Değişen iklim, bitkilerin evrimini de değiştiriyor: Tohum bankaları adapte olabilecek mi? 

Lauren Leffel‘in gizmodo.com‘daki bu makalesi, Yeşil Gazete‘nin de parçası olduğu küresel gazetecilik ağı Covering Climate Now (CCNOW) işbirliğinin bir ürünüdür. 

Yeşil Gazete için çeviren: Pınar Güzel

*

“Stir fry” yöntemiyle kızarttığınız yiyeceğinizin atası, düşündüğünüzden daha yakında yetişiyor olabilir. Yabani tarla hardalı veya Brassica rapa, yarım metre uzunluğa ulaşan ve cılız yeşil sapların üzerine tünemiş küçük, sarı çiçek kümeleri üreten, mütevazı bir bitkidir. Manav reyonundaki şalgam, Napa lahanası ve Çin lahanası gibi sevilen ürünlerin en yakın yabani akrabasıdır. Çiftlik alanlarının dışında, bitkinin yabani formları insan etkinlikleri sayesinde tüm dünyada bulunur ve bu serbest büyüyen B. rapa çeşitleri de yenilebilir. Bu bitki, muhtemelen binlerce yıldır insanlar tarafından yetiştirildi, üretildi ve yenildi.

Ancak bilim insanları son zamanlarda B. rapa popülasyonlarında insan tarafından gerçekleştirilen kasıtlı yetiştiricilikle ilgisi olmayan bazı değişiklikler fark etti. Biri 2007’de, diğeri 2018’de yapılan iki araştırma, Kaliforniya‘da farklı yıllarda toplanan ve depolanan tohumlardan yetiştirilen tarla hardalı bitkilerini karşılaştırdı. Araştırmacılar, bölgedeki büyük kuraklık dönemlerinden önce ve sonra üretilen tohumların, oldukça farklı özelliklere sahip bitkilere dönüştüğünü keşfetti. Diğer değişikliklerin yanı sıra kuraklıktan sonra toplanan tohumlar, daha erken çiçek açan bitkiler olarak yetişme eğilimindeydi.

Fordham Üniversitesi‘nde bitki ekolojisti ve hardal tarlası araştırmalarına katılan araştırmacılardan biri olan Steven Franks‘in Earther‘e söylediği gibi, erken çiçeklenme bitkiler için bir “kaçış” stratejisidir. Kuraklık, çiçeklenme dönemleri daha erken olan bitkileri seçmiştir, çünkü daha kurak yıllarda en başarılı şekilde üreyebilen bitkiler onlardır.

Franks ve diğer araştırmacılar, B. rapa’daki değişiklikleri inceleyerek, muhtemelen insan kaynaklı iklim değişikliğine tepki olarak gelişen evrimi gerçek zamanlı olarak belgelemişti. İklim değişikliği, Batı Amerika‘da kuraklığın sıklığını ve yoğunluğunu artırıyor; bu yılın başlarında yapılan bir araştırma, Batı’daki mevcut mega kuraklığının yüzde 42’sini antropojenik iklim değişikliğine bağladı.

Biyolojik saati durduran buzdan kasalar…

Franks ayrıca tarla hardalı bulgularını şansla ilişkilendirerek “Bu tohumlara sahip olduğumuz için şanslıyız” dedi. Kuraklık öncesi eski tohumlar, araştırmacılar tarafından akıl almaz boyutta bir öngörüyle toplanmış ve bir tohum bankasında saklanmıştı.

“O şey artık yabani bir bitki değil… popülasyonların değişime tepki olarak evrimleşmek için yaptığı şeyleri yapamaz”

Farklı türlerde tohum bankaları mevcut. B. rapa çalışmalarından ortaya çıkan Project Baseline gibi bazıları, belirli bir araştırma amacı ile oluşturulmuş durumda. Diğerleri, biyolojik koruma projeleri için kullanılan çok çeşitli nadir veya ekolojik açıdan önemli yabani bitkileri elde bulundurmayı amaçlıyor. Bundan başka, ekin tohumlarının ve onların yakın akrabalarının yedeklerini depolayarak gelecekteki gıda tedariğimizin dayanıklılığını artırmayı amaçlayan Svalbard Küresel Tohum Kasası gibi, medyanın geniş ölçüde ilgisini çeken tohum bankaları var.

