BİR BİTKİ DOĞUYOR

 

Yeryüzündeki ekolojik dengenin ve canlılığın devamında son derece önemli bir role sahip olan bitkiler, bu önemle doğru orantılı olarak diğer canlılara kıyasla çok daha etkin üreme sistemlerine sahiptirler. Bu sayede hiç zorluk çekmeden çoğalmalarını gerçekleştirirler. Bitkilerin üremesi için kimi zaman bir bitkinin sapının kesilerek toprağa gömülmesi, kimi zaman da bir böceğin bir çiçeğe konması yeterli olmaktadır. 

Ana Bitkiden Ayrılmayla Başlayan Yeni Bir Hayat 

Bazı bitkiler cinsiyet ayrımı olmadan, tek bir cinsin belirli yollarla çoğalmasıyla soylarını devam ettirebilirler. Bu gerçekleştirilen çoğalmaya eşeysiz üreme adı verilir. Bu şekildeki bir üremeden sonra ortaya çıkan yeni nesil kendisini meydana getiren neslin tıpatıp aynısı olur. Bitkilerdeki en bilinen eşeysiz üreme şekilleri tomurcuklanma ve parçalara ayrılmadır. 

Bazı özel enzimlerin yardımıyla gerçekleşen bu üreme biçimi (tomurcuklanma veya parçalanma) pek çok bitkide görülebilir. Örneğin çimenler ve çilekler "sürgün" denilen yatay uzantılarını kullanarak çoğalırlar. Patates ise toprağın altında yetişen bir bitki olarak, bu kısımlarda açılan yeni özel yerlerden (gözelerden) tomurcuklar vererek çoğalır.

Bazı tür bitkilerde ise yapraklarından bir bölümünün toprağa düşmesi, yeni bir bitkinin yetişmesi için yeterli olmaktadır. Örneğin phyllum daigremontianum adlı bitkinin üremesi yapraklarının ucunda gelişen tomurcuklar sayesinde gerçekleşir. Bu tomurcuklar yere düşer düşmez, bağımsız birer yeni bitki haline gelerek, büyümeye başlarlar. 

Begonya gibi bazı bitkilerde de kopan yapraklar ıslak bir kuma yerleştirildiği zaman, bir süre sonra küçük yaprakçıkların oluştuğu görülecektir. İşte bu yaprakçıklar da yine çok kısa bir süre sonra ana bitkinin benzeri olan yeni bitkiyi oluşturmaya başlarlar.

Bitkilerin de, diğer canlılarda olduğu gibi, tüm yapısal özellikleri hücrelerindeki DNA'larda şifrelenmiştir. Yani her bir bitkinin nasıl çoğalacağı, nasıl nefes alacağı, besinini nasıl sağlayacağı, rengi, kokusu, tadı, içindeki şekerin miktarı, üreme şekli ve daha bunun gibi birçok bilgi o bitkinin istisnasız bütün hücrelerinde bulunmaktadır. Bitkinin köklerindeki hücreler yaprakların nasıl fotosentez yapacağının bilgisine sahiptir ya da yapraklarındaki hücreler köklerin topraktan suyu nasıl çekeceğini bilirler. Kısacası bitkiden ayrılan her parçada, bitkinin tamamını oluşturabilecek şekilde bir şifrelenme ve düzenlenme mevcuttur. Ana bitkinin tüm özellikleri yani genetik olarak bitkiyle ilgili tüm bilgiler, bitkiden kopan bu küçük parçanın  her hücresinde de eksiksiz olarak bulunmaktadır. 

Bu sistemle üreyen bitkilerin her parçasında aynı genetik bilginin olması son derece önemlidir, hatta bu zorunludur. Çünkü bitkinin üremesi sadece bu sistemin işlemesine bağlıdır. Düşen parçada bitkideki genetik bilgilerin tamamı olmasa, aynı özelliklerde bir bitki gelişemez. Bunu bir örnekle açıklayalım. Genetik bilgilerde eksiklik olsa; örneğin bir çileğin rengi ya da içindeki şeker miktarı, kokusu ile ilgili genetik bilgi yeni düşen parçada olmasa çilek, çilek olamazdı. 

