Bitkilerin intergalaktik trendi: Yeşil

Şevval Baştan / Üniversite Öğrencisi

1665 yılında İngiltere’de Büyük Veba Salgını yaşanıyorken Cambridge Üniversitesi; tedbir amaçlı kapatılıp öğrenciler evlerine, ailelerin yanına dönmek zorunda kalmıştı. Bu karanlık dönemde okulun öğrencisi genç Isaac Newton da evine kapanmış ve bilimde çığır açacak buluşların temelini atmıştı. Yıllar sonra o zamanları “annus mirabilis” (mükemmel yıl) olarak anacak olan Newton’ın çalışmaları; kütleçekim yasası, klasik mekanik ve fizik teorileri üzerineyken; gerçekleştirdiği optik deney ışığın doğasını gün yüzüne çıkarıyordu.

İlk olarak Opticks adlı eserinde yer verdiği prizma deneyinde ışığın kırılmasını inceler. Karanlık bir odada pencereye açtığı delikten sızan güneş ışığının düştüğü yere cam bir prizma yerleştirmesiyle sıra dışı bir sonuçla karşılaşır: Prizmadan geçiş esnasında kırılan ışık, birçok farklı renge ayrılmıştır.

Bu deney bilim dünyasına, güneş ışığının içerisinde aslında birçok rengi gizlediğini göstermiştir. Peki, gezegenimizdeki biyokütlenin %99,5’inden fazlasını temsil eden ve besin zincirinin en temelinde yer alan bitkiler bu renklerden nasıl yararlanıyor?

Dünyadaki kullanılabilir enerji kaynaklarının büyük miktarı, bir zamanlar güneş enerjisinin kimyasal enerjiye dönüştürülmesi süreciyle bitkilerin içerisinde toplanmıştı. Fotosentez dediğimiz bu mucizevi süreç ile arka arkaya gerçekleştirilen sınırsız kimyasal dönüşüm; bizim günlük hayatta kullandığımız odundan kömüre, ham petrolden diğer yanıcı yakıtlara kazar uzanıp gidiyor.

Fosil yakıtlar çeşitli jeolojik dönemlerde bitki organizmalarının fotosentez aracılığıyla biyosfere kattığı organik birikimlerdir. Bu noktada Rus botanikçi Kliment Timiryazev’in “Bitki, dünya ile güneş arasındaki bağlantıdır.” sözü bitkilerin güneş ışığını hasat ederken intergalaktik ortamda kurduğu enerji akışını özetler niteliktedir.

Bitkiler; yapılarındaki klorofil pigmenti sayesinde ışığı emerek enerjiyi yönetmek üzere reaksiyon merkezine aktarır. Fakat bu sistemde şaşırtıcı olan, bitkilerin ışığın sadece belirli bölgelerindeki fotonlarını soğurarak enerjinin büyük kısmını barındıran yeşil fotonları yansıtıp harcamalarıdır. Bitkiler fotonların tamamını absorbe etselerdi onları siyah görürdük. Bu durum, fotosentezde verimi düşüren bir çelişkiyi meydana getirmesi bakımından yıllar boyu bilim insanlarının kafasını karıştırırken sonunda bir cevap bulundu.

2016 yılında California Üniversitesinden Profesör Nathaniel Gabor ve meslektaşları ağ biliminden yararlanarak bitkilerde enerji akışını düzenleyen fotoemisyondan sorumlu hücrelerin yeşil ışığı neden yansıtarak harcadıklarını anlamak için fotosentezde olabilecek en iyi koşulların yer aldığı bir model geliştirdiler.

Doğal süreçte ışığın emilerek fotoelektrik etki sayesinde sistemin kullanabileceği elektronlara dönüştürüldüğü ilk aşama enerji verimliliği bakımından neredeyse mükemmeldir fakat gün ışığı altında meydana gelen ışık yoğunluğundaki değişimler ve gölge geçişleri düzensiz sinyallerle gelen uyaran enerjiyi reaksiyon merkezine dengeli şekilde aktarmayı engelleyerek aynı sistemde kargaşa meydana getirir.

