Bitki Evrimi

Michigan Üniversitesi araştırmacılarının çalışması, küresel ısınma ve hızla azalan tozlayıcı popülasyonlarının bitkileri farklı evrimsel yönlere çekebileceğini ortaya koyuyor.

Araştırmaya göre bazı bitkiler, iklim değişikliğine uyum sağlamak yerine tozlayıcıları çekmelerine yardımcı olan özelliklere doğru evriliyor.

Sabah sefası olarak bilinen bitkilerde ise yalnızca dokuz yıl içinde adaptasyon hızında yüzde 96 oranında düşüş tespit edildi. Bu durum tarım açısından da önem taşıyor. Sabah sefası birçok çiftçi tarafından sorunlu bir yabancı ot olarak görülüyor. Ancak araştırmacılar, tozlayıcı baskısının daha büyük çiçekleri güçlü biçimde desteklemesinin bitkinin diğer çevresel baskılara uyum sağlama kapasitesini sınırlayabileceğini belirtiyor.

Büyük Çiçeklerin Evrimsel Bir Bedeli Olabilir

Araştırmanın başındaki Regina Baucom'a göre adaptasyondaki yavaşlama, bitkiler için faydalı olabilecek iki özelliğin birbirine bağlanmasından kaynaklanıyor olabilir.

Büyük çiçekler tozlayıcıları çekmeye yardımcı olurken, daha erken çiçek açmak değişen çevre koşullarına uyum sağlamayı kolaylaştırabilir.

Sabah sefası popülasyonlarında bu iki özellik zamanla daha güçlü biçimde birbirine bağlandı. Böylece daha büyük çiçeklere yönelik doğal seçilim, daha erken çiçek açmanın sağlayabileceği avantajın önüne geçmiş olabilir.

Dikkat çekici noktalardan biri ise yeni bitki popülasyonlarında hâlâ önemli miktarda genetik çeşitlilik bulunması. Teorik olarak bu çeşitlilik, bitkilerin gelecekte de evrimsel değişim geçirmesi için yeterli malzeme sağlamalıdır. Baucom, bitkinin evrimsel potansiyelini kaybetmediğini, ancak tozlayıcıları çekmeye öncelik veren bir yörüngeye giderek daha fazla sıkıştığını belirtiyor.

İnsanların Yarattığı Çevresel Değişim

Araştırma, yakın zamanda doktora eğitimini tamamlayan Sasha Bishop tarafından, Toronto Üniversitesi'nden John Stinchcombe ile birlikte yürütüldü. Ekip, insan kaynaklı küresel değişimin evrimi nasıl etkilediğini anlamaya yönelik daha geniş kapsamlı çalışmaların bir parçası olarak sabah sefasını inceledi.

İklim değişikliği, günümüzde bitkilerin ve hayvanların karşı karşıya olduğu tek baskı değil. İnsan yerleşimleri daha önce büyük ölçüde bozulmamış doğal alanların yerini alırken, tarımda yaygın biçimde kullanılan pestisitler ve herbisitler de tozlayıcı popülasyonlarında ciddi düşüşlere yol açıyor.

Evolution Letters dergisinde yayımlanan çalışma, evrim teorisi ile doğada gözlemlenen değişimler arasındaki giderek büyüyen farklılığa dikkat çekiyor. Teoriye göre canlılar, çevreleri hızlı değiştiğinde bazı durumlarda hızlı biçimde uyum sağlayabilir. Ancak doğadaki birçok bitki popülasyonunda bunun yerine gerileme, yok olma veya genetik darboğazlar görülüyor.

Bishop'a göre bu durum, yabani popülasyonların teorik olarak mümkün görülen hızlı evrim kapasitesinin gerisinde kaldığını gösteriyor.

Adaptasyon Çatışması Nasıl Test Edildi?

Araştırmacılar, sabah sefası bitkilerinden farklı dönemlerde toplanan tohumları kullanarak iki ayrı popülasyon yetiştirdi. Tohumlar arasında dokuz yıllık bir zaman farkı bulunuyordu. Ekip, iklim koşulları ve tozlayıcı faaliyetlerinden etkilenebilecek çeşitli özellikleri ölçtü. Bunlar arasında ilk çiçeğin açtığı tarih, çiçek büyüklüğü, nektardaki şeker miktarı, çiçeklenme zamanı ve çiçeğin polen üreten erkek organı ile poleni kabul eden dişi organı arasındaki mesafe yer aldı.

Araştırmacılar daha sonra bitkilerin adaptasyon hızını hesaplamak için R adı verilen bir istatistiksel yöntem kullandı. Bu yöntem, özellikler arasındaki ilişkileri hesaba katarak bir popülasyonun ne ölçüde uyum sağlayabileceğini tahmin ediyor. Böylece tek tek özellikleri değerlendirmek yerine, bir özelliğin diğerinin değişimini sınırlayıp sınırlamadığı da incelendi.

İki özellik bu şekilde birbirine bağlandığında bunlar "kovaryant" olarak tanımlanıyor. Bishop ve Baucom, yalnızca dokuz yıllık süreçte sabah sefasında çiçek büyüklüğü ile çiçeklenme zamanının birbirine daha güçlü biçimde bağlandığını tespit etti.

Bitkilerin Adaptasyon Hızı Yüzde 96 Düştü

İlk dönemdeki sabah sefası popülasyonlarında adaptasyonun, özellikler arasındaki kovaryans hesaba katılmadığında beklenen hızın yaklaşık yüzde 76'sında gerçekleştiği tahmin edildi. Dokuz yıl sonra ise bu oran yaklaşık yüzde 9'a geriledi. Bu sonuç, oldukça kısa bir zaman diliminde evrimsel kısıtlamaların önemli ölçüde arttığına işaret ediyor.

Çiçeklenme zamanı iklim değişikliğine uyum açısından özellikle önemlidir.

Bitkiler, çevre koşullarındaki değişimlere tepki olarak çiçek açma zamanlarını değiştirebiliyor. Araştırmacılara göre sıcaklık ve yağış değişimleri, bitkilerin bu özelliği üzerinden uyum sağlamasını önemli hâle getiriyor.

Bishop, iklim değişikliğinin yaşandığı bölgelerde tozlayıcıların azalmasının veya tozlaşma eksikliğinin, bitkilerin tozlayıcıları çekmeye yönelik özelliklere daha fazla yatırım yapmasına neden olabileceğini belirtiyor. Bu durum ise bitkilerin sıcaklık ve yağış gibi iklimsel değişimlere uyum sağlama kapasitesini azaltabilir.