Forum Kimler Online
Go Back   Ezberim > Her Telden Muhabbet > Genel Kültür > Bilim Kuram ve Teori
Kayıt ol Forumları Okundu Kabul Et


Bitki Ve Bilim

Genel Kültür kategorisinde ve Bilim Kuram ve Teori forumunda bulunan Bitki Ve Bilim konusunu görüntülemektesiniz.
BİTKİ VE BİLİM Bitkilerin Dünyası Temel maddelerin yeryüzündeki dengesini sağlayan en önemli faktör yeşil bitkilerdir.Bundan başka yine yeryüzündeki ısı kontrolünün ...






Yeni Konu aç Cevapla
Seçenekler
  #1  
Okunmamış 19-04-2008, 20:14
 
Standart Bitki Ve Bilim

"Sponsorlu Bağlantılar"

 


BİTKİ VE BİLİM


Bitkilerin Dünyası
Temel maddelerin yeryüzündeki dengesini sağlayan en önemli faktör yeşil bitkilerdir.Bundan başka yine yeryüzündeki ısı kontrolünün sağlanması, atmosferdeki gazların dengesinin korunması gibi, sadece insanlar için değil bütün canlılar için
Bitkilerin Dünyası

Bitkilerin varlığı yeryüzündeki canlılığın devamı için vazgeçilmezdir. Bu cümlenin taşıdığı önemin tam olarak kavranabilmesi için şöyle bir soru sormak gerekir: "İnsan yaşamı için en önemli unsurlar nelerdir?" Bu sorunun cevabı olarak akla elbetteki oksijen, su, besin gibi temel ihtiyaç maddeleri gelir. İşte tüm bu temel maddelerin yeryüzündeki dengesini sağlayan en önemli faktör yeşil bitkilerdir. Bundan başka yine yeryüzündeki ısı kontrolünün sağlanması, atmosferdeki gazların dengesinin korunması gibi, sadece insanlar için değil bütün canlılar için son derece büyük önem taşıyan başka dengeler de vardır, ki bütün bu dengeleri sağlayanlar da yine yeşil bitkilerdir.

Yeşil bitkilerin faaliyetleri sadece bunlarla sınırlı değildir. Bilindiği gibi yeryüzündeki yaşamın ana enerji kaynağı Güneş'tir. Ancak insanlar ve hayvanlar, güneş enerjisini doğrudan kullanamazlar, çünkü bünyelerinde bu enerjiyi olduğu gibi kullanabilecekleri sistemler yoktur. Bu yüzden güneş enerjisi de ancak bitkilerin ürettiği besinler aracılığıyla, kullanılabilir enerji olarak insanlara ve hayvanlara ulaşır. Hücrelerimiz tarafından kullanılan enerji hammaddelerinin tümü, gerçekte bitkiler aracılığıyla bize taşınan güneş enerjisidir. Örneğin çayımızı yudumlarken aslında güneş enerjisi yudumlarız, ekmek yerken dişlerimizin arasında bir miktar güneş enerjisi vardır. Kaslarımızdaki kuvvetse gerçekte güneş enerjisinin farklı formundan başka bir şey değildir. Bitkiler güneş enerjisini bizim için karmaşık işlemler yaparak bünyelerindeki moleküllere depolamışlardır. Hayvanlar için de durum insanlardan farklı değildir. Onlar da bitkilerle beslenir ve bu sayede onların enerji paketleri haline getirerek depoladıkları güneş enerjisini kullanırlar. Bitkilerin kendi besinlerini kendilerinin üretebilmelerini ve diğer canlılardan ayrıcalıklı olmalarını sağlayan ise, hücrelerinde insan ve hayvan hücrelerinden farklı olarak güneş enerjisini doğrudan kullanabilen yapıların bulunmasıdır. Bitki hücreleri bu yapıların yardımıyla, güneşten gelen enerjiyi, insanlar ve hayvanlar tarafından besin yoluyla alınacak enerjiye çevirirler ve formülü yapılarında saklı olan çok özel işlemlerle, besinlere bu enerjiyi depolarlar. Bu özel işlemlerin tümüne birden fotosentez denir.




