Allelopati

Allelopati; bir bitki tarafından oluşturulan ve salıverilen bazı kimyasal maddelerin başka bir bitkiyi olumlu veya olumsuz yönde etkilemesi olarak tarif edilir. Bu olay bitkiler arasındaki kimyasal etkileşim olarak ta düşünülebilinir. Ancak mikroorganizmaları ve böcekleri de kapsar. Allelopatik etkiye sahip olan maddelere allelokimyasal madde veya ‘Allelokimyasal’ adı verilir. Bu maddeler bir bitki tarafından çevreye salıverilir ve daha sonra bu maddeyi alan diğer komşu bitkilerin büyümesi etkilenir. Bu konu sadece biyokimyasal etkileşimler ve fizyolojik olaylarla sınırlı olmayıp aynı zamanda allelokimyasalların moleküler seviyede etki mekanizmasıyla ilgilidir.

Allelopati terimi (Allelon: Biri, diğeri. Pathos: Karşı koyma, etkileme) ilk defa 1937’de Molisch tarafından ortaya atıldı.


ALLELOPATİ VE CEVİZ ÖRNEĞİ

Bir allelokimyasal, bir bitki türüne olumsuz diğerine olumlu etki gösterebilir. Bu durum allelokimyasalın çeşidine , konsantrasyonuna ve etkileme süresine bağlıdır. Ancak genelde allelokimyasalların etkileri bitkiler üzerinde olumsuz olmaktadır.

Allelopatik etkinin başlıca olumsuz semptomları; büyümede ve fotosentez hızında azalma, besinleri absorbe etme gücünde azalma, klorozis, deformasyon, absisyon, kuruma ve ölüm olarak sıralanabilir. Allelopati esasen basit bir olay olmayıp oldukça karmaşık olaylar zinciridir. Çünkü bir bitkiden salınan allelokimyasal, alıcı bitkiye direkt olarak geçebileceği gibi toprakta bir takım değişikliklere uğradıktan sonra da geçebilir. Allelokimyasal, bitkinin köklerinden ya da yapraklarından salgılanabilir. Eğer köklerden salgılanmışsa doğruca toprağa, yapraklardan salgılanmışsa önce yağmur suyuyla yıkanarak toprağa geçer sonra topraktan başka bir bitkinin köklerine ulaşır ve köklerden alınır. Allelokimyasal, taşınma sırasında topraktaki mikroorganizmalar (bakteri, mantar) tarafından değişikliğe uğratılabilir. Bazı allelokimyasallar ise yapraklardan uçucu madde veya gaz formunda havaya salınır ve hava vasıtasıyla başka bir bitkinin yapraklarından içeriye alınabilir.

Allelokimyasalların, sentezlediği bitkideki fizyolojik rollerinin ne olduğu henüz bilinmemektedir. Ancak başka bitkiler üzerindeki olumsuz etkilerinin çoğunlukta olması, allelokimyasalların bitkiler için bir savunma silahı olabileceği gibi, az da olsa bazı bitkiler üzerinde olumlu etkilerinin de olması açısından bunların bitkiler arasındaki sosyal komşuluk ilişkilerinin düzenlenmesinde rol alan maddeler olabileceği düşünülmektedir. (Hale ve Orcutt,1987)

Amerika’da doğal olarak yayılım gösteren karaceviz ağaçlarının (juglans nigra) dibinde ekilen yonca otlarının yağmurlardan sonra kısa zamanda öldükleri, ceviz yapraklarından damlayan yağmur sularının saksılardaki domateslere verilmesiyle domateslerin öldükleri, ceviz ağacına yakın olan elma ağaçlarının cevizden tarafa olan dal ve köklerinin kurudukları, buna rağmen ceviz dibinde üçgül ve çayır otlarının çok iyi gelişebildikleri Massey, 1925 ve Schneiderman, 1927 tarafından rapor edilmiştir.Daha sonra bu etkiye sahip olan madde, cevizin kök ve yaprak özütlerinden izole edilerek bunun 5-Hidroksi-Naftakinon olduğu teşhis edilmiş ve cevizin Latince ismine ithafen ‘juglon’ adı verilmiştir.Daha sonraki çalışmalarda juglonun sadece kara ceviz ağaçlarından değil diğer ceviz türlerinden de salıverildiği belirlenmiştir. Bunlardan biri de ülkemizde yaygın bir ceviz türü olan Juglans regia L.dır. Bu ceviz türünde juglon miktarının mevsimlik değişikliği incelendiğinde kışın en düşük seviyede iken ilkbahar başlangıcından Nisan sonuna kadar düzenli bir artış, daha sonra Haziran sonuna kadar bir azalma ve Temmuz başından Ağustos ortasına kadar tekrar bir artış gösterdiği belirlenmiştir. Juglonun köklerde sentezlenip ksilem aracılığıyla yapraklara taşındığı ve juglonun bitkide Hidrojuglon şeklinde bulunduğu ancak daha sonra bunun oksitlenmesiyle toksik karakterli juglona dönüştüğü belirtilmiştir..