Modele göre bitkinin güvenli ve istikrarlı bir enerji giriş çıkışı için benzer dalga boylarındaki ışığı absorbe etmesi, en doğru tercih olacaktır. Bunun için en iyi ışık, spektrumun yoğunluk eğrisinin en dik kısımları olan mavi ve kırmızı kısımlardır. Yeşil değil. Modelin tahminleri, deney sonucunda bitkilerin ışığı hasat etme tekniğiyle tamamen eşleşti.

Yeşil fotonları da içine alan spektrumdaki tüm enerjiyi kullanmak; maksimum verim değil, yönetilmesi güç bir hareketliliğe sebep olacaktır. Bunun için yeşil ışıkla fazladan enerjiyi dağıtan bitki istikrarı önceleyen bir tercihte bulunmuş olur.

Profesör Gabor bu durumu şöyle bir örnekle açıklıyor:

“Fotosentez bir mutfak lavabosu gibi düşünülebilir. Musluğun içeri akıttığı ve tahliyenin dışarı attığı bu sistemde içeri giren akış/enerji, dışarıdaki akıştan çok daha büyükse lavabo taşar ve su, zemine dökülür. Fotosentezde hasat edilen akış, dış akıştan daha büyükse fotosentetik ağ aşırı enerjiyi boşaltmak zorundadır. Eğer sistem bu enerji dalgalanmalarını yönetmede başarısız olursa organizma hücrelere zarar veren oksidatif strese maruz kalır.”

Geliştirilen model, bitkilerin yanı sıra diğer fotosentetik organizmalarda da çalışan ve ışık toplamanın genel özelliğini tanımlayan temel bir ilkeyi ortaya koyması bakımından önemli.

• Fotosentez dediğimiz bu mucizevi süreç ile arka arkaya gerçekleştirilen sınırsız kimyasal dönüşüm.

Adına dünya dediğimiz yeşil gezegenimizde yaklaşık 300.000 yıl önce Afrika’nın ormanlarında ortaya çıktığı düşünülen insan türü o ilk günlerinden bu yana yeşil ile özel bir bağ kurmuştur. Doğada besin ararken gözleri gün ışığında özellikle yeşile duyarlı hale gelmiştir. Modern zamanlarda ise yeşilin sağlığa ve duygu değişimlerimize olan etkileri uzun zamandır biliniyor.

Yeşilin dolayısıyla bitkilerin stresi azalttığı, dikkati arttırdığı ve iyileşmeyi hızlandırdığına yönelik bulgular dikkat çekici. Örneğin hastanelerde pencereleri bahçeye bakan odalardaki hastaların, binalara ya da boş alanlara bakan odalardaki hastalara göre daha az ağrı kesiciye ihtiyaç duyduğu ve daha hızlı taburcu oldukları görülmüştür. Bu nedenle (özellikle ekonomik sebeplerden) Kuzey Avrupa’da inşa edilen pek çok yeni hastanede hastaların vakit geçireceği, bitkilere ayrılmış özel bölümler bulunuyor.

Eğitimde ise bitkilerin varlığıyla, şehirden uzak yeşillik alanlardaki okullarda öğrencilerin dikkat kapasitelerinin gözle görülür miktarda arttığı kaydedilmiştir. Dahası kenarlarında sıralı ağaçlar olan caddelerde daha az trafik kazası olmakta, bol miktarda yeşil alanı olan mahallelerde daha az şiddet içerikli suç görülmektedir.

Bitkiler sadece besin olarak değil ruh halimizi, dikkatimizi, öğrenmemizi ve genel sağlığımızı iyi yönde etkilemeleri bakımından hayatımızın vazgeçilmez güzellikte varlıkları. Uzun uzay görevlerinde dahi psikolojik etkilerinden dolayı bulundurulmaları, uzun zaman önce olduğu gibi şimdi de atalarımızdan kalma bir farkındalığın yansımaları.

Kaynakça Pittalwala, I. (2020). Why are Plants green? UC Riversıde. Stefano Mancuso, A. V. (2017). Bitki Zekası. Yeni İnsan Yayınevi.