Biyologlar - Biyolojiye Gerçekçi Yaklaşım

BITKILERDE FLAVONOID PIGMENTLERININ EVRIMI

---

Flavonoidlerin yapılarının değişkenliği yanında tümüyle sekonder metabolit oluşları nedeniyle beklenen oranda kemotaksonomik veri sağlanamamıştır. Ancak filojenetik açıdan önemli korelasyonlar kurulabilmiştir.
Angiosperm yapraklarındaki fenolik bileşiklerin bitkilerdeki linyinleşme düzeyi ile ilişkileri 1960’larda kurulmuşsa da petallerdeki bileşiklerin doğal seleksiyonla ilişkisi uzun süre tartışma konusu olmuştur. Bunun da nedeni stabilitlerinin düşük olduğu düşüncesidir. Zamanla bu karakterin birkaç cins dışında yaprak biçimi gibi birçok morfolojik karakterden daha değişken olmadığı anlaşılmıştır. Ayrıca pigment derişimi, pH, ko-pigment derişimi gibi etkenlerin pigmentin kimyasal yapısını etkilemeden renk değişimine neden olduğu görülmüştür. Örneğin üç Gossypium türünün petallerindeki flavonoid glikozitlerinin bileşimlerinin farklı renk mutantlarında allel genlerin etkisiyle değişmediği saptanmıştır.
Özellikle Plumbaginaceae ve Gesneriaceae gibi bazı fam.larda antosiyaninler ile flavonların yer aldığı flavonoid grubu maddeler başta olmak üzere çalkonlar ile oronların ve kimyasal açıdan yapısal yakınlıkları olup ta renksiz olan flavononlar ile lökoantosiyanidinler gibi maddelerin incelenmesi ile önemli bilgiler elde edilmiştir.

İLKSEL BİTKİLERDEKİ FLAVONOİDLER

Bakteri, fungi ve alglerde flavonoidlere nadiren rastlanmaktadır, özellikle bakteri ve funguslarda özellikle antosiyaninler görülebilmektedir. Daha seyrek olmakla birlikte renkleri ve çözünürlikleri antosiyaninlere benzeyen fenaziler ve kinonlara da rastlanmaktadır.
Yosunlar ve eğreltilerde ise flavonoidlere çok sık rastlanmakta ve filojenetik korelasyonlar sağladıkları da gösterilebilmektedir. Bu bitkilerdeki pigmentler biyojenetik açıdan ilksel, genellikle antosiyaninlerin kimyasal karakteristiği olan 3 - hidroksil grubunu içermeyen, apijennidin veya luteolinidin türevi moleküllerdir.
Örneğin kırmızı yosunlardan Bryum cryophyllum, B. rutilan ve B.weigelii türlerinde luteolinidin 5-mono- ve 5 - di glükozidi bulunduğu bilinmektedir. Sphagnum magellanicum ile S.rubellum’un hücre çeperindeki kırmızı pigmentler antosiyanin yapısında değildir.
Eğreltilerden Adianthum veithchianum, Brechnum brassilense, Osmunda regalis ve Pteris longipinnula ve P.quadriaurita cinslerin olgun sporofit yapraklarında apigenilidin ve luteolinidin, Davallia divaricata’da ise pelorgoinidin ile glükozidi olan monardein bulunur.
Yosunlardan Madotheca plathyphylla’da saponarin glükoflavonu Mnium cuspidatum ve M.undulatum’da, Plagiochila asplenoides’ te ve bir Cleridium türünde ise viteksin ile luteksin bulunmuştur.
Pterydıphyta’da angiospermlerdeki flavon, flavonol ve lökoantosiyanidinlerden luteolin, apigenin, kersetin, kamferol bulunur. Flavonoller 3 - glükozitleri, 3 - ramnozitleri veya 3 - rutinozitleri halindedir. Equisetum palustris’te iki kompleks kamferol 3, 7 - diglikoziti, Sphenomeris ile Cyathea’da viteksin glükoflavonu bulunmuştur. Polypodiaceae’den Matteuccia’da matteusinol ve demetoksi türevi bulunmuşur. Bu üç maddenin de biyojenetik oaçıdan basit maddeler oluşu bitkilerdeki taksonomik dağılımlarının filojeni açısından ilksellik göstergesi olduğunu ortaya koymaktadır.