Dünyadaki mevcut koşullar -değişen iklim, istilacı türler, kirlilik, doğal yaşam alanı tahribatı- her tür tohum bankasını paha biçilmez kılıyor. 2019’da yapılan bir araştırmaya göre, bitki türlerini tarihsel yok olma oranından 500 kat daha hızlı kaybediyoruz. Aşırı hava koşulları, toprağın tükenmesi ve hastalık gibi faktörler nedeniyle birçok bölgede tarım zorlaşıyor.

Tohum bankaları sadece kataloglamadan daha fazlasını yapıyor. İçerdikleri tüm depolanmış genetik bilgiler, daha fazla insanı beslemek için daha iyi mahsuller oluşturmak veya bir bitkiyi doğal yaşam alanına geri getirmek ve bir ekosistemi eski haline döndürmek için kullanılabilir. Ancak aynı koşullar, tohum bankaları için zorluklar da teşkil ediyor. Esasen biyolojik saati durdurmaya dayalı bir strateji, geleceğe ayak uydurduğundan nasıl emin olabilir? İklim değişikliği ve diğer faktörler bitkileri daha hızlı evrimleşmeye itiyorsa, tohum bankalarının da evrimleşmesi gerekir mi?

Zoru başarmak

B. rapa çalışmalarında da görüldüğü gibi, yenileme amacıyla dondurucularda saklanan yabani tohumlar, toprakta bitkiye dönüşmesine izin verilen yabani tohumlarla aynı evrimsel süreçten geçmiyor. Kuraklığı deneyimleyen tohumlar doğrudan değişime uğradı. Bir tesiste tutulan emsalleri ise bunu yapmadı.

Nevada Üniversitesi’nde bir bitki biyoloğu olan Elizabeth Leger, Earther’e “Tohum bankacılığı çabaları çok muazzam, ancak koruma için en elverişli olan durum, şeyleri oldukları yerde tutmaktır” dedi. Tohumları bankada depolamak, tecrit edilmiş o bitkilerin hem kelimenin tam anlamıyla dondurulmuş olduğu, hem de mecazi olarak zamanda donup kaldığı anlamına geliyor. Leger şunları söyledi: “Sıcaklığa, istilacı bitkilere veya yangınlara tepki olarak evrimleşme fırsatını kaçırıyorlar. Bir maddeyi kurtardığınız dikkate alındığında, artıları var. Ama aynı zamanda, o maddenin artık yabani bir bitki olmaması ve popülasyonların değişime tepki olarak evrimleşmek için yaptığı şeyleri yapamaması açısından da eksileri var.”

Leger, kendi araştırmasında bu tür bir değişikliği ilk elden gördü. 2017’de yaptığı bir çalışmada, kurak Great Basin’deki (Doğu Nevada‘da yer alan kurak bir bölge) yerli bitkilerin, istilacı bir tür olan püsküllü çayır otu ile rekabet etmek için nasıl değiştiğini inceledi. Püsküllü çayır otunun olduğu yerlerde, yerli bitkiler daha fazla tohum üretmek veya köklerini daha hızlı büyütmek gibi yoğun enerji gerektiren şeyler yapıyordu. Püsküllü çayır otu, kendisi bu kadar baskın karakterli olmak suretiyle, yerli bitkileri daha ziyade istilacı bir tür gibi davranmaya zorluyordu. Yerli bitkiler var olmaya devam etmek istiyorlarsa, püsküllü çayır otunu kendi oyununda yenmek zorundaydı. Püsküllü çayır otundan uzakta saklanan yerli tohumlar, vahşi ortama maruz kalanlar gibi gelişmezdi.

Bitki adaptasyonunun ve dayanıklılığının umut verici bir işareti olarak başlayan şey, bitki sınırlarının bir portresi haline geldi.”

Leger’e veya konuştuğum uzmanlardan herhangi birine göre bu, tohum bankacılığından vazgeçmek için bir argüman değil. Aksine, doğal yaşam alanlarının korunmasının yanı sıra, daha da fazla tohum bankacılığı yapmak için bir sebep. Daha fazla yerden ve daha sık toplanan tohumlar ne kadar fazla olursa, faydalı adaptasyonun anlık bir görüntüsünü yakalama şansınız o kadar artar. Leger, bunun sadece  onu devam ettirdikleri ölçüde değerli olacağını söyledi. Ancak bazı bitkilerin teorik olarak insan kaynaklı değişikliklere tepki olarak uyum sağlaması, tüm türlerin veya popülasyonların uyum sağlayabileceği veya evrimin felaketi savuşturmak için yeterli olduğu anlamına gelmez.

