Yetiştirdiğiniz çiceğin veya etrafımızda olan bitkilerin, sizi fark edebildiğini yahut bir şekilde görebildiğini düşündünüz mü hiç? Yerini değiştirdiğinizde solan bitkiler, onların etraflarında olup biteni farkında olduklarının bir işareti olabilir mi? Gelin biraz bunun üzerine konuşalım.
Bitkilerin gözleri olabileceği fikri bir bakıma yeni bir şey değildir. 1907’de Charles Darwin’in oğlu Francis Darwin, yaprakların lens benzeri hücreler ve ışığa duyarlı hücrelerin bir kombinasyonu ile oluşmuş organlara sahip olduğunu varsaymıştır. Öte yandan 1905'te de Gottlieb Haberlandt bitki ocelli kavramını geliştirmiştir. "Ocelli" latince küçük göz anlamına gelir. Ocelli, ışığı algılayan basit organlar olarak tanımlanabilecek fotoreseptörlerdir. Tek bir mercek ve birkaç duyusal hücreden oluşurlar. Bileşik ve gelişmiş gözlerin aksine ocelli çevrenin karmaşık bir görüntüsünü oluşturmaz. Ancak hareketi algılamak için kullanılır. Eklembacaklıların çoğu ocelliye sahiptir. Gottlieb Haberlandt da birçok yaprağın üst epidermal hücrelerinin, ışık ışınlarının ışığa duyarlı subepidermal (cildin ilk tabakasının altında, epidermis ve ikinci tabakanın üstünde dermis ) hücreler üzerinde yakınsamasını sağlayabilen dışbükey veya planokonveks (Bir yüzü dış bükey, diğer yüzü düzlem olan) mercekler şeklinde şekillendirildiği bitki ocelli kavramını geliştirmiştir. Bu kavram, Francis Darwin tarafından tercih edilmesi ve Harold Wagner tarafından yapılan deneylerle güçlü bir şekilde desteklenmiştir. 20. yüzyılın başlarındaki deneyler, bu tür yapıların var olduğunu doğrular niteliktedir. Sonrasında uzun bir süre "gören bitki" kavramı rafa kaldırılmıştır. Son zamanlarda yayınlanan iki rapor, bu kavramı yeniden bilimsel araştırmaların ilgi odağı haline geri getirmiştir. Yürütülen birkaç araştırma da bitkilerin görme yetisine sahip olduğunu ve hatta çok basit olsa da göze benzer bir yapıya sahip olabileceğini öne sürüyor.
Almanya'da Bonn Üniversitesi'nden bitki biyoloğu František Baluška ve İtalya'daki Floransa Üniversitesi'nden bitki fizyoloğu Stefano Mancuso, bitkilerin görsel algılarının olduğuna dair kanıtlar ortaya koydukları bir rapor yayınlamıştır. Araştırmacılar, ilk kanıt olarak fotosentez yapabilen tek hücreli organizmalar olan siyanobakterilerin ocelliye sahipmişcesine davrandığına dair 2016 yılında yapılan keşfi işaret etmiştir. Keşfin yapılmasına yardımcı olan Londra Üniversitesi mikrobiyolog Conrad Mullineaux, "Bu siyanobakteriler, tıpkı bir hayvan gözünün retinasında olduğu gibi hücre zarındaki ışık kaynağının görüntüsünü odaklamak için tüm hücre gövdesini bir mercek olarak kullanıyor" diyor. Küçük Synechocystis hücreleri, bir ışık kaynağına göre kesin konumlarını ölçmek için yönlü ışık algılamayı kullanırlar. Hücreler, hareketlerini ışığa göre yönlendirmek için mikromercekler gibi davranırlar. Işık kaynağının yüksek çözünürlüklü bir görüntüsü, ışık kaynağının karşısındaki hücre zarına yansıtılır ve odaklanılan noktadan uzaklaşma hareketi tetiklenir. Araştırmacılar bu mekanizmanın amacının ne olduğundan emin olmasalar da buna benzer bir mekanizmanın daha gelişmiş bitkilerde de korunmuş veya farklı şekillere gelişmiş olabileceğini düşünmektedirler.
