Bitki ıslahı olmasaydı, bugün sahip olduğumuz anlamda bir uygarlık da büyük olasılıkla var olmazdı.

Yabani buğdayın verimi, günümüz kültür çeşitlerinin onda biri ile onda üçü arasında tahmin edilir; yabani mısırın koçanı ise bugünküyle kıyaslanamayacak kadar küçük ve verimsizdir. Bu koşullarda aynı araziden beslenen nüfus, bugünkünün çok küçük bir kesrinde kalırdı. Nüfus yoğunluğunun olmadığı bir yerde gelişmiş iş bölümü, iş bölümünün olmadığı yerde yazı, felsefe, bilim ve teknoloji gelişemezdi. Şehirler kurulmaz, imparatorluklar yükselmezdi. İnsan, büyük olasılıkla küçük ve dağınık topluluklar halinde, zamanının büyük bölümünü yiyecek peşinde koşarak geçiren bir tür olmaya devam ederdi. Tarihte pek çok şey bir icadın ya da keşfin ürünüdür; ama uygarlığın kendisi, büyük ölçüde tohumun ıslah edilmesi sonucu ortaya çıkabilmiştir.

Evrim genellikle görünmez bir süreç olarak resmedilir; rastlantısal mutasyonların tetiklediği, bir türe mal olması binlerce nesil süren sabırlı bir doğa mekanizması. Oysa insanlık, bu süreci kendi elleriyle hızlandırma yeteneğine sahip olduğunu çok erken keşfetti. Tarım ve hayvancılığın başladığı günden bu yana Homo sapiens, hem bitkilerin hem de hayvanların genetik yazgısına müdahale ederek doğal seçilimin binlerce yıl içinde gerçekleştirebileceği dönüşümleri yüzyıllar, hatta on yıllar içinde hayata geçirdi.

Tohum Seçimi: Tahıllar ve Baklagiller

Yaklaşık on iki bin yıl önce, Bereketli Hilal olarak bilinen Orta Doğu coğrafyasında ilk çiftçiler, belki de tam anlamıyla farkında olmadan, tarihin en büyük biyolojik müdahalesini başlattılar. Triticum monococcum gibi iki takım kromozomlu (diploid) yabani buğday türlerinden tohum toplarken, doğal olarak en iri, en dolgun ve en kolay ayrışan başakları seçiyor; bir sonraki yıl bu tohumları ekiyorlardı. Bu yinelemeli seçim, yüzyıllar boyunca sürdüğünde, bitkinin genetik yapısı sessiz sedasız değişmişti. Günümüz ekmeklik buğdayı (Triticum aestivum), atasından yalnızca görünüş bakımından değil, kromozom sayısı bakımından da ayrışır ve altı takım kromozomlu (hekzaploid) bir yapıya sahiptir. Bu dönüşümde yalnızca insan eliyle seçilimin değil, farklı yabani buğday türleri arasındaki doğal hibritleşmelerin de etkisi olmakla birlikte, ıslahın genomun temel mimarisini dönüştürebildiğinin güçlü bir kanıtıdır.

Bu süreç, evcilleştirme sendromu olarak bilinen tipik değişimleri de beraberinde getirdi. Yabani buğdayda tohumlar olgunlaşınca başaktan dağılır (dökümlülük); evcilleştirilmiş buğdayda ise bu özellik baskılanarak hasat kolaylaştırıldı. Kabuklar inceldi, daneler büyüdü, yabani türler arasında farklılık gösteren olgunlaşma dönemleri eş zamanlı hale geldi. İnsan, doğanın ritmini kendi gereksinimlerine uydurmuştu.

Burada bir parantez açarak insanın yerleşik tarıma geçmesinden söz edelim. Paleolitik insan, muhtemelen onbinlerce yıldır yabani tahılları toplamaktaydı. İsrail'deki Ohalo II yerleşim yeri yaklaşık 23.000 yıl öncesine tarihleniyor; tarımın başlangıcından on bin yıl öncesine. Burada bulunan yabani tahıl kalıntıları, insanların bu bitkileri yoğun biçimde topladığını gösteriyor. Daha önemlisi, bazı tohumların boyutu yabani popülasyonların ortalamasının oldukça üzerinde; bu, bilinçsiz de olsa bir seçilim baskısının o dönemde bile işlediğine işaret ediyor.