Terzi ve İ.Kocaçalışkan tarafından yapılan çalışmalarda ceviz yaprak özütlerinin ve juglonun domates, hıyar, tere üzerinde olumsuz, kavun üzerinde ise olumlu etkileri tespit edilmiştir.


ALLELOKİMYASALLARIN TAŞINMASI VE BUNA ETKİ EDEN FAKTÖRLER

Doğal çevrede allelopatik faaliyetleri anlamak için mikrobial floranın ve toprağın etkileri hususunda birçok çalışmalar yapılmıştır. Aslında Allelopati üzerine son literatürlerin zengin olmasına rağmen toprakta allelokimyasalların akıbeti hakkında sadece birkaç araştırma bulunmaktadır. Allelopatide sebep-sonuç ilişkisini anlamak ve iki bitki arasındaki etkileşimin allelopatik bir olay olduğunu kabul için aşağıdaki hususlar belirtilmiştir.

1- Fitotoksik bir kimyasal madde sentezlenmelidir.
2- Bu madde oluştuğu organizmadan hedef bitkiye taşınmalıdır.
3- Hedef bitki bu kimyasal maddeye yeterli miktarda ve yeterli süre maruz kalmalıdır.

Bununla beraber allelokimyasalın oluşumu ve hedef bitkinin buna maruz kalması arasındaki kritik ilişki tam olarak anlaşılmış değildir. Çünkü kimyasalın oluştuğu yerden hedef bitkiye ulaşana kadar geçirdiği bazı değişiklikler söz konusu olup bunlar tam olarak aydınlatılamamıştır.

Bir kimyasal madde çevreye yayıldığında birçok etkileşim olayları vuku bulur. Bu olaylar başlıca üçe ayrılır (Rizvi ve Rizvi,1992).

1- Retensiyon (Tutulma)
2- Transformasyon (Yapısal değişme)
3- Transport (Taşınma)

Retensiyon: Bir kimyasalın salındığı yerden toprak, su ve hava aracılığıyla hedef bitkiye olan hareketini geciktirecek veya engelleyecektir.
Transformasyon: Allelokimyasalın yapısını kısmen veya tamamen değiştirecektir.
Transport: Bir Allelokimyasalın çevredeki hareketini belirler.

Böylece bir allelokimyasalın çevredeki akıbeti çevre şartlarının etkisi altında münferit olayların etkileşimine bağlı olacaktır. Toprak pH’ı allelokimyasalın iyonlaşma durumunu ve dolayısıyla onun hareketliliğini etkileyebilir. Toprak oksidasyonu, toprak mikroorganizmalarının faaliyetlerini arttırır. Su ve sıcaklık, hareketi artıracak ve toprak mikroorganizmaları da allelokimyasalların transformasyonunu etkileyecektir.

Bu transformasyon ya allelokimyasalların parçalanması ve daha küçük birimlere dönüşmesi veya başka bir kimyasal madde haline gelmesi şeklinde olur. Hedef bitki, bir allelokimyasal tarafından zarar görebileceği gibi aynı zamanda çevresindeki zararlı kimyasal maddeleri parçalayabilecek enzimleri salgılamak suretiyle onların zararlı etkilerini bertaraf edebilir. Her durumda allelokimyasal madde, toprak ve bitki, allelopatinin üçlü saç ayağı durumundadır. Toprak ve bitki kökleri arasındaki rizosfer olarak bilinir.

……

Allelokimyasalların etki şekli dolaylı ve direkt olmak üzere başlıca ikiye ayrılabilir.
Dolaylı etki, allelokimyasalların bitkiye girmeden bitkinin temasta olduğu dış ortamı etkilemek suretiyle gerçekleşir. Örneğin; bu maddelerin; toprak özelliğini, (besin yapısı, faydalı ve zararlı mikroorganizmaları ve nematodları) etkileyerek dolaylı yoldan yaptığı değişiklikle bu ortamda yaşayan bitkileri etkilediği görülür. Bu etki şekli nispeten az çalışılmakta olup daha ziyade allelokimyasalların direkt olarak bitkiye girerek etkili olması hususunda daha fazla çalışma yapılmaktadır.

Allelokimyasalların etkilediği önemli yerler ve olaylar şöyledir:
1- Hücre ve hücre içi yapılar.
2- Fitohormonlar ve hormon dengesi.
3- Zarlar ve geçirgenliği.
4- Polen ve tohum çimlenmeleri.
5- Mineral alınımı.
6- Stoma faaliyeti.
7- Pigment sentezi ve foto sentez.
8- Solunum ve protein sentezi.
9- leg-hemoglobin sentezi ve azot fikzasyonu.
10- Özel enzim aktivitesi.
11- Bitki-su ilişkileri.
12- Genler.