Değişimin peşinde…

Minnesota Üniversitesi‘nde bir evrimsel biyolog olan Julie Etterson ise  “İklim değişikliği konusunda en çok endişelendiğimiz şeylerden biri, türlerin uyum sağlama yeteneği [oranı]” diye konuştu. Etterson, tarla hardalı çalışmalarından ortaya çıkan ve hızlı çevresel değişim karşısında çağdaş bitki evrimine yönelik araştırmaları desteklemeye adanmış tohum bankası olan Project Baseline‘ın bir parçası olarak Franks ile birlikte çalışıyor.

Etterson’un ilk akademik araştırmalarından bazıları, bitkilerin iklime ayak uyduracak kadar hızlı evrimleşip evrimleşemeyeceği sorusuna odaklanmıştı. Etterson, bu çalışma sayesinde, genel olarak cevabın “hayır” olduğu gerçeğiyle uzlaşmış. Bitkilerin uyum sağlamaya ilişkin özellikler gösterdikleri yerlerde bile, bir türün sayılarındaki genel kaybın, genellikle topluluğu çökmeye karşı daha savunmasız bıraktığı ortaya çıkmış. Ona göre, tohum bankaları yoluyla korumanın geleceği, sadece türlerin bir zamanlar oldukları yere geri getirildiği değil, aynı zamanda ideal doğal yaşam alanları değiştikçe türleri uygun ortamlara taşımak için insanların aktif olarak çaba gösterdiği bir gelecek. Etterson, “Bilirsiniz, destekli göç, [yükselen sıcaklıklar] sebebiyle türlerin kuzeye taşınması” örneklerini verdi.

Bu tür çalışmalara olan ihtiyaç aşikâr. Bitkiler zaten iklim değişikliği tarafından bertaraf ediliyor. Bu iki yabani hardal tarlası çalışmasında, bitki adaptasyonu ve dayanıklılığının umut verici bir işareti olarak başlayan şey, bitki sınırlarının bir portresi haline geldi. İlk 2007 çalışması, 1994 ve 2004’te (kuraklık öncesi ve sonrası) Kaliforniya‘da iki yerde toplanan tohumları karşılaştırdı. Araştırmacılar, kuraklık sonrası B. rapa’nın daha erken çiçek açtığını ve kuraklık sonrası bitkilerin iyi durumda olduğunu belirledi. 2018’deki takip çalışmasında, Franks ve diğer araştırmacılar, aynı konumlardan 2011 ve 2014 yıllarında toplanan sonraki iki nesil tohumu ekledi. Kuraklığa maruz kalan bitkiler arasında yine daha erken çiçeklenme gözlemlediler.

Ancak bu ikinci çalışmada, bilim insanları başka bir şeye daha dikkat çekti: Daha yakın zamanda depolanan tohumlardan yetiştirilen bitkiler “uyumluluk” kaybetmişti. Daha az tohum ürettiler ve gelişmek için daha az donanımlı görünüyorlardı. Kurak dönemlere bazı adaptasyonlar gösterdiler, ancak diğer yönlerden, değişmek zorunda kaldıkları için daha kötü durumdaydılar.

Araştırmacılar, devam eden kuraklık seviyesinin bitkilerin yönetebilecekleri sınırı aştığı hipotezini ortaya koydu. Bu arada, yerel yabani hardal topluluğu, sayıları azaldıkça genetik çeşitliliğini kaybetmişti ve bu da tüm popülasyonun bir sonraki zorluğa yanıt olarak evrimleşme olasılığını azaltıyordu. Neticede, B. rapa’nın bu soyu tamamen ortadan kalkabilir. Bitki Kaliforniya’ya özgü değil, bu nedenle bu büyük bir biyolojik trajedi değil – ancak bunun gibi kayıplar, ekin odaklı tohum bankaları için büyük bir endişe kaynağı.

