PDA

Orijinalini görmek için tıklayınız : Fotorespirasyon evrimsel bir kalıt mı, yoksa bir denge-homeostasi mekanizması mı?


Serdar
17-08-2008, 02:59
Cildi parlak bir klasik bilim kitabında şöyle yazmakta:

"Bitkilerin çoğunda, karbon, ilk olarak Calvin döngüsünün bir enzimi olan rubisko aracılığıyla fikse edilir. Rubisko, CO2 ribulaz bifosfata katılımını sağlar. Oluşan ilk organik ürün, 3 fosfatlı bir bileşik(3-fodsfogliserat) olduğundan bu bitkiler C3 bitkileri olarak isimlendirilir. Pirinç, buğday ve soya fasulyesi tarımsal önemi olan C3 bitkileridir. Bu bitkiler sıcak ve kurak bir günde stomaların kapalı olması nedeniyle daha az besin üretirler. Yaprakta CO2 düzeyinin düşmesi Calvin döngüsün CO2 açlığı düşmesine neden olur. Rubisko CO2 yerine O2 alabilir. Bu durumu daha da kötüleştirir. Yaprağın hava boşluklarında O2 konsatrasyonları CO2 konsantrasyonlarını aştıkça, rubisko Calvin döngüsüne CO2 yerine O2 verir. Ürün parçalanır ve bir parça iki karbonlu bir bileşik kloroplasttan çıkarılır. Daha sonra mitokondri ve peroksizomlar iki karbonlu molekülü CO2'e parçalar. Bu işlem ışıkta oluştuğundan ve O2 tüketildiğinden "fotorespirasyon" olarak isimlendirilir. Bununla birlikte normal hücre solunumun aksine, fotorespirasyonda ATP üretilmez. Fotosentezin aksine besin de üretilmez. Aslında fotorespirasyon Calvin döngüsünden organik maddeyi çekerek fotosentetik verimliliği azaltır. "

"Görünüşte bitkinin verimliliğini sınırlayan bir metabolik işlemin varlığını nasıl açıklayabiliriz? Bir varsayıma göre fotorespirasyon evrimsel bir yüktür. Atmosferdeki O2 konsatrosyonunun bu günkünden daha az, CO2'in ise daha fazla olduğu çok eski zamanlardan günümüze ulaşan metabolik bir kalıntıdır. Rubiskonun ilk olarak ortaya çıktığı ilkel atmosferde, bu enzimin aktif bölgesinin, O2'yi dışta bırakmayacak yeteneğe sahip olmayışı, küçük bir farklılık yaratmış olabilir.Varsayıma göre modern rubisko eski işlevini, günümüzde hala bir ölçüde sürdürmektedir. Şu anda atmosferdeki O2 konsantrasyonu eskiye oranla çok fazla artmış olduğundan fotorespirasyon kaçınılmazdır."

"Fotorespirasyonun herhangi bir şekilde bitkilere yararlı olduğu bilinmemektdir. Soya fasülyesi gibi tarımsal öneme sahip birçok bitkide, fotorespirasyonun Calvin çevrimiyle fikse edilen karbonun yaklaşık %50(yüzde ellisi) kadarını tükettiği bilinmektedir. Besin için kloroplastlardaki karbon fiksasyonuna bağlı biz heterotroflar, fotorespirasyonu kayıp oluşturan bir işlem olarak alglayabiliriz. Gerçekten , belirli bitkilerde fotosentetik verimliliği etkileyen fotorespirasyon azaltlabilirse, bitkisel üretim ve besin verimliliği artacaktır. "

"Sıcak ve güneşli günler(stomaların kapanmasına neden olan günler) fotorespirasyonu teşvik eden çevresel koşullardır. Belirli bitki türlerinde, fotorespirasyonu en aza indiren ardışık karbon fiksasyonu yolları - hatta sıcak ve kurak iklimlerde bile - gelişmiştir. Bu fotosentetik adaptasyonların en önemli ikisi C4 fotosentezi ve CAM'dır."

Serdar
17-08-2008, 03:41
İlk bakışta gözüme sanki bir denge-homeostasi mekanizması gibi çarptı. Ama kitap ve sanırım etkilendiği varsayım, zararlı bir evrimsel miras(kalıt) olarak açıklamakta. Ama gene de "varsayım" olduğuna değinmektedir.

Güneşli günde stomaların kapanması yaprak boşluğunda CO2 miktarını azaltır, O2 miktarını ise arttırır. Fotorespirasyon da CO2 miktarının azalmasını engelleyici bir mekanizma olarak görünmektedir aslında. Bu mekanizma canlılardaki homeostasi mekanizması ile aynı değil midir aslında? Yani canlı O2 ve CO2 konsantrasyonunu belli bir düzeyde tutmaya çalışmakta. Tıpkı insanlarda glikoz(şeker) düzeyini "glukagon" hormonu salgılayarak kanda belli bir düzeyde tutmaya çalışması gibi.

