Kimya Mühendisi Bitkiler

Ağaç okuma sanatında insanlar ve canlılar arasındaki iletişimi, araştırmalarımda çok önemli bilgilere ulaştığım bilgileri sizlerle paylaşmak istiyorum. Ekosistemin ve karasal sistemin korunmasında bitkiler her zamanki gibi başrol oynamaya devam ediyor. Topraktaki ağır metallerin topraktan arıtılmasında bitkiler önemli bir rol üstleniyor. Bu konuyu detaylı bir şekilde inceleyeceğiz.


Yeryüzündeki her bir canlı türünün yaşadığımız gezegende doğumundan ölümüne kadar bir görevi vardır. Canlı türleri, yaşamış oldukları toprak, hava, su ve diğer canlı grupları ile birlikte dünya ekosistemini oluşturmaktadır. Biyolojik çeşitlilik, yeryüzünde yaşayan bitki ve hayvan türleri gibi sahip olduğumuz tüm canlı varlıkları kapsar. Bu kavram tür sayısındaki çeşitlilik yanında tür içindeki genetik farklılık ve yaşama alanlarındaki çeşitliliği de içerir.


Canlıların taşıdıkları gen sayısı bir bakteride 1.000, bazı funguslarda (mantarlar) 10.000, çiçekli bitkilerde 400.000 ve ev faresinde 100.000’e kadar değişmekte, canlı türlerinin sayısı iyimser olarak 5 ila 30 milyon arasında tahmin edilmektedir. Dünyada toplam 1.742.000 canlı türünün tanımlandığı ve 4.926.000 canlı türünün bulunabileceği belirtilmektedir. Tüm bu canlı türlerinin genetik yapıları incelenip gen haritaları tam olarak çıkarıldığında çok önemli başta bitkiler olmak üzere çok faydalanacağız, toprak temizleme konusunda oldukça faydalı olduğu tahmin edilen Thlaspi caerulescens bitkisi üzerinde araştırmalar yapılmaktadır. Thlaspi, brokoli ve lahana ailesinin cılız bir ferdidir. Bu bitki, yüksek nispette çinko ve kadmiyum ihtiva eden toprakta yetişir. Ağır metal varlığında geniş kök yapısı oluşan bu bitkilerde saçak kökler vasıtasıyla gelen metaller önce gövdeye, oradan da diğer kısımlara taşınarak yapraklarda depolanır.

Thlaspi gibi depolayıcılar, metal depolamanın mekanizmasını açıklamak, hatta bu hâdisede rol oynayan biyolojik sistemi aydınlatmak için iyi bir model teşkil etmektedir. Bu bitkilerin genetik yapısına, topraktaki ağır metallerin çözünürlüğünün artırılmasında, metallerin köklere ulaştırılmasında ve bu ulaştırmaya vesile olacak proteinlerin üretilmesinde rol oynayan genler konulmuştur.

Tipik bir bitki 100 ppm (tonda bir gram) çinko ve bir ppm kadmiyum depolama kapasitesine sahip kılınmışken, Thlaspi, herhangi bir zehirlenme olmadan, 30.000 ppm’e kadar çinko ve 1.500 ppm’e kadar kadmiyum depolama kapasitesine sahip olarak yaratılmıştır. Hâlbuki normal bir bitki, 1.000 ppm çinko miktarında veya 20 ile 50 ppm arasında bir kadmiyumla zehirlenebilir. Bütün bitkiler, Thlaspi gibi yüksek miktarlarda ağır metalleri depolama kapasitesinde yaratılmış olsaydı, bunlarla beslenen canlıların hâlini düşünemiyorum.

Thlaspi bitkisindeki çinko depolama mekanizması araştırılırken, bitkinin bazı kısımlarının çinkonun taşınması için uyarıldığı tespit edilmiştir. Normal bitkilerde çinko taşınmasında vazifeli proteinleri şifreleyen genlerin okunması çinko miktarına göre ayarlanırken, Thlaspi’de bu genlerin okunması bitkideki çinko miktarından bağımsız olup, dokudaki çinko miktarı çok yüksek seviyelere ulaşıncaya kadar taşıyıcı proteinlerin sentezlenmesi devam eder. Böylece, topraktan fazla miktarda çinko taşınmasına imkân sağlanır.