Bitkilerin fotosentez yapabilmeleri için gerekli olan mekanizma, daha doğru bir anlatımla minyatür fabrika, bitkilerin yapraklarında bulunur. Gerekli olan mineralleri ve su gibi maddeleri taşıyacak son derece özel bir yapıya sahip olan taşıma sistemi de bitkinin gövdesinde ve köklerinde mevcuttur. Üreme sistemi ise her bitki türü için yine özel olarak tasarlanmıştır.

Bütün bu mekanizmaların her birinin kendi içlerinde kompleks yapıları vardır. Ve bu mekanizmalar birbirlerine bağlı olarak çalışırlar. Biri olmadan diğerleri fonksiyonlarını yerine getiremezler. Örnek olarak sadece taşıma sistemi olmayan bir bitkiyi ele alalım. Böyle bir bitkinin fotosentez yapması imkansızdır. Çünkü fotosentez yapması için gerekli olan suyu taşıyacak kanalları yoktur. Bitki besin üretmeyi başarmış olsa bile bunu gövdenin diğer bölümlerine taşıyamayacağından bir işe yaramayacak, bir süre sonra ölecektir.

İleriki bölümlerde geniş bir şekilde ele alınacak olan bu yapılar detaya inilerek incelendiğinde, son derece kompleks bir tasarımın ortaya çıktığı görülecektir. Yeryüzündeki bitki çeşitliliği de göz önüne alınarak değerlendirildiğinde, bitkilerdeki bu olağanüstü yapılar daha da dikkat çekici hale gelecektir.Yeryüzünde 500.000'den fazla bitki çeşidi bulunmaktadır. İşte bütün bu bitki türlerinin her biri kendi içinde özel tasarımlara ve türlerine özgü sistemlere sahiptirler. Temel olarak hepsinde aynı mükemmel sistemler bulunmakla beraber, üreme sistemleri, savunma mekanizmaları, renk ve desen açısından benzersiz bir çeşitlilik söz konusudur. Bu çeşitlilikte değişmeyen tek şey; bitkilerde kurulu olan genel düzenin işlemesi için bitkideki bütün parçaların (yaprak ve yapraktaki yapılar, kökler, taşıma sistemleri, kabuk, saplar) ve daha pek çok mekanizmanın bir anda ve eksiksiz bir biçimde var olması gerekir.

Günümüzde bilimadamları böyle sistemler için "indirgenemez komplekslik" tanımını kullanmaktadırlar. Nasıl ki bir motor herhangi bir dişlisinin eksik olması durumunda çalışamaz hale gelirse, aynı şekilde bitkilerde de tek bir sistemin dahi eksik olması veya sistemin parçalarının görevlerinden birini yerine getirmemesi de bu bitkinin ölümüne neden olur.
İndirgenemez komplekslik özelliği, bitkinin bütün sistemlerinde mevcuttur. Aynı anda bulunması gereken kompleks yapılar ve bu inanılmaz çeşitlilikdir.

VE 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 BİTKİDEN AYRILMAYA BAŞLAYAN YENİ BİR 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.


Bu örnekleri de göz önüne alarak; bir bitkinin parça atarak ya da tomurcuklanarak büyümesi için temelde ne gereklidir? Düşünelim! Bitkilerin genetik yapısına bakıldığında bu sorunun cevabı kolaylıkla verilecektir.

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.





EŞEYLİ ÜREYEN BİTKİLER

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?

POLENLERDEN TOHUMA DOĞRU...

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.


Görüldüğü gibi, bitkilerin devamlılığı için varlıkları zorunlu olan polenlerin korunmaları için çok detaylı tedbirler alınmıştır; polenler adeta özel olarak ambalajlanmışlardır. Bu sayede polenler hangi metodla taşınırlarsa taşınsınlar, ana gövdelerinden kilometrelerce uzaklıkta dahi canlılıklarını sürdürebilirler. Polenlerin çok dayanıklı bir maddeyle kaplanmış olmalarının yanı sıra sayıca çok olmaları da o bitkinin çoğalmasını garanti altına almış olur.
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.