Eşeyli Üreyen Bitkiler

   Bitkinin çiçeğinde bulunan erkek ve dişi üreme organları vasıtasıyla gerçekleşen üreme şekli, eşeyli üreme olarak adlandırılır. Her çiçeğin şekli, rengi, içerdiği üreme hücrelerinin kılıfları, taç yaprakları gibi özellikleri bitki türleri arasında değişiklikler gösterir. Yapılardaki bu çeşitliliğe rağmen bütün çiçeklerin görevleri temelde aynıdır. Bu görevler; üreme hücrelerini üretmek, dağıtıma hazır hale getirmek ve kendisine ulaşan diğer üreme hücresinin döllenmesini gerçekleştirmektir. 

   Çiçeklerin açmaya başladıkları dönemde ortaya çıkan polenler, bitkilerin erkek üreme hücreleridirler. Görevleri, kendi türlerinin çiçeklerindeki dişi organlara ulaşabilmek ve ait oldukları bitkinin neslinin devamını sağlamaktır. 

 Her bitkinin polenlerini göndermek için ise kendine özgü bir yöntemi ya da kullandığı bir mekanizması vardır. Bitkilerden kimileri böcekleri kullanırlar, kimileriyse rüzgarın özelliklerinden faydalanırlar. Bitkilerin döllenmesinde kuşkusuz ki en önemli nokta her bitkinin yalnız kendi türünden olan bir bitkiyi dölleyebilmesidir. Bu yüzden doğru polenlerin doğru bitkiye gitmesi son derece önemlidir.

Peki, özellikle bahar aylarında havada bu kadar çok çeşitte polen dolaşırken, nasıl olup da döllenmede hiç karışıklık çıkmaz? Polenler uzun yolculuklara ve değişen şartlara nasıl dayanıklılık gösterirler? 

Tüm bu soruların cevabı polenin yapısı ve dağılma yöntemleri incelendiğinde verilmiş olacaktır.

Polenler

Polenler ilk olarak çiçeklerin erkek üreme organlarında üretilirler ve oradan da çiçeğin dış bölümüne doğru ilerlerler. Buraya ulaştıktan sonra da olgunlaşmaya başlarlar ve sonraki nesil için döllenmeye hazır hale gelirler. Bu polenin hayatındaki ilk aşamadır.

Öncelikle polenin yapısına biraz göz atalım. Polen, gözle görülemeyecek kadar küçük bir mikroorganizmadır (kayın ağacını poleni 2, kabağın poleni ise 200 mikron büyüklüğündedir) (1 mikron=1/1000mm). İçinde büyük gövdeli bir hücre (vejetatif hücre) ile iki sperm hücresi (generatif hücre) bulunur. 

Polen bir tür kutuya benzetilebilir. Polenin içinde bitkinin üreme hücreleri vardır.  Bu hücrelerin çoğu dış etkenlerden zarar görmeden canlılıklarını koruyabilmeleri için çok iyi bir şekilde  saklanmaları gerekir. Bu yüzden kutunun yapısı son derece sağlamdır. Kutunun etrafı "sporoderm" diye adlandırılan bir kabuk tarafından sarılmıştır. Bu kabuğun dış kısmında bulunan ve "ekzin" olarak adlandırılan tabaka, organik alemin bilinen en dayanıklı maddesidir ve kimyasal yapısı henüz tam olarak aydınlatılamamıştır. Bu madde genel olarak asitlerin ve enzimlerin yol açtığı bozulmalara karşı çok dirençlidir. Ayrıca yüksek sıcaklık ve basınçtan da etkilenmez. 

Polenlerin, dölleyecekleri çiçeklere ulaşabilmeleri için genellikle iki farklı yol vardır: Döllenme işleminin ilk aşaması olan taşınma işlemi, polenlerin bir arının, bir kelebeğin ya da herhangi bir böceğin vücuduna yapışıp kendilerini taşıttırmaları veya rüzgarın akışına uygun olarak yol almaları şeklinde gerçekleşir.