Avcı-toplayıcılar hasat ederken kaçınılmaz olarak seçiyordu: en olgun, en iri, sapından en kolay ayrılan başakları topluyorlardı. Kendiliğinden dökülen tohumlar yerde kalıyor, bir sonraki nesle katılmıyordu; insanın heybesine giren tohumlar ise bir sonraki mevsimde, ister bilerek ister kazara ekilsin, yeni nesli oluşturuyordu. Bu bilinçsiz ıslahın, büyük olasılıkla, verim artışı üzerinden kalıcı yerleşmeyi tetiklediği düşünülmektedir.

[Göbekli Tepe bu tabloya çarpıcı bir boyut kattı. Yaklaşık 12.000 yıl öncesine tarihlenen bu anıtsal yapı kompleksi, kalıcı tarımsal yerleşimin kanıtlanabildiği dönemden daha öncesine ait. Yani burayı kuranlar, büyük olasılıkla henüz tam anlamıyla yerleşik değildi; ama bu yapıları inşa edip ayakta tutabilmek için, yabani tahıl toplayabildikleri bölgeleri düzenli olarak ziyaret ediyor, yiyecek depoluyorlardı. Bazı araştırmacılar daha da ileri giderek, Göbekli Tepe gibi kutsal merkezlerde belki günler süren törenlerin yiyecek ihtiyacını artırdığını ve bunun tarımın yoğunlaşmasını zorladığını öne sürüyor. Kısacası, dinsel/sosyal organizasyon, yerleşik tarımı zorlayan etkenlerden biri olabilir.]

Mercimek (Lens culinaris), nohut (Cicer arietinum) ve bezelye (Pisum sativum), buğdayla hemen hemen eş zamanlı olarak Bereketli Hilal'de evcilleştirilmiş bir baklagil üçlüsüdür. Bu bitkilerin yabani atalarında tohumlar olgunlaşır olgunlaşmaz bakla kendiliğinden yarılır ve tohumlar yere saçılır; bu, doğal yayılım için mükemmel ama hasat için son derece elverişsiz bir özelliktir. İlk çiftçiler, baklaları daha geç ya da hiç yarılmayan bireyleri farkında olmadan tercih etti. Binlerce yıl içinde bu küçük tercih, tohumlarını insanın eline teslim eden, yarılmayan baklaların evrimsel olarak baskın çıkmasını sağladı.

Mısır (Zea mays), bitki ıslahları arasında belki de en dramatik örneği oluşturur. Meksika’da yaklaşık dokuz bin yıl önce evcilleştirilen mısırın atası, teosinte adı verilen ve koçanı birkaç santimetre uzunluğunda, yalnızca beş ila on dane içeren son derece mütevazı bir bitkidir. Binlerce yıllık seçilim sonucunda, bugünkü mısır koçanları otuz santimetreyi aşmakta ve yüzlerce dane barındırmaktadır. İki bitki yan yana konduğunda, aynı türe ait olduklarına inanmak güçtür.

Pirinç (Oryza sativa) de bu tablonun güçlü bir örneğidir. Özellikle Güneydoğu Asya’da pirincin evcilleştirilmesi, iklim ve kültürel koşullara göre farklılaşan yüzlerce çeşidin ortaya çıkmasına yol açmıştır. Bunun en çarpıcı örnekleri olan indica ve japonica alt türleri arasındaki derin genetik farklılıklar, gerçekte yüzyıllarca süren farklı seçilimlerin yansımalarıdır.

Sebzeler, Meyveler ve Yumrular

Domates (Solanum lycopersicum), patlıcan, biber ve kabak ailesi de benzer bir serüvene sahiptir. Bugün markette karşılaştığımız her renkten irili ufaklı domates çeşitlerinin tamamı Güney Amerika’nın bataklık kıyılarında yetişen küçük ve acımsı yaban meyvelerinin torunlarıdır. Öte yandan Brassica oleracea adlı tek bir yabani ata türünden yalnızca farklı bitki kısımlarını ön plana çıkaran seçilim yoluyla, lahana, karnabahar, brokoli, Brüksel lahanası, kale ve alabaş elde edilmiştir. Hepsi aynı türün, farklı yönlere zorlanmış evrimsel sonuçlarıdır.

