Kardelen Bitkisi Kışı Nasıl Atlatır?

Liudmila Chernetska/iStockphoto.com

Kardelenler, nergisgiller (Amaryllidaceae) familyasına ait Galanthus cinsini temsil eden, küçük, soğanlı ve çok yıllık bitkilerdir. Genellikle doğa henüz uyanmamışken, kış sonu ile ilkbaharın başlarında çiçek açarlar. ‘Galanthus’ ismi, Yunanca ‘gala’ (süt) ve ‘anthos’ (çiçek) kelimelerinden gelir ve çiçeklerinin süt beyazı rengini anlatır. 15–30 cm boylarında olabilen bu zarif bitkiler, üçü dışta üçü içte olmak üzere toplam altı tepal (çanak ve taç yaprak benzeri yapı) taşır. Dıştaki üç tepal (çanak yaprak) büyük ve tamamen beyazdır. İçtekilerse (taç yaprak) daha kısa, genellikle yeşil desenli ve çan şeklindedir.

picture alliance /gettyimages.com

Galanthus cinsine ait 20'den fazla tür tanımlanmıştır. Kardelenler özellikle Türkiye, Güneydoğu Avrupa, Batı Asya’nın dağlık ve ormanlık alanlarında doğal olarak bulunur. Avrupa’da en yaygın tür Galanthus nivalis, Türkiye’de ise Galanthus elwesii’dir. Ülkemizde son yıllarda yeni endemik türler de keşfedilmiştir. Kardelenlerin çiçeklenme zamanı bulundukları bölgenin iklim koşullarına göre değişmekle birlikte genellikle ocak sonundan mart ayına kadar, karlı hatta donmuş topraklarda bile çiçek açabilirler.

Peki Kardelenlerin Dayanıklılığı Nereden Geliyor?

Soğan: Saklı Enerji ve Sıcaklık Kalkanı

Kardelenin yer altında bulunan soğanı, bitkinin adeta enerji deposudur. Nişasta ve şeker bakımından zengin olan bu depo sayesinde bitki, çiçek açmak için dışarıdan enerjiye ihtiyaç duymaz. Sonbahar aylarında kök ve sürgün gelişimini tamamlayan kardelenler, kış geldiğinde yüzeye çıkmaya hazırdır. Bu erken gelişim stratejisi sayesinde ilkbaharı beklemeden çiçek açabilirler. Kardelen soğanlarının bulunduğu derinlik yüzeye göre daha ılımandır, bu da bitkiye donmaya karşı koruma sağlar. Kardelenler bu sayede diğer bitkilerden önce çiçeklenebilir.

Yaprak ve Çiçeklerdeki Mekanik Adaptasyonlar

Kardelenin yaprak uçları çok sert ve keskin bir yapıdadır. Bu özellik, bitkinin kar tabakasını ve donmuş toprağı fiziksel olarak yararak yüzeye çıkmasını sağlar. Ayrıca çiçeğin dış kısımda bulunan tapelleri yani çanak yaprakları sıcaklığa duyarlı biçimde hareket eder. Hava ısındığında açılır, soğuduğunda ise kapanarak kendini korur. Bu davranış “termotropik hareket” olarak adlandırılır ve çiçek dokularını donmaya karşı korur.

Tüm erken çiçek açan bitkiler için yağışlı ve nemli koşullarda poleni kuru tutmak, hayatta kalmak ve çoğalma açısından önemli bir sorundur. Çünkü polen, kuru havalarda böcekleri en etkili şekilde cezbeder. Artan böcek ziyareti, tozlaşma ve tohum oluşumu şansını yükseltir.  Kardelenler, polenin kuru kalmasına yardımcı olan ısıya duyarlı çiçeklere sahip birkaç bitki türünden biridir. Termotropik tepalleri sayesinde hava sıcaklığı 10 °C’nin üzerine çıktığında yukarıya ve dışarı doğru hareket ederek çiçek tozlaştırıcı böcekler için daha erişilebilir hâle gelirler. Bu sıcaklığın altında ise kar fırtınası riski, daha fazla tozlayıcının ziyaret etme olanağından daha ağır basar ve bu hareket aşağıya doğru gerçekleşir. Böylece çiçekleri kapalı tutarak polenler olası kış sağanaklarından korunur. Bu olguya termotropizm denir. Bu adaptasyona rağmen kış ve ilkbahar başında çiçek açan bitkilerde tozlaşma oranları önemli ölçüde düşüktür ve kardelen, yabani sarımsak ve çan çiçeği gibi birçok bitki, soğan bölünmesi yoluyla yayılmaya daha fazla bağımlıdır.