Kitap ise:

Yazdıklarını daha da desteklemek için de C4 ve CAM bitkilerinin bu zararlı kalıtı(mirası) adaptasyonla aştıklarını söylemiş. Yani bunların Rubisko kullanmayarak bu zararı aştıkların kastediyor.

Bu düşünceye (evrimsel zararlı bir kalıt) olduğu düşüncesine ulaşmak veya varsaymak bu kadar kolay mı? Elbette onları bu varsayma haklarından mahrum edemeyiz.

Ama, bu öne sürülenler yeterli mi?

C3 bitkilerinde yürmekte olan bütün fizyolojik-metabolik-dengesel işlevler, yaşadığı doğal şartlardaki metabolizmasına göre düzenlenmiştir(şu anda da). Eğer bir metabolizma veya çevrim veya bir işlev, karbon fiksasyonun yüzde ellisinin engellenmesi ile uyum içinde evrimleşmiş demek değil midir? Yapılan ani bir müdahale(hele bir de bu yaplacaklar genetik müdahale olup birkaç "gen" için ise) bitkinin diğer çevrim ve işlevleri bu durum karşısında nasıl davranacaktır?

C3 bitkileri, şu anda yaşamakta olduğu doğal işlev ve çevrimler ile uyumlu haldedir diyebilir miyiz? Bana göre, evet.

Kitabın anlattığı türden bir varsayıma veya düşünceye varabilmek için bitkinin, bütün çevrimleri, fizyolojik ve metabolik işlevleri iyice aydınlatılmış, anlaşılabilmiş olmalı değil midir?

Chaos
17-08-2008, 04:05
Homoestasi mekanizmasıdır. Homoestasi mekanizması da çevreyle uyum içindeki evrim denilen hayatta kalabilmiş organizasyonların aktarımını yaratır. Yani bu iki kavram birbirine zıt değildir. Ayrıca evrimsel yük diye bir şey söz konusu olmadığı gibi birtakım kimyasal olaylar daimi olarak aynı şekilde gerçekleşme zorunluluğunda değillerdir. Evrim ayrık bir kural ya da olay değil, çoğul birtakım bir reaksiyonların süreç içindeki genel sonucudur. Anlaşılmayan da genelde budur. Yani bugünün koşulları içersinde her nesilde evrim sürmektedir ancak bunun sonuçları uzun dönemde belirginleşir. Dolayısıyla da O2 nin artmasının sonuçları şu anda gerçekleşmekte olduğu gibi örneğin salt beslenme rejimindeki farklılıktan ötürü çene biçimindeki küçülme de evrimsel olasılıklardan biri olarak kendi aktarımını sürdürür. Hangisinin avantaj ya da kalıcı olacağını ise yine çevre belirleyecek belki de gelecekteki bir çevre değişimi nedeniyle tüm 20 lik dişler yok olacak ya da tam tersine bir beslenme ihtiyacı zorunluluğundan ötürü çenesi küçük olanların yaşama şansı diğerine oranla azalacaktır. Fotosentez verimi ya da birtakım kimyasal reaksiyonların katkısı bu noktada idealize edilip birtakım farklar evrimsel yük ya da verimlilikte düşme olarak genellenemezler. Organik yapılar öncelikle varolan şartlara optimum uyum sağlarlar evrim mekanizması önceden yazılmış bir formül ve bunun kalıntıları dahilinde işlemez.

Dolayısıyla da yine üretim sektöründe verimliliğinn artırılmasına yönelik bu tür fikirlerin yan etkileri deformasyonlara ve fataliteye neden olacaktır. Organizma öncelikle her ne pahasına olursa olsun enerji madde dengesini optimum hale getirmeye çabaladığı halde verimliliği arttırmak için yapılan müdahaleler hem organizmanın dengesini olumsuz etkiler hem de çevreye uyumunu zedelediğinden hayatta kalma şansını da düşürdüğünden evrimini ve gelişimini köstekler. Bu tür girişimler halen yer yer uygulanmakta ancak organik yapının zarar görmesine ve bir noktada verimlilik artıracaz derken bu reaksiyona neden olan uyum mekanizmasını es geçtiğinden genel dengeyi olumsuz etkilemekte, hastalıklara,deformasyonlara ve fatalite oranının artışına neden olarak tam ters etkide bulunmaktadır. Doğaya bu şekilde endüstriyel verimlilik açısından bakmak organik dinamiklerin yeterince araştırılmadan maddi çıkarlara göre biçimlendirilmesinden ileri gelmekte ancak bu bile verimliliğin düşünülenin aksine düşmesine neden olmaktadır.