RÜZGARA YELKEN AÇAN POLENLER

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.
Bitkilerdeki 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.

AERODİNAMİK KOZALAKLAR

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.







İşte bu hareketler sayesinde havada uçuşan polenler çoğunlukla hedeflerine ulaşmaktadırlar. Burada dikkat edilmesi gereken nokta hiç kuşkusuz ki, birbirini tamamlayan üç aşamanın olması ve bunların mutlaka bir arada olması gerektiğidir.




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.




Doğal Sondajcılar



Bitkilerin yaşamlarını sürdürebilmeleri için fotosentez yapmaya, bu işlem için de topraktan alacakları suya ve minerallere ihtiyaçları vardır. Bu ihtiyaçlarını karşılamak için de
DOĞAL SONDAJCILAR: KÖKLER




Bitkilerin yaşamlarını sürdürebilmeleri için fotosentez yapmaya, bu işlem için de topraktan alacakları suya ve minerallere ihtiyaçları vardır. Bu ihtiyaçlarını karşılamak için de toprak altında sondaj yapan köklere gereksinim duyarlar. Köklerin görevi, toprağın altına bir ağ gibi hızla yayılıp su ve mineralleri çekmektir. Bununla birlikte bitki kökleri, narin yapılarına rağmen tonlarca ağırlığa ulaşabilen bitkilerin toprağa sıkıca bağlanıp tutunmalarını da sağlarlar. Köklerin toprağı tutma özelliği son derece önemlidir, çünkü bu sayede toprak kaymaları, toprağın verimli üst katmanlarının yağmurlarla kaybı gibi insan yaşamını etkileyecek olumsuz etmenler de ortadan kalkmış olur.

Bu işlemleri yaparken kökler hiçbir teçhizata gerek duymazlar. Köklerin suyu çekme işlemini başlatacak gücü sağlayan bir motorları yoktur. Suyu ve mineralleri metrelerce uzunluktaki gövdeye pompalayacak bir teknik donanımları da mevcut değildir. Ama kökler çok geniş bir alana yayılarak suyu çekebilirler. Peki, kökler bu işi nasıl başarmaktadırlar?
BU SİSTEM NASIL İŞLER?
Erişkin bir akçaağaç sıcak bir yaz gününün öğleden sonrasında her saat için, tek başına yaklaşık olarak 265 litre su kaybeder. Bu, ağaç için çok önemli bir kayıptır. Hemen kaybolan miktarda suyun yerine konması gereklidir. Bitkilerde bulunan kök sistemi sayesinde buharlaşan suyun her damlası anında yenilenir.,





Toprağın derinliklerine dağılmış olan kökler, bitkinin ihtiyacı olan su ve mineralleri, gövde ve dallar vasıtasıyla yapraklara kadar ulaştırırlar. Köklerin topraktaki suyu emmeleri adeta bir sondajlama tekniğini andırır. Kök uçları, topraktaki suyu bulana kadar toprağın derinliklerini aramaya devam ederler. Su köke, öncelikle dış zarından ve kılcal hücrelerden girer. Hücre içinden ve hücre kabuklarından gövde dokusuna geçer. Buradan da bitkinin her bölümüne dağıtılır.