 

Rüzgarla Döllenme İşlemi

Yeryüzündeki pek çok bitki, türünün devamını polenlerini rüzgar vasıtasıyla dağıtarak sağlar. Birçok açık tohumlu bitki, çam ağaçları, palmiye ve benzeri ağaçlar ve ayrıca çiçek veren tüm tohumlu bitkiler ile çimensi otların tamamı rüzgarlarla döllenir. Rüzgar, çiçek tozlarını bitkilerden alıp, aynı türden diğer bitkilere taşıyarak döllenmeyi gerçekleştirir. 

Rüzgarla döllenme işleminde, halen bilimadamlarının açıklama getirmekte zorlandıkları pek çok nokta ve cevap bekleyen pek çok soru vardır. Örneğin rüzgarla taşınan binlerce polen çeşidinden her biri, kendi türüne ait olan bitkinin çiçeğini nasıl tanımaktadır? Bitkiden fırlatılan polenler hiçbir yere takılmadan nasıl olup da bu bitkinin dişilik organlarına ulaşırlar?  Döllenme ihtimali oldukça düşük olmasına rağmen nasıl olup da binlerce bitki, üstelik de milyonlarca yıldır bu yolla döllenmektedir? 

İşte bu soruların cevabını verebilmek için yola çıkan Cornell Üniversitesi'nden Karl J. Niklas ve ekibi rüzgarla döllenen bitkileri incelemeye almışlardır. Buldukları  sonuçlar son derece şaşırtıcı olmuştur. Niklas ve ekibi rüzgarla döllenen bitkilerin havadan bol miktarda  polen yakalayabilmelerini sağlayan, aerodinamik çiçek yapılarının olduğunu keşfetmişlerdir.

Bitkilerdeki bu aerodinamik yapı nedir? Nasıl bir etkisi vardır? Bu soruların cevaplarını verebilmek için öncelikle "aerodinamik yapı" tanımının açıklanması gerekir. Havada hareket eden cisimlere hava akımlarından kaynaklanan bazı kuvvetler etki eder. Aerodinamik kuvvetler olarak adlandırılan bu kuvvetler sayesinde, hareket etmeyi başarabilen cisimler de "aerodinamik yapıya sahip cisimler" olarak adlandırılırlar. Rüzgarla polenleşme sistemini kullanan bazı bitkiler işte bu aerodinamik yapıyı çok etkili bir biçimde kullanırlar. Bu konudaki en güzel örnek çam kozalaklarının yapısında görülür.

Aerodinamik Kozalaklar

Karl Niklas ve ekibinin rüzgarla polenleşmeyi incelemelerine sebep olan sorulardan belki de en önemlisi, "nasıl olup da havada bu kadar çok çeşitte polen dolaşırken, bir bitki çeşidinin polenleri başka bir bitki türü tarafından tutulmamakta ve sadece kendi türünden diğer bitkilere ulaştırılmaktadır" sorusu olmuştur. İşte bu soru, bilimadamlarını rüzgarla döllenen bitkileri, özellikle de kozalakları incelemeye yöneltmiştir. 

Oldukça uzun olan yaşam süreleri ve yüksek boylarıyla tanınan kozalaklı ağaçlarda, kozalaklar erkek ve dişi yapıları oluştururlar. Erkek ve dişi kozalaklar aynı ağaçta olduğu gibi farklı ağaçlarda da olabilirler. Kozalaklarda,  polenleri taşıyan hava akımını kendilerine çekecek özel tasarlanmış kanallar vardır. Polenler, oluşan bu kanallar sayesinde üreme alanlarına kolaylıkla gelirler.

Dişi kozalaklar, erkek kozalaklara göre daha büyüktürler ve tek olarak büyürler. Dişi kozalakların merkez eksenleri etrafında çok fazla miktarda yaprak benzeri yapılar olan "sporofil"ler vardır. Bunlar, balık puluna benzeyen kabuk şeklinde yapılardır. Sporofillerin iç yüzeylerinde iki adet ovül (yumurtanın oluşturulduğu kısım) bulunur. Kozalaklar polenleşmeye hazır olduğunda bu kabuklar iki yana açılır. Böylece erkek kozalaktan gelen polenlerin içeri girmesine olanak sağlanmış olur. 