Geleceğin yiyecekleri

Gıda odaklı tohum bankaları, tüm dünyaya yayılmış popülasyonlardan benzersiz, aile yadigârı tohum çeşitlerini veya yabani akrabaları (B. rapa gibi) yok olmadan önce toplamak için yarışıyor. Devam eden çevresel değişimlerin stresini yönetmek için, daha dirençli mahsullerin yetiştirilebileceği ve hatta doğrudan genetiğinin değiştirilebileceği kadar yeterli genetik çeşitliliğin korunmasını hedefliyorlar. Buna karşılık, Svalbard Küresel Tohum Bankası’nın yönetimine yardımcı olan ve BM tarafından finanse edilen kar amacı gütmeyen kuruluş Crop Trust’ta kıdemli bir bilim insanı olan Hannes Dempewolf, iklim değişikliğinin hızlandığını ve tohum toplamanın yavaşladığını belirtti.

Tohumlar zaman içinde dondurulmuş şekilde kalmak için yaratılmamıştır. Tohum bankacılığı yararlı bir araçtır, ancak gıdanın veya biyoçeşitliliğin geleceği için tek araç olamaz.”

Dempewolf, “Hedeflerimize ulaşmaktan çok uzakta olduğumuzu düşünüyorum,” dedi: “Bence çiftçi tarlalarında hala her gün çok fazla çeşitlilik kaybediyoruz. Ve bu kaybı fiilen durdurmak için çok az şey yapılıyor.” Dempewolf, toplama izni almak zor olsa da, daha zor olan kısmın finansman ve kaynaklar olduğunu söyledi.

Leger, sadece bir popülasyondan yabani tohum almak için yapılan tek bir toplama gezisinin maliyetinin 5.000 ile 10.000 ABD Doları arasında olabileceğine dikkat çekti: “Gerçekten çok fazla.” Süreç bazen uzun mesafelerde yürüyüş yapmayı içeriyor ve ardından zamanlama devreye giriyor: Sadece bir veya iki hafta ara verilirse artık toplanacak hiç tohum olmayabilir.

Tohumlar toplandıktan sonra maliyetler artmaya devam ediyor ve bu sadece tohumları soğuk tutmanın maliyeti değil. Dempewolf, tohum bankacılığının en pahalı kısmının genellikle yaşlanınca “tohumları büyütmek” olduğunu açıkladı. Tohumlar, ne kadar donmuş olurlarsa olsunlar zamanla canlılıklarını kaybederler, bu nedenle iyi yönetilen bir tohum bankasında tutulan her şey, ne kadar zarif bir şekilde yaşlandığını görmek için yakından izlenir.

Bir tohum koleksiyonundan alınan numuneler çimlenme testlerinde başarısız olmaya başlarsa, tohum bankası tüm koleksiyonu ekecek ve buradan yeni, taze tohumlar elde edecektir. Bu süreç çok fazla arazi ve çok iş gerektirir. Bitkiler, orijinal koleksiyonun genetik bütünlüğünü korumaya çalışmak gayesiyle, büyüdükçe izole edilir. Tohum bankaları, gelecek nesli devam ettirmek için kendi tozlayıcılarını bile sağlamak zorundadır. Ne var ki bu, kusursuz olmayan bir süreçtir. Başlangıçtaki genetik çeşitliliğin bir kısmı kaçınılmaz olarak kaybolur. Koleksiyonlar, akrabalı yetiştirme (soy içi üreme) araya girmeye başlamadan önce yalnızca birkaç kez büyütülebilir. Ve ne kadar çok tohum depolarsanız, o kadar çok bitki büyütmeye hazır olmanız gerekir.

Hem masraf hem de sürecin kusursuz olmaması, önemli bir noktayı kanıtlıyor: Tohumlar zaman içinde dondurulmuş şekilde kalmak için yaratılmamıştır. Tohum bankacılığı yararlı bir araçtır, ancak gıdanın veya biyoçeşitliliğin geleceği için tek araç olamaz.

Daha fazla tohum bankasına ihtiyacımız var ve tohum bankalarının daha fazla kaynağa ihtiyacı var, ama aynı zamanda doğal haliyle korunmuş toprağa da ihtiyacımız var. Ve her şeyden çok, çeşitli bitki topluluklarıyla dolu yemyeşil, yaşanabilir bir gezegeni garanti etmek istiyorsak, iklim değişikliğinin etkilerini hafifletmek için elimizden gelenin en iyisini yapmalıyız. Diğer her şeyin yetişebilmesi için, insanların işleri yavaşlatmaları gerek.

Makalenin İngilizce orijinali