araştırıyor. Bu yöntemler arasında doğrudan havadan karbon yakalama, deniz suyunun daha fazla karbon emmesini sağlamak amacıyla okyanus kimyasını değiştirme ve yeniden ağaçlandırma bulunuyor. Şimdi ise Salk Biyolojik Araştırmalar Enstitüsü'ndeki araştırmacılar, daha derin kök sistemlerinin bu mücadelede yeni bir araç olup olamayacağını test ediyor. Ancak bilim insanlarının, bu köklerin gerçek tarım koşullarında ne kadar ek karbon depolayabileceğini, karbonun yer altında ne kadar süre kalacağını ve bitkilerin verimlerini koruyup koruyamayacağını göstermesi gerekiyor.

3 Aralık 2025 Çarşamba günü Kaliforniya'nın La Jolla kentindeki Salk Biyolojik Araştırmalar Enstitüsü'nde, genetiği değiştirilmiş ve değiştirilmemiş, farklı kök sistemlerine sahip bitkiler sergilendi.

Bezos Earth Fund tarafından sağlanan 18 milyon dolarlık hibe, Salk araştırmacılarının bu soruları arazi çalışmalarında incelemesine yardımcı olacak. Çalışmalarda bitkilerin kuraklığa ve diğer iklim streslerine ne kadar dayanıklı olduğu, ne kadar karbonu ne süreyle depolayabildiği ve bu bitkilerin geniş ölçekte çiftliklerde yetiştirilmesinin nasıl sağlanabileceği araştırılacak. Enstitünün Harnessing Plants Initiative girişiminin direktörü Wolfgang Busch, konunun aciliyet taşıdığını söyledi. Busch, mevcut gidişatın endişe verici bir yöne ilerlediğini belirterek gelecekte yeterli sayıda insanı besleyecek kadar gıda üretmenin daha zor hâle geleceğini ifade etti.

Bilim insanları genlerle daha derin kökler geliştiriyor

Salk bilim insanları son altı yılda soya fasulyesi ve sorgum gibi yaygın tarla bitkilerinin dünyanın farklı bölgelerinden yüzlerce çeşidinin genetik bilgilerini ortaya çıkardı. Enstitüde araştırma profesörü olarak görev yapan Todd Michael, bu çalışmalar sonucunda bitki genomlarından oluşan bir tür "ansiklopedi" oluşturulduğunu söyledi. Karbon depolama ve kök gelişimiyle ilişkili 347 gen belirlendikten sonra bilim insanları, bitkilerin DNA'sını düzenleyerek toprağın daha derinlerine ilerleyen köklere sahip bitkiler geliştirmeyi başardı.

Michael, amaçlarının bitkilerin doğal genetik çeşitliliğinden yararlanmak olduğunu belirtti. Bunun için söz konusu genetik özellikleri bitkilere kazandıracak doğru çaprazlamaların yapılması gerektiğini söyledi. 1 Eylül 2026 Salı günü Salk Enstitüsü araştırma bilim insanı Ashish Rajurkar, Illinois eyaletinin Champaign kentindeki bir araştırma çiftliğinde genetiği değiştirilmiş soya bitkilerinin yetiştirildiği serayı inceledi.

Araştırmacılar, kuraklık dönemlerinde derin köklerin bitkilerin toprağın üst katmanlarının altındaki suya ulaşmasını sağlayacağını umuyor. Bu kökler ayrıca karbonu daha derin katmanlarda depolayabilir. Böylece çiftçilerin tarlalarını sürmesi sırasında depolanan karbonun yeniden açığa çıkma olasılığı azalabilir. Bilim insanları, daha büyük kök sistemleri geliştirerek karbon depolamasını artırmanın yollarını da araştırıyor. Bu sayede toprakta karbon açısından zengin daha fazla bitki materyali kalması hedefleniyor. Bir diğer yaklaşım ise köklerde bulunan, mantara benzeyen ve karbon içeren bir madde olan suberinin miktarını artırmak. Suberin, birçok bitki dokusuna kıyasla daha yavaş ayrışıyor. Araştırmacılar, daha dikey biçimde gelişen kök sistemlerinin çiftçilerin daha küçük alanlara daha fazla bitki ekmesine de olanak tanıyabileceğini düşünüyor. Bu durum, verimin artmasını sağlayabilir. Salk bilim insanlarına göre daha uzun ve büyük kökler, azot ve diğer gübre kalıntılarının daha fazla emilmesine de yardımcı olabilir. Bu maddeler su ortamlarında alg patlamalarına neden olabiliyor ve deniz canlılarının ölümüne yol açabilen düşük oksijenli bölgelerin oluşmasını tetikleyebiliyor.

Önceki laboratuvar sonuçlarına dayanan Salk araştırmacıları, daha derin ve büyük köklere sahip soya bitkilerinin hektar başına yılda ek bir metrik ton karbondioksit depolayabileceğini tahmin ediyor. Bir hektar yaklaşık 2,5 dönüme karşılık geliyor. Karbonun ne kadar süreyle depolanacağı ise köklerin ne kadar derine ulaşabildiğine ve toprağın çevresel koşullarına bağlı olacak. Busch, arazi çalışmalarından elde edilecek ilk sonuçların bu sonbaharda açıklanmasının beklendiğini söyledi. 3 Aralık 2025 Çarşamba günü Salk Biyolojik Araştırmalar Enstitüsü araştırma profesörü Todd Michael, Kaliforniya'nın La Jolla kentindeki laboratuvarında çalıştı.