Antifriz Proteinleri: Biyo-Kalkan

Kardelenlerin en dikkat çekici biyokimyasal savunmalarından biri, antifriz proteinleridir (AFP’ler). Bu özel proteinler, bitkinin hücreler arası boşluklarında (apoplast) yer alır ve buz kristallerinin oluşumunu engelleyerek donmaya karşı koruma sağlar. Çünkü sıcaklık 0 °C’nin altına düştüğünde hücre dışı sıvılarda buz kristalleri oluşmaya başlar. Bu kristaller büyüdükçe çevredeki suyu çekerek hücre içinin susuz kalmasına ve zarların büzülerek zarar görmesine yol açar. İşte tam bu noktada AFP’ler devreye girer. Buz kristallerine bağlanan AFP’ler onların büyümesini ve birleşmesini önler. Böylece hem hücre içi yapılar korunur hem de bitki dokusu canlı kalır. En sert kış koşullarında bile kardelenler donma belirtileri gösterse de sıcaklık yeniden yükseldiğinde hücreleri zarar görmeden hızla toparlanabilir. Benzer antifiriz proteinlerine bazı kutup balıklarında ve böcek türlerinde rastlanır. Ancak bu mekanizmanın bir çiçekli bitkide yani kardelenlerde görülmesi çok nadir ve etkileyicidir. 

Klonal Yayılma: Tohum Beklemeden Hayatta Kalma

Kardelenler, kışın erken dönemlerinde çiçek açtıkları için polen taşıyıcı böcekler—özellikle arılar—henüz yeterince aktif değildir. Bu nedenle çoğunlukla cinsel üreme yerine klonal yayılma ile çoğalırlar. Yani yeni kardelenler, ana bitkinin soğanından ayrılan küçük yumrularla oluşur. Bu vejetatif üreme yöntemi, cinsel üremeye kıyasla genetik çeşitlilik bakımından daha sınırlı olsa da zorlu kış koşullarında hızlı, güvenilir ve sürdürülebilir bir çoğalma sağlar.

Yine de bazı sıcak ve güneşli günlerde erken uyanan böcekler, özellikle de aç kalmış arılar yiyecek aramaya başlar. Bu durumda çevredeki sayılı polen ve nektar kaynaklarından biri olan kardelen çiçekleri onlara çekici gelir. Böylece kardelenlere seksüel (cinsel) üreme şansı doğar. Polenle döllenen çiçeklerin tohumları geliştikçe doğadaki nadir ve etkileyici bir yayılım stratejisi devreye girer: karıncalar aracılığıyla tohum yayılımı.

Çiçeklenme dönemi sona erdiğinde, kardelenin gövdesi yavaşça eğilerek tohum kapsüllerini toprağa yaklaştırır. Her tohumun ucunda “elaiosome” adı verilen, yağ ve protein açısından zengin bir uzantı bulunur. Bu yapı, karıncaların ilgisini çeker. Karıncalar, elaiosome'u larvalarına besin olarak taşırken tohumu da yuvalarına götürür. Besin kısmı tüketildikten sonra tohum sağlam kalır ve genellikle karınca yuvasının güvenli ve nemli ortamında çimlenme şansı bulur. Bazı bitkilerde çok etkili bir tohum yayma mekanizması olan bu doğal iş birliği myrmekokori olarak adlandırılır.

Sonuç olarak kardelenlerin narin görünüşlerinin ardında son derece karmaşık ve etkileyici bir biyolojik sistem saklıdır. Yer altında sakladıkları enerjiyle, antifriz proteinlerinin moleküler korumasıyla, sert yapraklarıyla donmuş toprağı yarma becerileriyle ve sıcaklığa duyarlı çiçek hareketleriyle kardelenler, en sert koşullarda bile yaşamın nasıl filizlenebileceğini gösteren çarpıcı bir örnektir.

Kaynaklar:

• Harland, G. (2016). Snowdrop. Reaktion Books.
• Prokop, P., Fančovičová, J., & Hlúšková, Z. (2022). Seed dispersal by ants in three early-flowering plants. Insects, 13(4), 386.
• Kong, C. K., Low, L. E., Siew, W. S., Yap, W. H., Khaw, K. Y., Ming, L. C., ... & Goh, P. H. (2021). Biological activities of snowdrop (Galanthus spp., Family Amaryllidaceae). Frontiers in Pharmacology, 11, 552453.
• Zubov, D. A., Konca, Y., & Davis, A. P. (2019). Galanthus bursanus (Amaryllidaceae): a new species of snowdrop from the Marmara Sea region, NW Turkey. Kew Bulletin, 74(2), 18.
• Davies, P. L., & Sykes, B. D. (1997). Antifreeze proteins. Current opinion in structural biology, 7(6), 828-834.
• https://originaloutdoors.co.uk/why-do-snowdrops-grow-in-winter/
• https://www.lincstrust.org.uk/blog/rachel-shaw/snowdrops
• https://blog.edvotek.com/2021/03/02/the-science-of-snowdrops/

Yazar Hakkında:

Gülnur Şener

Moleküler Biyolog