GYMNOSPERMAE FLAVONOİDLERİ

Yukarıda incelenen ilksel bitkiler ile çok benzerlik gösterirler. Ephedra americana’da viteksin glükoflavonu, Pinus strobus’da strobopinin, Pinus türlerinde 6 - C – metilkersetin ve 6 - C – metilmirisetin bulunur ki bu sübstitüsyonlar da filojenetik yakınlık göstergesidir.
Picea obovata iğne yapraklarında bulunan siyanidin 3 - glükozit antosiyaninin basit fenollerin otooksidasyon ürünü olup bu gruptaki ağaçların yapraklarının kırmızımtrak rengini sağlayan pigment olduğu saptanmıştır. Fakat tüm Gymnospermler bu pigmenti içermemektedirler.

Gymnospermleri ilksel bitkiler ile angiospermlerden ayıran kemotaksonomik karakter amentoflavon gibi biflavonillerin oluşumudur. İki apigenin molekülünün 8 - ve 3’- veya 8 - 8’ pozisyonlarında C – C eşlenmesi ile oluşan bu maddeler Gymnospermae’de çok yaygındır. Cupressus torulosa ve C. sempervirens’ te 8 - 8’ bağlı bileşikler bulunur. Angiospermae’de ise Casuarina stricta ve evrimleşmesi ileri düzeyde olan bir Caprifoliaceae türü olan Viburnum prunifolium dışında rastlanmamıştır.

MONOCOTYLEDONAE FLAVONOİDLERİ

Kemotaksonomik veriler Mono- ve Dicotyledonae’nin aynı kaynaktan paralel evrimleştiğini göstermektedir. İki grup arasındaki tmel farklılık ise ilksel grupları ile ileri evrimleşme ürünü alt grupları arasındaki farklılaşmanın Dicotyledonae’de daha fazla oluşudur.

Monocotyledonae flavonoidleri paralel evrimleşme açısından daha ilginçtir.
Monocotyledonae’den Irıdaceae ile Dicotyledonae’den Leguminosae genel karakter tabloları ile çok büyük farklılığa sahip olmalarına karşın aynı ve diğer akrabalarında çok nadir olan izoflavonlara sahip olmalarına ek olarak mangiferin glikoksantonu içermeleri ile dikkat çekicidirler. Çünkü bu kemotaksonomik durum bağımsız olarak tam çakışan evrim düzeyinde olduklarını göstermektedir.
Benzeri ilişki Graminae ile Tubiflorae arasında da vardır. Örneğin Orobanche ile Leguminosae’den Medicago sativa çok ender rastlanan trisin metillenmiş flavonunu içerir. Gesneriacea üyeleri ile de Sorghum türlerinin apigeninidin ve luteolinidin içermesi de benzeri bir ilişkidir.

Monocotyledonae’de görülmeyen iki Dicotyledonae flavonoidleri ise oronlar, 6- veya 8-hidroksile flavonlar grubundan skutellarein ve kersategetindir. Öte yandan Monocotyledonae’den Xanthorreia cinsinde bu kalson grubu izoflavonlar 5, 6, 7- trihidroksile formları halinde Iris türlerinde bulunmaktadır.
Mono- ve Dicotyledonae arasındaki önmli bir filojenetk ve kemotaksonomik fark ise nitel değil, niceldir: Flavonoller ve lökoantosiyanidinler % oransal olarak Monocotyledonae’de daha azdır ve bu da otsu karakterlerinin sonucudur.

---