Bunlardan başka allelokimyasalların oluşumu ve çevreye salıverilmelerini, onların obsobsiyonunu ve alıcı bitkideki taşımını etkileyen faktörler de allelokimyasalların etkileme şeklini anlamada düşünülmesi gereken hususlardır. Bu hususta yapılan bir araştırmada Allelokimyasalların bitkide sentezini ve salgılamasını arttıran en önemli faktörün sıcaklık olduğu belirtilmiştir.



ALLELOKİMYASALLAR VE ÇEVRE

Yüzlerce çeşit kimyasal madde zirai ilaçlar (herbisit, fungusit, pestisit) gıda koruyucusu ve katkı maddeleri, kozmetikler ve tıbbi ilaçlar olarak devamlı bir şekilde üretilmektedir. Bu sebeple bu kimyasal maddelerin çoğunun kullanılması hem çevre hem de sağlık açısından bir sorun odağı haline gelmektedir. İlgili sakıncalar, bu maddelerin çoğunun suni olarak sentezlenmeleri ve biyolojik parçalanmalarının zor veya imkansız olmasına bağlıdır. Diğer taraftan allelokimyasallar doğal yoldan bitlilerce sentezlendiklerinden biyolojik parçalanabilirlikleri mümkün ve kolay olduğu için hem tüketiciler hem de çevre için daha sağlıklı ve güvenilirdirler. Bu yüzden endüstri teknologları bu tip kimyasalları üretme ve uygulama yollarını araştırmaktadırlar.

Bununla birlikte belirli allelokimyasallar, örneğin mimosin sadece bitkiler ve organizmalar üzerinde değil evcil hayvanlar üzerinde de olumsuz etkiye sahiptir. Böylece allelokimyasallar besin zincirinde taşınarak insanı da etkileyebilir. Aşırı toksik maddeler konukçulara zarar verdikleri gibi tüketicilere de zarar verirler. Bu tip aşırı toksik allelokimyasalların üretilmesinde bu durum göz önüne alınmalı ve ona göre uygulanacak doz ayarlanmalıdır. Yine de, sentetik maddelerin günümüzde meydana getirdiği çevre kirliliğine bir alternatif olarak allelokimyasalların kullanılması daha sağlıklı ve güvenli olacaktır. Çünkü çevredeki ömürleri kısa olduğundan birikim yapmazlar.


NEEM ALLELOKİMYASALLARI VE BÖCEK KONTROLÜ

Bitki-böcek etkileşiminde bitki allelokimyasallarının rolü son yıllarda oldukça önem kazanmıştır. Bununla beraber bazı böcekler allelokimyasalların toksik etkisini değiştirecek ve böylece ondan zarar görmeyecek bir organizmaya sahiptir. Bazı allelokimyasallar böcekler için insektisid olarak kullanabilir. Bunun birkaç örneği vardır. Örneğin Hindistan’da doğal yayılış gösteren Neem ağacı(Azadirachta indica) Meliaceae familyasından bir bitki olup böcek kontrolünde son yıllarda kullanılmaktadır.

Hindistan’da eski zamandan beri kurutulmuş Neem yapraklarının depolanan tahıllarla karıştırılması veya elbiselerin arasına yerleştirilmesi işlemi böcekleri kaçırmak için kullanılmaktadır. 1930’lardanitibaren bu konuda araştırmalar yapılmış ve bazı bilimsel sonuçlar elde edilmiştir.

Buna göre Neem allelokimyasalları böcekler üzerinde insektisid, büyüme inhibitörü, beslenme engelleyici,antihormon,yumurtlamadan vazgeçirici ve antifertilik etkiler gösterir. Bu bitkinin aynı zamanda antifungal, antiviral ve nematisidal özelliklere sahip olduğu da anlaşılmıştır.Bu biyolojik aktiviteler Neem bitkisinin tohumlarından ve yapraklarından çıkarılan yağda, ayrıca tohum ve meyve özütlerinde gösterilmiştir. Bu materyaller; sebzeler, meyveler, depolanmış tahıllar ve süs bitkileri üzerinde yaşayan çok geniş bir böcek grubuna karşı etkilidirler. Diğer taraftan tıbbi ve hijyenik öneme sahiptirler.

Neem allelokimyasalları özellikle çevre güvenliği açısından çok uygun bileşiklerdir. Yüksek parçalanabilirlik özelliklere sahiptir. Uygulamadan iki hafta sonra tamamen parçalanmaktadırlar. Güneş ışınına karşı hassatırlar-kolayca parçalanırlar. Bu yüzden bunların bitkilere uygulamasının akşamüzeri yapılması daha uygundur. Çünkü yaprak üzerinden emilebilmesi, için belli bir süreye ihtiyaç vardır.

Allelopati
Prof. Dr. İsmail Kocaoğlu