Topraktaki radyoaktif sezyum nasıl temizlenir?
Radyoaktif sezyum-134 ve sezyum-137 ile kirlenmiş toprak üzerinde yapılan araştırmalar neticesinde, sezyum-137’nin toprak yüzeyinde yol açtığı kirliliğin etkileri azaltılsa da, bu elementin bulunduğu bölgenin hâlâ radyoaktif kirlilik tehdidi altında olduğu görülmüştür. Bunun en önemli sebeplerinden biri, sezyum-137’nin 32,2 yıllık yarılanma ömrü ile uzun ömürlü bir radyoaktif izotop olmasıdır.

Enerji girdisinden dolayı çok pahalıya mal olan diğer temizleme teknikleriyle kıyaslandığında, bitkilerle iyileştirme çok avantajlı bir tekniktir. Sezyum toprakta bulunduğu şekliyle bitki tarafından çekilmemektedir. Sezyum-137 elementinin toprakta çözülmesine amonyum iyonları vesile olmaktadır.

Radyoaktif sezyumun topraktan temizlenmesinde, kazayağının bir türü olan Amaranthus retroflexus’un(kaba tüylü horoz ibiği) test edilen diğer bitkilere göre 40 kat daha verimli olduğu görülmüştür. Eğer bu bitki yılda 2 veya 3 defa ekilip biçilirse, kirlenmiş arazinin 15 yıldan az bir sürede temizlenebileceği tahmin edilmektedir.


Arsenikle beslenen bitki (Eğreltiotu)

Arsenik topraktaki yabancı otları ve böcekleri öldürmek için kullanılan ziraî ilâçların üretiminde kullanılır. Pteris vittata isimli eğreltiotunun arsenik depolamaya uygun bir yapıda yaratıldığı belirlenmiştir. Eğreltiotunda topraktakinden 200 kat daha fazla arsenik bulunduğu keşfedilince, bitkinin arsenikle beslendiği anlaşılmıştır. Bu keşfin bilhassa sanayi ve maden bölgelerindeki tarım arazilerinin temizlenmesinde yeni ufuklar açacağı düşünülmektedir. Ya da pikniğe gittiniz o bölgede eğreltiotları var o suyu içer misiniz veya o göldeki balıkları tutup yemek ister misiniz yada suya girip biraz serinlemeyi ne kadar istersiniz.

Topraktaki alüminyumun zararı nasıl azaltılabilir?
Yerkabuğunda en çok bulunan sekiz elementten (oksijen, silisyum, demir, magnezyum, sodyum, potasyum, alüminyum, kalsiyum) biri olan alüminyum, topraktaki kilin ana bileşenlerindendir. Bazik veya nötr pH değerlerinde alüminyum, bitkiler için problem oluşturmaz. Bununla birlikte, asidik topraklarda alüminyumun toprakta çözünebilir bir şekli olan Al+3, bitki köklerini tehdit eder bir seviyede zehirlidir.

Buğday, mısır ve arpanın da aralarında bulunduğu bazı bitki türlerinin, asidik toprakta yüksek metal nispetine rağmen nasıl yetiştirilebileceği araştırılmaktadır. Bu konuda, gen haritası çıkarılmış olan ve bir model teşkil eden Arabidopsis thaliana (hardalgillerden) üzerinde çalışmalar yapılmaktadır. Meselâ, mutasyona uğramış Arabidopsis’in alüminyumu zararsız hâle getirme kabiliyetiyle donatılmış olduğu tespit edilmiştir. Eğer burada rol oynayan genler tespit edilebilirse, alüminyuma karşı hassas arpa gibi bitkilerin direncini artırmak için gen nakli yapmak mümkün olabilecek, böylece arpa verimliliği artırılabilecektir.

Yazar: İrfan Yurtbahar

3 Yorum

  1. mali 06 Ocak 2010
  2. Kürşat Acartürk 15 Ocak 2010
  3. aylin 05 Nisan 2011

Yorum Yaz