Elma (Malus domestica), Orta Asya’nın yabani elma ormanlarından, binlerce yıllık seçilimle bugünkü tatlı, iri ve uzun ömürlü çeşitlerine ulaşmıştır. Armut, şeftali, erik, kiraz ve üzüm de benzer yolculuklar geçirmiştir. Özellikle üzüm (Vitis vinifera) yaklaşık sekiz bin yıl önce Kafkasya bölgesinde evcilleştirildikten bu yana binlerce çeşide ayrılmıştır.

Muz (Musa spp.) üzerinde de durmak gerekir; çünkü muz, seçilimin bir bitkiyi neredeyse üremekten tümüyle koparabildiğinin en iyi örneğidir. Bugün dünyada tüketilen Cavendish muzları, tohumsuz ve üçlü kromozom setine sahip (triploid) bireylerdir. Doğal koşullarda üreyemezler; çoğaltılmaları yalnızca insan eliyle, sürgün aşılamasıyla mümkündür. Bu durum onları genetik olarak aşırı homojen ama hastalıklara karşı kırılgan kılar. 1950'lerde dünya muz üretimini çöküşe götüren ve Panama hastalığı adıyla bilinen Fusarium mantarı günümüzde de muz üretimini tehdit etmektedir. Muzdaki bu ikilem, seçilimin zirvesini ve aynı zamanda kırılganlığını tek bir bitkide cisimleştirmektedir.

Zeytin (Olea europaea), Akdeniz havzasının belki de en köklü tarım bitkisidir. Yaklaşık altı bin yıl önce Anadolu ya da Levant kıyılarında evcilleştirildiği düşünülen zeytinin yabani biçimi (delice) küçüktür, acıdır ve düşük yağ oranına sahiptir. Yüzyıllar boyunca yüksek yağ verimi, iri meyve ve düşük acılık için yapılan seçilim, bugün dünyada üç yüzü aşkın zeytin çeşidinin ortaya çıkmasına yol açmıştır.

Patates (Solanum tuberosum), Güney Amerika'nın And Dağları'nda yaklaşık sekiz bin yıl önce evcilleştirildi. Yabani patates türleri yüksek glikoalkaloid içeriğiyle zehirli olabilmekteydi. And yerlileri binlerce yıl boyunca daha az acı, daha iri ve daha az toksik yumrular veren bireyleri seçerek bugünkü patatesin temelini attı. And Dağları'nda bugün hâlâ beş binden fazla yerel patates çeşidi yetiştirilmektedir. Tatlı patates (Ipomoea batatas) ise farklı bir cins olmasına karşın benzer bir ıslah yolculuğundan geçmiş; nişasta içeriği ve tat profili açısından insan tercihleriyle şekillenmiştir.

Endüstriyel Bitkiler

Pamuk (Gossypium spp.), lif uzunluğu ve dayanıklılığı için binlerce yıldır seçilim uygulanmış bir bitkidir. Yabani pamukların lif uzunluğu birkaç milimetreyi geçmezken, günümüz pamuk çeşitlerinde bu uzunluk üç santimetreye kadar çıkabilmektedir. İlginç olan, pamuğun Eski Dünya'da (Gossypium herbaceum, G. arboreum) ve Yeni Dünya'da (G. hirsutum, G. barbadense) birbirinden bağımsız biçimde evcilleştirilmiş olmasıdır; bu, insan gereksinimlerinin farklı kıtalarda benzer evrimsel baskılar yarattığının çarpıcı bir kanıtıdır.

Şeker kamışı (Saccharum officinarum), Yeni Gine'de yaklaşık on bin yıl önce evcilleştirildi. Yabani akrabalarına kıyasla çok daha yüksek sakaroz konsantrasyonu için seçilen bu bitki, günümüzde dünya şeker üretiminin büyük bölümünü karşılamaktadır. Çok daha yakın bir tarihin ürünü olan şeker pancarı (Beta vulgaris) ise, 18. yüzyılda Avrupa'da düzenli ıslah çalışmalarıyla günümüzdeki yüksek sakaroz içeriğine kavuşmuştur.

