En küçük otsu bir bitkiden dünyadaki en yüksek ağaçlara kadar her bitki topraktan kökleri vasıtası ile aldığı mineralleri ve suyu en uçtaki yaprakları da dahil olmak üzere her yere dağıtmak zorundadır. Bu, bitkiler için son derece önemli bir ihtiyaçtır çünkü su ve mineraller bitkinin en fazla ihtiyaç duyduğu maddelerdir.
Fotosentez işlemi de dahil olmak üzere bitkiler tüm faaliyetlerinde suya sürekli ihtiyaç duyarlar. Çünkü bitkiler,
- hücrelerinin canlılığını ve gerginliğini,
- fotosentez işlemini,
- topraktaki erimiş besinlerin alınmasını,
- bitki içinde bu besinlerin değişik yerlere taşınmasını,
- ve sıcak iklimlerde, yapraklarının üzerinde serinletici etki yaparak sıcaktan zarar görmemeleri gibi son derece hayati işlemlerini sadece suyu kullanarak yerine getirirler.
Peki toprağın derinliklerinde saklı duran su ve madensel tuzlar bitki tarafından nasıl alınır? Ayrıca bitkiler kökleri vasıtasıyla topraktan emdikleri bu maddeleri, gövdelerinin farklı bölgelerine nasıl iletirler? Bu zor işlemleri yaparken ne gibi yöntemler kullanırlar?
Bu soruların cevapları verilirken unutulmaması gereken en önemli nokta hiç kuşkusuz ki, suyu metrelerce yukarıya çıkarmanın oldukça zor bir iş olduğudur. Günümüzde bu işlem çeşitli hidrofor sistemleri kullanılarak gerçekleştirilir. Bitkilerdeki taşıma ve dağıtma işlemleri de bir nevi hidrofor sistemi ile sağlanır.
Bitkilerdeki, bu hidrofor sisteminin varlığı yaklaşık 200 yıl önce keşfedilmiştir. Fakat bitkilerde suyun yerçekimine aykırı olarak çalışan bu hareketi sağlayan sistemi kesin bir şekilde açıklayabilen bilimsel bir kanun hala belirlenememiştir. Bu konuda bilim adamları sadece çeşitli teoriler öne sürmekte ve bu teorilerin içinde en akla yatkın ve tatmin edici görünenini geçerli saymaktadırlar.
Bütün bitkiler gerekli olan maddeleri topraktan alabilecekleri bir dağıtım şebekesi ile donatılmışlardır. Bu şebeke topraktan temin edilen mineralleri ve suyu, gerekli miktarlarda olacak şekilde ihtiyaç duyulan merkezlere en kısa zamanda iletir.
Bilimadamlarının bulgularına göre, bitkiler bu zor işi başarmak için birden fazla metod kullanırlar.
Bitkilerde suyun ve besinlerin taşınması birbirinden farklı özelliklere sahip yapılar sayesinde gerçekleşir. Bu yapılar özel olarak tasarlanmış taşıma ve dağıtma kanallarıdır.
Suyun Taşınması
Taşıma işleminin yapılacağı bitkinin büyüklüğü ne olursa olsun, taşıma sistemini oluşturan borular yaklaşık olarak 0.25 mm (meşede)-0.006 mm. (ıhlamurda) genişliğe sahip, kimileri ölü, kimileri de canlı bitki hücrelerinden oluşan, bu saydıklarımızdan başka herhangi bir özelliğe sahip olmayan odunumsu dokulardır. İşte bu yapılar bitkiler için gerekli olan suyu metrelerce yukarıya taşımak için gerekli olan en uygun tasarıma sahiptirler.
Bu taşıma sisteminin faaliyete geçmesi yaprakların su kaybetmesi ile başlar. Yaprakların alt kısmında ve bazı bitkilerde üst yüzde bulunan ince gözeneklerde (stomalar) meydana gelen işlemler nedeniyle bitkilerde taşıma sistemleri harekete geçer.
