Güney Afrika’daki Stellenbosch Üniversitesi‘nden bir polinasyon (tozlaşma) biyoloğu, bireysel polen tanelerinin kaderini takip etmek için kuantum noktaları kullanıyor. Bu, bir asırdan fazla bir zamandır polenleri takip etmek için evrensel bir yöntem olmayışının önündeki araştırma alanında yeni bir çığır açmaktadır.
Dr.Corneile Minnaar, bu hafta Ekoloji ve Evrim Yöntemleri dergisinde yayınlanan makalesinde; bunun, polinasyon biyologlarının, bir tozlaştırıcının ilk ziyaretinden son aşamaya kadarki tüm tozlaşma sürecini, başka bir çiçeğin stigmasına başarılı bir şekilde aktarılan ya da yol boyunca kaybolan bütün izlerini takip etmelerini sağlayacağını ifade etti.
Minnaar: “İki yüz yıldan fazla bir süredir tozlaşma ile ilgili ayrıntılı araştırmalara rağmen, araştırmacılar mikroskobik olarak küçük olan polen tanelerinin çoğunun çiçekten ayrıldıktan sonra nerede toplandıklarını tam olarak bilmiyorlar: Bitkiler çok miktarda polen üretiyor, fakat %90’nından fazlası hiçbir zaman stigmalara ulaşmıyor. Stigmalara giden küçük polen taneleri oranı için yolculuk genellikle belirsizdir.”
Minnaar, 2015 yılında başlayarak, şimdiye kadar pek çok kişinin nerede başarısız olduğunu izlemeye karar verdi ve Stellenbosch Üniversitesi’ndeki (SU) Botanik ve Zooloji Bölümü’ndeki doktora araştırmasıyla bu zorluğu üstlendi.
Minnaar: “Yeryüzündeki bitki türlerinin çoğu, yediğimiz gıda bitkilerinin %30’undan fazlası dahil olmak üzere, tozlaşma böceklerine bağımlıdır. Hızlı küresel düşüşe uğrayan böceklerle, hangi böceklerin farklı bitkilerin önemli tozlaştırıcıları olduğunu anlamamız çok önemlidir. Bu da polenlerin izlenmesi ile başlıyor.”
Minnaar, farelerde kanser hücrelerini takip etmek için kuantum noktalarının kullanımıyla ilgili bir makaleyi okuduktan sonra polen izleme yöntemi fikri üzerine düşünmeye başladı. Kuantum noktaları çok küçük yarı iletken nanokristallerdir, yapay atomlar gibi davranırlar. UV ışığına maruz kaldıklarında, çeşitli renklerde çok parlak ışık yayarlar. Polen taneleri durumunda, yağ seven (lipofilik) ligandlara sahip olan kuantum noktalarının teorik olarak polenkitt adı verilen polen tanelerinin yağlı dış katmanına yapışacağını ve kuantum noktalarının, daha sonra benzersiz bir şekilde polen tanelerinin nerede olduklarını görmek için, parlayan renklerinin etiketlenerek, kullanılabileceğini buldu.
Bir sonraki adım; floresan polen tanelerini, diseksiyon mikroskobu altında görüntülemek için uygun maliyetli bir yol bulmaktı. Bu aşamada Minnaar, profesörlerinden birinden ödünç aldığı ufak bir LED ışığına sahip oyuncak bir kalem kullanıyordu.
Minnaar: “Diseksiyon mikroskobunun altına sığabilecek bir floresans kutusu tasarlamaya karar verdim. İnsanların bu yöntemi kullanmalarını istediğim için, gerekli elektronik bileşenler de dahil olmak üzere yaklaşık R5.000 maliyetle kolayca 3D yazdırılabilen bir kutu tasarladım. Şimdiye kadar, yöntem ve uyarma kutusu, polen tanelerini izlemenin kolay ve nispeten ucuz bir yöntem olduğunu kanıtladı. Bitkileri kuantum nokta etiketli anterler ile ziyaret ettikten sonra böcekleri yakalayarak çalışmalar yaptım; polenin nerede olduğunu ve hangi böceklerin daha fazla veya daha az polen taşıdığını görebilirsiniz. Ancak çalışmanın etiketlenmesinin bir kısmı; hala çok fazla zaman, özenli sayma ve kontrol gerektiriyor. Sanırım bu son üç yılda yüz binden fazla polen tanesi saydım.”
Stellenbosch Üniversitesi Botanik ve Zooloji Bölümünde Prof. Bruce Anderson ve doktora sonrası araştırma görevlisi olan Minnaar, bu alandaki birçok cevapsız soruyu araştırmak için yöntemi kullanmaya devam edeceklerini ifade etmektedirler.