Öte yandan son zamanlarda yayınlanan iki farklı makalede de Gottlieb Haberlandt tarafından önerildiği gibi gelişmiş bitkilerin bitkiye özgü ocelliyi kullanarak bir tür vizyon deneyimleyebileceği ileri sürülmüştür. 2014 yılında Current Biology Dergisi'nde yayınlanan makalede tırmanan odun asması bitkisinin (Boquila trifoliata) yapraklarının renklerini, şekillerini, boyutlarını, yönelimlerini ve yaprak sapı uzunluklarını mükemmel bir şekilde taklit ederek, konukçu bitkiye göre yapraklarının görünümünü değiştirdiği gösterilmiştir. Diğer bir makalede ise lahana ve hardala akraba olan Arabidopsis gibi bazı bitkilerin, yeşil algler gibi bazı tek hücreli organizmalarda bulunan ultra bazik gözler olan göz lekelerinin gelişiminde ve işleyişinde yer alan proteinleri ürettiğine dair kanıtlar ortaya koyulmuştur. Bu proteinler özellikle sonbahar yapraklarına kırmızı ve turuncu tonlarını vermekle ünlü olan plastoglobuli adı verilen yapılarda ortaya çıkar. Baluška, "Bu keşif, bitkilerde plastoglobuli'nin göz lekesi görevi görebileceğini gösteriyor" diyor. İlerletilen araştırma sonucunda görülmüştür ki Arabidopsis thaliana fideleri, vücut şekillerini fotoreseptör aracılı tanıma yoluyla kullanarak komşularını ayırt edebilmektedir. Arabidopsis fidelerinin bu ışık tabanlı karşısındaki bitkiyi tanıması, yalnızca algılamakla kalmayıp aynı zamanda yansıtılan görüntüleri deşifre edebilen belirli bir duyusal sistem aracılığıyla bir tür bitkiye özgü görüşü yani komşu bitkilerin vücut şekillerinin algılanmasını içermektedir.
Yaprak üstü ve alt epidermisin ocelli gibi davranmaya uygun hücreler içerdiği düşünüldüğünde bu kavram, tırmanıcı bitkilerde yaprak taklidi ve Arabidopsis fidelerinin fotoreseptör aracılı komşu tanıma hakkındaki şaşırtıcı gözlemlere tatmin edici bir açıklama sağlayacaktır. Bu raporların her ikisi de, bitkilerin vizyona dayalı girdiler yoluyla çevresel ortamları hakkında bilgi toplayabildiklerini öne sürmektedir. Bu kulağa imkansız gibi gelse de ve iki makalenin yazarları bu olasılığı göz önünde bulundurmamayı tercih etseler de, Haberlandt'ın ocelli aracılığıyla bitkiye özgü görme kavramını destekleyen birkaç dizi kanıt vardır.
Bitki ocellisi kavramının desteklendiği bahsedilen araştırmalar üzerine bitkilerin çevrenlerinde olup biteni algılama yetenekleri vardır diyebiliyoruz. Ancak bitkinin görme terimini net bir şekilde anlamak için görmenin ne olduğunu anlamamız gerekir.