Illinois Üniversitesi Urbana-Champaign kampüsündeki araştırma alanlarından birinde Salk ekibi, derin köklü soya bitkilerini yağış miktarını kontrol etmek amacıyla açılıp kapanabilen bir örtünün altında yetiştiriyor. Böylece bitkilerin kuraklık koşullarında nasıl performans gösterdiği inceleniyor. Üniversitedeki araştırma ortakları, yer altına yerleştirilen kameralar ve algılama ekipmanları aracılığıyla topraktaki karbon miktarını takip edebiliyor ve kök yapılarının gelişimini gerçek zamanlı olarak gözlemleyebiliyor.

Bununla birlikte, bu bitkilerin laboratuvar dışındaki koşullarda nasıl performans göstereceği henüz kesin değil. Salk araştırmacıları, Illinois'teki çalışmalardan ve Missouri, Kansas ile Iowa'daki diğer araştırma alanlarından elde edilecek verilerin karbon depolama miktarı ve ürün verimi konusunda daha doğru tahminler sunmasını umuyor. Busch, geçmişte bitki ıslahı çalışmalarında kök sistemlerine fazla odaklanılmadığı için bu özelliklerin ne tür ödünleşimlere yol açtığının henüz bilinmediğini söyledi. Bu nedenle sonuçların mutlaka tarlada test edilmesi gerektiğini vurguladı.

Yaygınlaşma için çiftçiler ve sektör önemli

Busch, yeni tohum teknolojilerini çiftçilerin tarlalarına taşımak konusunda zorluklar bulunduğunu kabul ediyor. Teknolojinin hızlı biçimde benimsenmesi için çiftçilere ve büyük tohum şirketlerine açık faydalar sağlayan ürünler geliştirilmesi gerekiyor. Busch, yabancı ot ilaçlarına dayanıklı bitkilerin, teknoloji kullanıma sunulduktan sonra on yıldan kısa sürede yaygınlaştığını hatırlattı. Büyük bir tohum şirketinin ilgisini çeken bir teknolojinin çok hızlı biçimde yayılabildiğini belirtti.

Salk bilim insanlarının hedeflediği ölçekte karbon azaltımı sağlanabilmesi için yeni bitkilerin tarım alanlarında geniş çapta kullanılması gerekiyor. Busch'un ortak yazarları arasında yer aldığı 2025 tarihli bir araştırmada, genetiği değiştirilmiş ürünlerin hâlihazırda yetiştirildiği ülkelerde derin köklü soya, mısır, pamuk ve kanola çeşitlerinin benimsenmesi durumunda 2040 yılına kadar atmosferden yılda yaklaşık 1 gigaton karbondioksit uzaklaştırılabileceği modellendi. Araştırmaya göre derin köklü bitkilerin yaygınlaşması hızlı gerçekleşebilir. Çünkü bu bitkiler, mevcut tarım arazilerinde ve hâlihazırda kullanılan tarımsal altyapıyla yetiştirilebilir.

Birleşmiş Milletler Kalkınma Programı'nın küresel gıda sistemleri başkanı Andrew Bovarnik ise yeni tarım teknolojilerinin uygulamaya geçirilmesinin araştırmacıların beklediğinden daha uzun sürebileceği uyarısında bulundu. Bovarnik'e göre çiftçilerin kararlarını yalnızca kendi tarlalarında yaşananlar belirlemiyor. Tohum şirketleri, tarımsal ürün alıcıları, devlet destekleri, ticaret kuralları ve finansmana erişim de bu kararları etkiliyor.

Bovarnik, yeni bir fikir geliştirildiğinde bunun hemen hayata geçirilebileceği yönünde bir algı bulunduğunu ancak uygulamada bunun çoğunlukla gerçekleşmediğini söyledi. Ona göre mevcut sistem, değişime karşı oldukça dirençli bir yapıya sahiptir. Çiftçiler de özellikle hastalıklara veya sıcaklığa karşı daha hassas olma gibi istenmeyen sonuçlara yol açmayacağı kanıtlanmamış yeni ürünler konusunda risk almaya isteksiz davranabiliyor.

Bovarnik, devlet desteklerinin ve diğer teşviklerin yeni bitkilerin benimsenmesini hızlandırabileceğini belirtti. Ancak derin köklü bitkiler yararlı oldukları kanıtlansa bile etkilerinin arazi kullanımına, toprağın nasıl yönetildiğine ve soya gibi ürünlerin en verimli veya en faydalı amaçlarla yetiştirilip yetiştirilmediğine bağlı olacağını söyledi. Bovarnik, gıdaya yalnızca üretim sürecinin sonunda geliştirilen yenilikler açısından değil, daha geniş stratejik ve sistemik bir perspektiften bakılması gerektiğini vurguladı. Busch da bitki ve tohum geliştirme süreçlerinin yıllar alabileceğini kabul etti. Ona göre iddialı çözümlerin hayata geçirilebilmesi için finansmanın hızlı sağlanması gerekiyor. İklim değişikliğiyle mücadeleyi zamana karşı bir yarış olarak tanımlayan Busch, hedefin zararı sınırlamak ve geri dönüşü çok daha zor hâle getiren kritik eşiklerin aşılmasını önlemek olduğunu söyledi.