Kararsız güneş ışığı düzeyi Rubisco’yu yavaşlatır ve fotosentetik üretkenliği sınırlar

<script async src="https://pagead2.googlesyndication.com/pagead/js/adsbygoogle.js?client=ca-pub-1099843763188771"
crossorigin="anonymous"></script>
<!-- AnasayfaUstPC -->
<ins class="adsbygoogle"
style="display:block"
data-ad-client="ca-pub-1099843763188771"
data-ad-slot="3419208900"
data-ad-format="auto"
data-full-width-responsive="true"></ins>
<script>
(adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
</script>

Vücudumuz, içerisinde ki besinler ve biyosferdeki karbonun hepsi Rubisco olarak adlandırılan tek bir enzim tarafından kontrol edilen fotosentez ile karbondioksitin asimilasyonundan oluşur.

Tahmin edileceği üzere, bu olayın önemi göz önüne alındığında, bu protein dünyada en bol bulunan protein olmasına hiç de şaşırmamalıyız. Lancaster Üniversitesi’nden araştırmacılar, Rubisco’nun börülce bitkisinde ki işlevinde yeni bir kusur keşfettiler ve bu kusurun muhtemelen diğer bitkilerde de olduğuna inanıyorlar.

İnsan Beyninin Gerçekten Yüzde kaçını kullanıyor?

Rubisco Sürecinin Kültür Bitkileri Üzerinde ki Etkisi

Bitki fizyolojisi profesörü Elizabete Carmo-Silva, “Rubisco fotosentez mekanizmasında çok önemli bir role sahip ve kültür bitkilerinde karbon asimilasyonunu sıklıkla sınırlandırıyor” ayrıca “Bitkinin yaprakları, Rubisco’nun etkinliğini güneş enerjisinin bolluğuna göre ayarlar. Ancak, bu ayarın bazı hataları olduğunu ve genellikle Rubisco’nun ne kadar aktif olduğu ile fotosentez için ne kadar güneş enerjisinin mevcut olduğu arasında bir uyumsuzluk olduğunu gözlemledik.” dedi.

Börülce bitkisi, yüksek protein ihtiva etmesi sebebiyle Afrika kıtasının her yerinde kültüre alınmaktadır, ancak Batı Afrika’da en önemli bitkisel protein kaynağı olduğundan dolayı önemi daha büyüktür. Nature Plants isimli bir yayında yayınlanan; bilim insanlarının yaptığı yakın tarihli bir çalışmada, börülce yaprakları gölgede kaldıkça, Rubisco enziminin aktivitesinin tahmin edilenden daha hızlı şekilde düştüğünü keşfetti.

Bu çok önemli bir durumdu, çünkü her gün gün doğumundan batımına kadar güneşlenme ihtiyacı olan kültür bitkileri, bulutlar veya komşu bitkiler tarafından gölgeye maruz kalabiliyor. Gölgede olan bir yaprak tekrar güneşe almaya başladığında, Rubisco aktivitesinin yeni güneş enerjisi bolluğuna ulaşması birkaç dakika sürüyor ve bu enerjiyi şekere dönüştürülmesinin gecikmesi anlamına geliyor. Bu aktivite kısa sürede eski haline dönüyor olsa da, bir gün boyunca kaybedilen üretkenlik dakikalarının etkisini toplayarak, bunun potansiyel karbondioksit alımının en az yüzde 20’sine engelolduğu tahmin ediliyor.

Fotosentetik tepkiler hemen başlamaz. Gölgeden yüksek ışığa geçerken yaprakların bu duruma kendini alıştırması birkaç dakika sürer ve bu dakikalar sırasında yaprak, ışık enerjisine sahip olduğu oranda CO2’yi özümsemez , bu da bir önceki paragrafta ki bahsettiğimiz kayba yol açar.

Bu konuda yapılan araştırmada ki amaç; “Börülce çeşitleri arasındaki aktivasyon hızını etkileyen farklılıkları belirlemek, hangilerinin daha hızlı uyum sağladığını denemek ve belirlemek” ti.

Bu proje, Birleşik Krallık Dışişleri, Milletler Topluluğu ve Kalkınma Ofisi’nin desteğiyle güneş enerjisini daha verimli bir şekilde besine dönüştüren kültür bitkileri geliştirerek küresel gıda üretimini artırmayı amaçlayan uluslararası bir araştırma projesi olan Arttırılmış Fotosentetik Verimliliği Gerçekleştirmenin (RIPE) bir parçasıdır.

Rubisco süreci sekteye uğrarsa ne olur ?

Rubisco işleminin sekteye uğraması sırasında elde edilemeyen karbon miktarının düzeyi, sadece Rubisco’nun yeniden etkinleştirilebileceği hıza değil, aynı zamanda başlangıç ​​noktasına da bağlıdır: Güneş ışığının geri döndüğü andaki Rubisco etkinliği. Bu faktör, gölgede meydana gelen Rubisco’nun doğal deaktivasyon hızı ile belirlenir. Daha hızlı devre dışı bırakma, kültür bitkilerinin karbon elde etme hızına daha büyük bir darbe anlamına gelir.

Araştırmacılar, Rubisco aktivitesinin en düşün seviyeye gelmesi için börülce yapraklarının yalnızca beş dakika kadar kısa bir süre gölgede kalmasının yeterli olduğunu tespit etmek için yüksek verimli bir biyokimyasal yöntem kullandılar, bu yöntemle yaprakların kısa süreli gölgelenmesi bile bitkinin fotosentetik üretkenliğini ciddi oranda azaldığını gördüler.

Bilim insanları “Rubisco aktivasyonunu azaltan gölgelenme mekanizmanın tam olarak ne olduğu konusunda net değiliz, ancak sürecin oldukça hızlı olduğunu gördük” diyor. “Eğer bu durum yavaş işleyen bir süreç olsaydı, gölgeden birkaç dakika sonra güneşe geri dönüldüğünde bir kayıp olmazdı, ama aktivitedeki düşüşün çoğunluğu sadece birkaç dakika gölgede kaldıktan sonra yaşanmaktadır.

Tüm bu gölgeli geçen zamanlara rağmen iyimser olmak için bazı nedenler var. Var olan 1000’lerce çeşitten sadece dört farklı börülce türü için bu ölçümler yapıldı. Yapılan ölçümlerde araştırmacılar Rubisco’nun devre dışı bırakılma hızında farklılıklar buldular. Bu, börülcenin daha geniş gen havuzunda, çok daha yavaş Rubisco deaktivasyon oranlarına sahip bitkilerin bulunabileceği anlamına geliyor. Bu, börülce ve belki de diğer kültür bitkileri için hedeflenen optimum Rubisco işlevinde verim kayıplarını en aza indirmek mümkün olabilir.

Kaynaklar

  • https://www.nature.com/articles/s41477-021-01068-9
  • https://www.igb.illinois.edu/

YORUMLAR

    Bir cevap yazın

    E-posta hesabınız yayımlanmayacak.