Bundan başka polenlerin kolaylıkla kozalağın içine girmesini sağlayan özel yardımcı yapılar da vardır. Örneğin dişi kozalakların pulları yapışkan kıllarla döşenmiştir. Bu kıllar sayesinde polenler döllenme için kolaylıkla içeri alınabilmektedirler. Döllenmeden sonra dişi kozalaklar, çekirdek ihtiva eden odunsu ve derimsi yapılara dönüşürler. Daha sonra çekirdekler de uygun koşullarda gelişerek yeni bitkileri meydana getirirler. Ayrıca dişi kozalakların çok şaşırtıcı bir özellikleri daha vardır: Yumurtanın oluştuğu kısım (ovül) kozalağın merkezine çok yakındır. Bu da polenin bu bölüme ulaşması için bir zorluk gibi görünmektedir. Çünkü kozalağın iç kısımlarına ulaşabilmek için, iç eksene açılan özel bir yoldan da geçilmesi gerekmektedir. Bu ilk bakışta kozalakların döllenmesinde bir dezavantaj gibi görülmesine rağmen, yapılan incelemeler sonucunda böyle olmadığı anlaşılmıştır..

Kozalaklardaki bu özel döllenme sisteminin nasıl işlediğinin bulunabilmesi için bir model kozalak hazırlanarak deney yapılmıştır. Helyum doldurularak yapılmış baloncuklar hava akımına bırakılarak hareketleri gözlenmiştir. Bu baloncukların hava akımını rahatlıkla izleyerek, kozalağın içindeki sıkışık koridorlardan hiç zorlanmadan geçme özelliğine sahip oldukları anlaşılmıştır.

Daha sonra bu maket deneyinde gözlemlenen baloncukların hareketleri özel bir fotoğraflama tekniğiyle görüntülenmiştir. Bir bilgisayar yardımıyla görüntüler analiz edilerek rüzgarın yönü ve hızı da tespit edilmiştir. 

Bilgisayardan elde edilen sonuçlara göre, kozalakların rüzgarın doğrusal hareketini üç şekilde değiştirdiği anlaşılmıştır. İlk olarak rüzgarın yönü dallar ve yapraklar vasıtasıyla merkeze doğru döndürülmüştür. Daha sonra bu bölgedeki rüzgar kıvrılarak yumurtanın oluşturulduğu bölgeye doğru sürüklenmiştir. İkinci harekette, kabukçukların tümünü yalayan rüzgar sanki bir girdaptaymış gibi dönerek kozalağın iç eksenine doğru açılan bölgeye yönelmiştir. Üçüncüsünde ise kozalak, çıkıntıları sayesinde çalkantıya neden olarak, rüzgarı aşağıya doğru döndürerek kabuklara yönlendirmiştir. 

Çam ağaçlarının, polenlerin yakalanmasını hızlandıran daha başka özellikleri de vardır. Örneğin yumurta hücreleri genellikle dalların ucunda oluşur. Bu da polenlerin kaybını en aza indirir. 

Bundan başka çam kozalağının etrafındaki yapraklar, hava akımının hızını azaltarak kozalak üzerine daha fazla polen düşmesine yardım ederler. Kozalak etrafındaki yaprakların simetrik dizilişi de, herhangi bir yönden gelen polenlerin kolaylıkla tutulmasına yardımcı olur.  

Tüm polenlerde olduğu gibi çam polenlerinin de türlere göre farklı biçimleri, büyüklükleri  ve yoğunlukları vardır. Bu sayede her polen hava akımından değişik yönde etkilenmiş olur. Örneğin, bir türün polenleri, başka bir türün kozalağının oluşturduğu hava akımlarını izleyemeyecek bir yoğunluğa sahiptir. Bu sebeple kozalağın oluşturduğu akımın dışına çıkarak toprağa düşerler. Bütün kozalak çeşitleri kendi türlerinin polenlerine en uygun hava akımını oluştururlar. Kozalakların bu özelliği sadece polenleri tutmaya yaramaz. Hava akımının meydana getirdiği bu filtre özelliğini bitkiler çok değişik işler için de kullanırlar. Örneğin bu yöntem sayesinde dişi kozalaklar, yumurta hücrelerine zarar verebilecek mantar polenlerinin yönünü de değiştirebilirler. 