Eğer dışarıdaki havanın nemliliği %100'den az olursa su, yaprakta meydana gelecek buharlaşma nedeni ile bu gözeneklerden dışarı verilir. Hatta dışarıdaki nemlilik %99 bile olsa, bu durum yapraktaki suyun dışarı çıkması için değerlendirilecek bir potansiyel haline gelir ve yaprak süratle su kaybetmeye başlar. İşte bu şekilde bitkilerin, topraktan aldıkları suyun yapraklardan buharlaşmasıyla oluşan su eksilmesini hemen gidermeleri gerekmektedir.
Görüldüğü gibi yapraklardaki mekanizmalar nemdeki %1 gibi oldukça küçük bir oynamayı tespit edebilecek hassasiyete sahiptirler. Bu çok önemli bir özelliktir.
Su Topraktan Metrelerce Yükseklere Nasıl Taşınıyor?
Topraktan yapraklara sıvıların nasıl iletildiği sorusu üzerine üretilen teorilerin en fazla kabul görenlerinden biri "kohezyon teorisi"dir. Kohezyon kuvveti, ağacın "ksilem" (iletim demetleri) adı verilen odun boruları ile sağlanan bir kuvvettir. Bu kuvvet, odun borularındaki suyu oluşturan moleküller arasında bulunan çekim kuvveti sayesinde ortaya çıkar. Odun boruları, suyun taşınmasını sağlayacak olan iki tipte hücreden oluşurlar. Bu hücrelerin bir türü (tracheids hücreleri) belli bir ebata ve şekle ulaştıklarında sitoplazmalarını yitirerek ölürler. Bunun çok önemli bir nedeni vardır. Suyun borularda taşınması sırasında, herhangi bir engelle karşılaşmadan rahatça hareket etmesi gerekir. Bunu sağlamak için sitoplazmanın tam anlamıyla boş bir boru oluşturması şarttır. Sitoplazmanın kalın selüloz hücre çeperini bırakarak yok olmasının nedeni budur. Yaşayan tüm bitkilerin ksilem boru hatları tamamıyla ölü hücrelerden oluşmaktadır. Bu sistemdeki bazı hücrelerse oyuklu bir yapıya (oyuklu tracheids) sahiptirler. Bunlar uzun hücrelerdir ve kalın, güçlü çeperleri vardır. Ayrıca yanlarındaki hücreler ile birleşecekleri yerlerde küçük deliklere (oyuklara) sahiptirler. Hücrenin oyuk bölgesi, birbirlerine kolay bağlanabilmeleri için, bir sonraki hücrenin oyuğu ile uyumludur. Bu uyum sayesinde hücre uzantıları gövde boyunca bir seri boru hattı meydana getirirler. Hücre çeperlerindeki delikler iki hücrenin birbiri ile birleştiği yerlerdir. Bu yapı, suyun akışı için boru hattının dayanıklılığını artırır.
Buraya kadar saydığımız tüm özellikler bitkilerde taşımanın güvenli bir şekilde gerçekleşmesi için gerekli olan alt yapının ilk basamaklarıdır. Bu hücrelerin oluşturduğu borular öncelikle suyun emilmesi sırasında oluşacak basınca dayanıklı olmalıdır. Yukarıda da görüldüğü gibi bu sağlamlık hücreler arasındaki oyuklar yoluyla sağlanmıştır. Daha sonra maddelerin taşınma sırasında bir engelle karşılaşmasının önlenmesi gerekir, çünkü katedecekleri yolda karşılacakları herhangi bir engel birbirine çok bağlı olan bu sistemde aksaklıklar oluşmasına neden olacaktır. Bu ihtimal de sitoplazmanın ölümü ve boş borular oluşturması ile önlenmiştir.
Ksilem (odun) borularının hücre çeperleri oldukça kalındır çünkü su, emilme yoluyla ve belli bir basınç altında, ağacın içinde bulunan bu boru-yolda ilerleyecektir. Borular oldukça güçlü olan bu negatif basınca karşı koymak zorundadırlar. Ksilem borularında bir nevi su kolonu oluşur. Bu kolonun gerilme kuvveti, bilinen en yüksek ağacın en üst noktasına kadar suyu taşıyabilecek güçte olmalıdır ki bitki hayatını sürdürebilsin. Su, bu güç sayesinde Mamut ağacında olduğu gibi 120 m. yükseğe kadar çıkabilir..