Görme, bir nesnenin gözle veya göz benzeri bir yapı ile algılanmasıdır. Bu süreç biz insanlarda gözlerimizdeki fotoreseptörlerin görünür ışıklarla uyarılmasının ardından sinir sistemimizin bu ışık sinyalini görme dediğimiz bir resme dönüştürmesi şeklinde gerçekleşir. Bitkilerde göz denilebilecek bir yapı ve sinir sistemi veya beyin olmadığı için ışık sinyallerini tam bir görüntüye çevrilemez. Işığı alıp algılayabilmelerine ve bu ışıklara kendi yöntemleriyle tepki verebilmelerine rağmen algılanan ışık bir resme dönüşmez. Yine de bu yeteneğe 'görme' diyebilir miyiz? Bunu anlamak için görme engelli bir birey düşünelim. Bu birey hiçbir şey görmez, herhangi bir ışığı algılayamaz. Bunun nedeni fotoreseptörleri veya optik sinirlerinin hasar görmüş olması olabilir. Şimdi, mucizevi bir şekilde, ışığı ve gölgeyi ayırt etme yeteneğini koruduğunu varsayalım. Bu yetenek ile birinin içeride mi yoksa dışarıda mı olduğunu anlayabilir. Bu yeni duyular, ilkel bir görme aşaması olarak kabul edilecek ve onun yeni bir işlev düzeyine erişmesini sağlayacaktır. Algıladığı bu ışığı bir nesneye çeviremese de bu bireyin bir şeyler gördüğü konusunda hemfikir olabiliriz. Biraz ilkel bir görme aşaması geliştirdiği rahatlıkla varsayılabilir. Aynı durum bitkiler için de geçerli gibi düşünebiliriz. Bitkiler de bu birey gibidir. Bizim gibi göremeseler de ışığı algılayabilme yeteneğine sahip olup bir ilkel görme becerisi geliştirdikleri düşünülebilir.
Bir ortamda hayatta kalabilmek için bitkilerin dinamik görsel çevrenin farkında olması gerekir. Işığın miktarını, süresini, yönünü ve rengini bilmeleri gerekir. Ancak bitkiler tam olarak bizim gibi görmezler. Vizyonları tam bir görüntü oluşturmaz. Bitkiler yüzleri ayırt edemez. Aynı mavi elbiseleri giyen arkadaşınızla sizin aranızdaki farkı anlayamazlar. Ancak ışığı ancak hayal edebileceğimiz birçok uzunlukta ve renkte görebilirler. Bitkiler bize güneş yanığı veren ultraviyole ışınlarını görebilirler. Bizi ısıtan kızılötesi ışıkları görebilirler. Işıkların ne kadar süredir açık olduğunu bile anlayabilirler. Işığın soldan mı, sağdan mı yoksa yukarıdan mı geldiğini bilirler. Üstlerinde başka bir bitkinin büyüdüğünü görürler, ışıklarını engellerler ve onlara gölge verirler. Gölge ve ışık arasındaki farkı anlarlar. Günlerin uzunluğuna bakarak mevsimin kış mı yaz mı olduğunu anlayabilirler.
Bitkiler görünür ve görünmez elektromanyetik dalgaları algılar. Bitkilerin aksine biz insanlar sadece görünür elektromanyetik dalgaları algılayabiliriz. Bitkiler bizden çok daha geniş bir spektrumu algılayabilseler de bunu görüntülere dönüştüremezler.
Kırmızı ışığı alan fotoreseptör, insanlarda kırmızı fotopsin olarak adlandırılır. Bitkilerde ise bunlara fitokrom denir. Her ikisi de aynı kırmızı ışığı almasına rağmen, aynı proteinden yapılmazlar. Fitokrom, bitkilerde fototropizmden sorumludur. Fototropizm, bir organizmanın ışığa tepki vererek yönlü olarak büyümesidir.
Hem hayvanlar hem de bitkiler, kriptokrom adı verilen mavi ışık reseptörlerine sahiptirler. Kriptokromlar fototropizmden sorumlu değildir. Bu mavi ışık reseptörleri bitkilerde ve hayvanlarda "sirkadiyen saati" kontrol edilmesinde rol alırlar. Sitokromlar mavi ışığı emer ve gündüz olduğunu bildirir. Bitkilerde yaprak hareketlerini, fotosentezi ve benzeri aktiviteleri kontrol ederler.