Kahve (Coffea arabica), Etiyopya yaylalarının yabani orman örtüsünden çıkıp dünya ticaretinin en değerli bitkilerinden biri haline gelirken de insan seçilimi belirleyici rol oynadı. Kafein içeriği, meyve büyüklüğü, erken ya da geç olgunlaşma ve hastalıklara direnç gibi özellikler çerçevesinde seçilen çeşitler, bugün onlarca farklı kültivar⁽¹⁾ olarak dünya genelinde yetiştirilmektedir. Çay bitkisi (Camellia sinensis) de benzer biçimde aroma, çay asidi dengesi ve yaprak şekli esas alınarak ıslah edilmiş; Çin’den Karadeniz’e kadar uzanan çay kültürünün biyolojik altyapısını bu uzun soluklu seçilim süreci oluşturmuştur.

Keten (Linum usitatissimum), hem lif hem de yağ için seçilime tabi tutulmuş ender bitkilerden biridir. Lif keteni, uzun ve güçlü saplar için seçilirken; yağlı keten, büyük ve yağ oranı yüksek tohumlar için ayrı bir ıslah çizgisinde şekillendirilmiştir. Bu iki hat binlerce yıl boyunca birbirinden ayrı tutulmuş, böylece morfolojik olarak birbirinden belirgin biçimde farklılaşan iki kültivar grubu ortaya çıkmıştır. Aynı türden, özellikleri insan ihtiyacına göre belirlenmiş iki bambaşka bitkinin türetilmesi, seçilimli ıslahın gücünü gösterir.

Islahtan Biyoteknolojiye

On dokuzuncu yüzyılın ikinci yarısında, Gregor Mendel’in bezelye deneyleriyle kalıtımın kuralları gün yüzüne çıktığında, bitki ıslahı sezgisel bir uygulamadan sistematik bir bilime dönüştü. Mendel genetiği hangi özelliklerin nasıl aktarıldığını anlamayı mümkün kılarak ıslah çalışmalarının verimliliğini dramatik ölçüde artırdı. Yirminci yüzyılın ortasında Norman Borlaug’un öncülüğünü yaptığı Yeşil Devrim, kısa boylu ve yatmaya dayanıklı buğday çeşitlerinin ıslahıyla dünyanın pek çok bölgesinde açlık tehdidini geriletti. Bu çalışma, seçici ıslahın bütünüyle bilimsel bir çerçeveye oturmasının bir sonucuydu.

Günümüzde ise CRISPR-Cas9 gibi gen düzenleme teknolojileri, seçilimin kapsamını tümüyle yeniden tanımlamaktadır. Artık yüzlerce nesil beklemek gerekmemektedir; istenen bir gen, birkaç yıl içinde bir türe yerleştirilebilmekte ya da silinebilmektedir. Hastalığa dayanıklı muz çeşitleri, alerjenik protein üretemeyen fıstıklar, kurak koşullara uyumlu buğday hatları ve hızlı büyüyen somon balıkları bu yeni dönemin ilk örnekleri arasındadır.

[Bitki genetiğine yapılan laboratuvar müdahalelerinin sonuçları başarılı olsa da, insan ve çevreye uzun vadedeki etkileri son derece belirsiz ve tartışmalıdır. Bu, başlı başına işlenmesi gereken bir konu olduğu için burada bırakalım.]

Bütün bu dönüşümlerin bir bedeli olduğu gözden kaçırılmamalıdır. Yalnızca birkaç özelliğe odaklanan seçilim, genetik çeşitliliği daraltmıştır. Modern tarım buğdayının ataları olan yabani türler, binlerce yıllık doğal seçilimle biriktirdikleri hastalık direnci genlerini taşımaktadır; oysa monokültür tarım alanlarındaki tekdüze çeşitler bu zenginliğin büyük bölümünden yoksundur. 1840'ların ortasında İrlanda'yı kasıp kavuran patates kıtlığı, genetik homojenliğin nasıl bir kırılganlık yarattığının tarihi kanıtıdır.

Bitki ıslahı olmadan insanlığın günümüz uygarlığına ulaşamayacağını söylemiştik. Bitkiler söz konusu olduğunda, -genetik teknolojiler hariç- bu müdahalelerde etik bir sorun görülmüyor ancak hayvanlara geldiğimizde bu durum tamamen değişiyor.

Onu da haftaya anlatmaya çalışalım…

1. Tarım ve bahçecilikte tercih edilen özellikleri nedeniyle seçilmiş, tohum veya çelikle çoğaltıldığında bu özelliklerini koruyan bitki örnekleri.