Ksilem borularına suyun topraktan gelişi ise kökler vasıtasıyla gerçekleşir. Bu noktada kökün iç tabakasının önemi ortaya çıkmaktadır. Kökteki hücrelerin protoplazmaları vardır. Hücrenin çevresini oluşturan bu protoplazmalar; büyük bölümü sudan, kalan bölümüyse karbon, hidrojen, oksijen, azot, kükürt, bazen de fosfor içeren proteinler, nişasta ve şeker gibi karbonhidratlar, yağlar ve çeşitli tuzlardan oluşan yapılardır. Ve özel bir yarı geçirgen zar ile kaplanmışlardır. Bu da belirli iyonların ve bileşimlerin kolaylıkla dışarı çıkmalarını sağlar. Kökün bu özel yapısı suyun alımını kolaylaştırmaktadır.
Besin Taşınması
Besinlerin taşındığı soymuk boruları (Phloem) sistemi de iki farklı tür hücreden oluşur. Bu hücreler besinlerin taşındığı temel (eleyici) hücreler ve bağlantı hücreleridir. Her iki hücre de uzundur ve yapı olarak ksilem sistemindeki hücrelerden tamamiyle farklıdırlar. Bu farklılık hücrelerin yapısı incelendiğinde net bir şekilde görülmektedir. Phloem sistemindeki hücrelerin her ikisi de oldukça ince bir hücre çeperine sahiptir. Ayrıca bunlar canlı hücrelerdir. Ksilem sistemindekiler ise ölüdürler.
Soymuk (phloem) borularını oluşturan temel (eleyici) hücreler üzerindeki araştırmalar bunlarda çekirdek bulunmadığını ortaya koymuştur. Buna karşın, bağlantı hücrelerininse oldukça yoğun sitoplazmaları ve dışarı doğru çıkık bir çekirdekleri vardır.
Görüldüğü gibi bitkilerin taşıma sistemlerindeki borular, yapı, şekil ve oluşum olarak birbirlerinden tamamen farklıdır. Bu farklılığın nedeni, hücrelerin yerine getirdikleri görevler ile bağlantılıdır. Hücre çekirdeği, hücreyle ilgili tüm bilgilerin saklandığı bir merkezdir. Böyle bir merkezin hücre içinde bulunmaması ise oldukça olağan dışı bir durumdur. Temel (eleyici) hücrelerin çekirdekleri yoktur, çünkü bu hücrelerdeki bu tip organeller besin maddelerinin akışını engelleyebilirler.
Besinlerin Dağıtılması
Köklerin topraktan aldığı mineralleri dağıtması işlemi de gövdeye düşmektedir. Gövde, mineralleri ihtiyaç duyulan bölgelere en uygun şekilde dağıtmak durumundadır. Örneğin kalsiyumun yaprak sapında daha fazla bulunması gerekir çünkü sap, yaprakları ve çiçekleri taşıdığı için dayanıklı ve sert bir yapıya sahip olmalıdır. Tohumda ise, sapa oranla daha az miktarda kalsiyum bulunur.
İnsan vücudundan bir örnek vermek gerekirse magnezyumun insan vücudundaki görevi kasların güçlenmesini, protein sentezini, hücrelerin büyümesini ve yenilenmesini sağlamaktır. Yani magnezyum, büyümenin ve hücrenin motorudur. Bitkilerde de magnezyum, bitkinin büyüme noktalarında depolanmıştır ve oluşacak klorofilin yapısında yer almak için bekler. Bitkilerde yer alan başka bir element olan fosfor da aynı magnezyum gibi büyüme noktalarında ve bitkinin çiçek, meyve gibi kısımlarında daha fazla bulunur.
Alıntıdır.
Hiç yorum yok:
Yorum Gönder