Evet yanlış duymadınız onlarla konuşmak ilginç olurdu. Çevremizde bazı insanların onlarla konuştuğunu da duymuşsunuzdur. Ama şimdi bir bilimsel araştırmanın sonuçlarını sizlerle paylaşacağız. Araştırma ekibi buluşlarının çiftçilerin bitkileriyle ‘iletişim kurmasına’ ve haşereler ve/veya çevresel stresten kaynaklanan zararları öğrenmesine yardımcı olabileceğini söylüyor.
Cihaz, bir akıllı telefon uygulamasına teller ile bağlanan bir hidrojel yapıştırıcı kullanılarak bir Venüs sinek kapanı bitkisinin yapraklarına bağlanan yumuşak bir elektrottan oluşuyor. Sistem oldukça basit görünüyor. Ama öncesinde alfabeden başlayalım her zaman olduğu gibi konu ile ilgili bilgi verelim.
Bitkilerle İletişim Nedir ve Neleri İçerir?
Bitkiler hastalık, sıcaklık değişimleri, otçul, yaralanma ve daha pek çok stres faktörüne maruz kalabilir. Bu nedenle herhangi bir fizyolojik duruma cevap verebilmek veya hazır olabilmek için şu anda ve/veya gelecekte hayatta kalabilmeleri için bir çeşit sistem geliştirmeleri gerekmektedir. Bitki iletişimi, bitkiler ve toprak mikropları diğer bitkiler (aynı veya başka türden), hayvanlar, böcekler, ve mantarlar.
Bitkiler, her biri farklı kimyasal yolların ürünü olan dört geniş kategoriye ayrılabilen bir dizi uçucu organik bileşik (VOC) aracılığıyla iletişim kurar: yağ asidi türevleri, fenilpropanoidler/benzenoidler, amino asit türevleri ve terpenoidler.
Tekrardan yazımıza dönersek;
Buluş, şu anda, Venüs sinek kapanı bitkilerinin, ekilen mahsullerden farklı şekilde “iletişim kurması” ve bitkilerin başka tür sinyaller kullanması gerçeğiyle sınırlı olduğunu da söylemeliyiz.
Kalküta: Sinek kapanı Venüs’ün (Dionaea muscipula) ilginç formu ve özellikleri, bilim adamlarının yüzyıllardır ilgisini çekmiştir.
Charles Darwin onu “dünyanın en harika [bitkilerinden] biri” olarak nitelendirdi. Bitkinin kendisini besin açısından fakir, olumsuz habitatlara adapte ederek nasıl hayatta kaldığı ve geliştiği konusunda büyülenmişti.
On yıllar sonra, diğer şeylerin yanı sıra bir bitki fizyoloğu olan Jagadish Chandra Bose, bitkinin yapraklarının dokunmaya duyarlı olduğunu ve vücudumuzdaki sinyaller gibi elektriksel uyarılar ürettiğini gözlemledi.
Şimdi, Singapur’daki Nanyang Teknoloji Üniversitesi’ndeki (NTU) araştırmacılar, bu elektriksel uyarıları kontrol etmenin bir yolunu buldular. Bir akıllı telefon uygulaması aracılığıyla işlenen, tesislere elektrik sinyalleri gönderebilen ve sinyalleri geri alabilen bir elektronik sistem geliştirdiler.
Ekibe göre buluşları, çiftçilerin bitkileriyle ‘iletişim kurmasına’ ve haşereler ve/veya çevresel stresten kaynaklanan zararları öğrenmesine yardımcı olabileceği düşünülüyor. Çalışmayı açıklayan makale Ocak 2021’de yayınlandı.
Araştırmacılar, malzeme bilimcisi Xiaodong Chen tarafından yönetildi. İlk önce uyumlu bir elektrot yarattılar.
Şekli bükülmüş veya hafifçe sıkıştırılmış gibi basit yollarla değiştirilebilen bir iletken malzeme parçadan oluşuyordu.
Bir hidrojel yapıştırıcı kullanarak bir Venüs sinek kapanı bitkisinin mumsu yaprağına sabitlediler. Hidrojeller, çok miktarda su tutabilen ve çok hafif polimerlerdir.