     Bitkiler tarafından havaya rastgele atılan polenlerin kendi türdeşlerine ulaşabilmesi için alınan önlemler sadece bunlarla sınırlı değildir. Bitkinin polenlerinin ihtiyaçtan çok daha fazla miktarda üretilmesi de, polenleşme işlemini bir yere kadar güvence altına almış olur. Çeşitli sebeplerle oluşabilecek polen kayıpları bu sayede bitkiyi etkilemeyecektir. Örneğin çam ağaçlarındaki her bir erkek kozalak yılda 5 milyondan fazla polen üretirken, tek başına bir çam ağacı ise yılda 12.5 milyar civarında polen üretmektedir ki bu, diğer canlıların üreme hücreleriyle karşılaştırıldığında son derece olağanüstü bir sayıdır.   

Bununla birlikte rüzgarla taşınan polenlerin önünde daha pek çok engel vardır. Bunlardan biri de yapraklardır. Polenler havada uçuşmaya başladıkları sırada, yapraklara takılıp kalmalarını engellemek için bazı bitkilerde (fındık, gürgen, ceviz vs) çiçekler yapraklardan önce açarlar. Bu sebeple polenleşme yaprakların henüz gelişmedikleri bir zamanda gerçekleşmiş olur. Buğdaygillerde ve çamgillerde ise polenleşmenin kolaylıkla gerçekleşebilmesi için çiçekler bitkinin uç kısımlarında bulunmaktadır. Böylelikle yapraklar polenin hareketine bir engel teşkil etmemiş olurlar.

 Alınan bu önlemlerle polenler oldukça uzak mesafelere kadar gidebilirler. Bu uzaklık bitkinin türüne göre değişir. Örneğin üzerlerinde hava kesecikleri bulunan polenlerin katedebildikleri mesafe, diğer türlere göre çok daha fazla olabilir. 2 tane hava keseciği taşıyan çam polenlerinin yüksek hava akımları ile 300 km kadar uzağa taşınabildiği belirlenmiştir

Polenlerin Hayvanlar Vasıtasıyla Taşınması

Polenlerini hayvanlara dağıttıran bitkilerle bu dağıtımda görev alan hayvanların aralarındaki ilişkiler gözlemcileri hayrete düşürmektedir. Çünkü bu canlılar karşılıklı bir alış-verişi gerçekleştirmek için, birbirlerini etkileyecek ve cezbedecek yöntemleri ustaca kullanırlar. Önceleri, genel bir kanaat olarak bitkilerin hayvanlarla olan ilişkilerde fazla rollerinin olmadığı zannedilirdi. Oysa araştırmalar bu kanaatin tam tersi bir sonucu ortaya koydu: Bitkiler hayvanlardaki tavır ve davranışları doğrudan etkilemektedirler. 

Örneğin bitkilerdeki renk sinyalleri kuşlara ve diğer hayvanlara hangi meyvelerin olgunlaşıp yayılmaya hazır olduğunu haber verir. Çiçeklerin rengi ile bağlantılı olan nektar miktarları da, dölleyicinin çiçek üzerinde daha uzun kalmasını sağlayarak döllenme şansını artırır. Özel çiçek kokuları da doğru dölleyicileri tam gerekli zamanda çeker. Bitkiler hayvanları etkilemede çok aktif bir rol oynarlar. Kullandıkları özel stratejilerle polenlerini taşıyacak hayvanları mükemmel bir şekilde yönlendirirler.

Bunlardan başka bitkiler amaçlarına ulaşabilmek için kimi zaman da yanıltıcı yöntemler kullanırlar. Tozlaşmayı sağlayacak olan hayvan genellikle bitkinin kurmuş olduğu tuzağa düşer ve böylelikle bitki hedefine ulaşır. 

Alıntıdır.