Bu şekilde elektrot, bitki sinyallerinin akıllı telefon uygulamasına gönderildiği bir pencere görevi gördü.
Tesisin içinde hareket eden elektrik sinyallerini yakalar ve uygulamanın gücü, frekansı, zamanlaması vb. temelinde farklı anlamlara gelebilecek şekilde kodunu çözebilir.
Chen ve meslektaşları, Mart ayında yayınlanan farklı bir makalede tesisin yapımını anlattılar.
“Venüs sinek kapanındaki yumuşak elektrot şeffaf bir filmdir.
Doktor Hasta İlişkisi Gibi Çiftçi Bitki İlişkisi
Chen, The Wire Science’a gönderdiği bir e-postada, aslında bitkiler ve insanlar arasında bir “sinyal tercümanı” olduğunu söyledi. “Bunu, doktorlar tarafından hastaların vücudundaki bilgileri algılamak için kullanılan bir stetoskop olarak düşünebilirsiniz.”
Ona göre, ‘yumuşak elektrot’u bir Venüs sinek kapanı tesisine takmak, onu talimatları alabilen ve veri aktarabilen ‘yumuşak bir robot’a dönüştürdü.
Bitki, örneğin yapraklarının uçlarındaki çene benzeri kısımları kullanarak küçük nesneleri ‘yakalamak’ için kullanılabilir. Chen, “Artık robotun yapabileceği daha fazla görevi keşfediyoruz” dedi.
Benzer şekilde, elektrot aşırı sıcaklık veya toprak tuzluluğu gibi herhangi bir tehlike sinyalini de, bitki dışa dönük semptomlar göstermeden önce yakalayarak yetiştiricisinin daha erken harekete geçmesine ve israfı azaltmasına olanak tanıyabilir.
“Çoğu tarımsal uygulama, mahsulleri korumak için pestisitlere, kimyasal gübrelere ve mekanizasyona dayanır” – ve bunların kullanımı “bir çiftçinin kişisel deneyimlerine dayanır”.
Chen, bu öznel değerlendirmenin, çiftçilerin ellerindeki kaynakları optimal olmayan bir şekilde kullanmalarına yol açtığını da sözlerine ekledi.
NTU ekibi, her bir sensörün bir grup bitki tarafından paylaşılan mikro-ortamı tanımlayabilmesi için bir bitki alanına bir sensör “kümesi” dağıtarak bu tür atıkları azaltabileceğine inanıyor.
Arunendra Nath Lahiri Majumder biyoteknoloji uzmanıdır. NTU çalışmasına dahil değildi ve bu aşamada, bitki bazlı elektrotların çeltik durumunda “bir kavram kanıtını bekleyen deney öncesi bir hipotez olacağını” düşünüyor.
Ona göre Sinek kapanı Venüs’ün duyusal mekanizmaları, gözlenebilen herhangi bir hareket göstermeyen pirincinkinden oldukça farklıdır.
“Bu tür etkilerin, her bitkinin tipik olarak ilişkili hücre veya dokularındaki elektriksel iletkenlikten kaynaklandığına inanılıyor. Bu alandaki yoğun araştırmalara rağmen, duyusal mekanizmanın altında yatan hücresel fenomen, pirinç gibi diğer bitkiler için henüz belirlenmemiştir.”
Chen, “Bitkiler gerçekten de birçok farklı sinyal türü içerir” diyerek hemfikirdi ve mevcut teknikleri kimyasal, ışık, akustik vb. değil, yalnızca elektrik sinyalleri için geçerli. “Cihazımızın kapasitesini daha fazla sinyal türüne genişletmeyi umuyoruz, böylece bitkileri daha iyi anlayabiliriz” dedi.
Yayınlanan makalesinde, Chen’in ekibi, sonuç olarak çeşitli potansiyel uygulamalar üzerinde spekülasyon yaptı. “Özellikle,” diye yazıyorlar bir yerde, “harici elektrik uyarımı yoluyla bir bitkinin elektrofizyolojisine müdahale etme yeteneği, tesis iletişim protokolleri oluşturmak için yeni olanaklar açar.”
Kaynak: science thewire