Bitkinin bir şekilde yerine getirdiği bu işlem aslında son derece karmaşık bir işlemdir. Öyle ki bu sistemin sırrı teknoloji ve uzay çağına eriştiğimiz günümüzde bile tam olarak anlaşılabilmiş değildir. Ağaçlardaki, bu bir nevi "hidrofor sistemi"nin varlığı yaklaşık iki yüzyıl önce keşfedilmiştir. Ancak suyun yer çekimine aykırı bu hareketinin nasıl gerçekleştiğine kesin bir açıklama getirebilen bir kanun hala bulunamamıştır
BİTKİ KÖKLERİNDEKİ BASINÇ SİSTEMİ
Bitkiler, köklerindeki hücrelerin iç basınçları dış basınçlarından az olduğunda dışarıdan su alırlar. Başka bir deyişle bitki, topraktan ancak ihtiyacı olduğu zamanlarda su almaktadır. Bunu belirleyen en önemli faktör, bitkinin köklerinin içinde bulunan suyun meydana getirdiği basınç miktarıdır. Bu basıncın dışarıdaki basınç miktarı ile dengelenmesi gereklidir. Bitki bunu sağlayabilmek için, içerideki basınç miktarı azaldığında kökler vasıtası ile dışarıdan su alma ihtiyacı duyar. Bunun tam tersi olduğunda ise, yani bitkideki iç basınç dışarıdakine oranla daha yüksek olduğunda, bitki bu dengeyi sağlayabilmek için bünyesindeki suyu yapraklarından dışarı bırakır.
Eğer suyun topraktaki yoğunluğu normalde olduğundan biraz daha yüksek olsaydı, dış basınç çok yüksek olacağından bitki sürekli su alacak ve bir süre sonra bitki bundan zarar görecekti. Bunun tam tersine suyun topraktaki yoğunluğu daha düşük olsaydı, bitki hücresi dış basınç çok düşük olacağından dışarıdan hiçbir zaman su alamayacaktı. Hatta basıncı dengelemek için bünyesindeki suyu dışarı salacak yani her iki durumda da kuruyarak ölecekti.







"Sponsorlu Bağlantılar"

 
"Sponsorlu Bağlantılar"



  #2  
Okunmamış 19-04-2008, 20:15
 
Standart --->: Bitki Ve Bilim



KÖKLERİN TOPRAKTAN İYONLARI ALMALARI

Bitki kökünde yer alan hücreler, hücre içindeki reaksiyonlarda kullanmak için topraktaki belli iyonları seçerler. Bu son derece önemli bir işlemdir. Çünkü bitki hücreleri, kendi içlerindeki iyonların yoğunluğu, topraktaki iyonların yoğunluğundan 1000 kez daha fazla olmasına rağmen bu iyonları hücre içine kolaylıkla alabilirler.
Normal şartlar altında yüksek yoğunluktaki bir bölgeden, yoğunluğu daha az olan bölgeye doğru madde akışı gerçekleşir. Fakat görüldüğü gibi bitki köklerinin topraktan iyon temininde bunun tam tersi meydana gelmektedir. İşte bu nedenle bu işlem için yüksek miktarda enerjiye ihtiyaç vardır.
İyonların hücre zarından geçişinde iki faktör etkili olmaktadır. Zarın iyon geçirgenliği ve zarın iki tarafındaki iyonların yoğunluk farkı.

Resimdeki minerallerin önümüze konulduğunu ve bunların içinden vücudumuz için gerekli olanlarını seçmemizin istendiğini düşünelim. Bu konuda eğitim almamış bir kişinin böyle bir işlemi yapabilmesi mümkün değildir. Oysa bitkiler milyonlarca yıldır, toprakta bulunan çeşitli elementlerin içinden sadece kendilerine gerekli olanlarını seçer ve kullanırlar.
Bu iki faktörü sorular sorarak inceleyelim. Bir bitkinin topraktaki elementlerin içinden kendisine "gerekli olanları seçmesi" ne anlama gelmektedir? Öncelikle buradaki "gerekli" kavramını ele alalım. Bu "gereklilik" için kök hücresinin bitkinin tamamındaki elementleri teker teker tanıması şarttır. Tanıdığı bu elementlerin de bitkinin her yerindeki eksikliğini tespit etmesi ve ihtiyaç olarak belirlemesi gerekmektedir..




KÖKLERİN SEÇİCİLİĞİ

Doğada çeşitli şekillerde bulunduğunu bildiğimiz elementler, mineraller hakkındaki kimya bilgilerimizi tekrar gözden geçirelim. Nerelerde bulunurlar, hangi madde hangi sınıfa girer, aralarındaki farklar nelerdir, hangisinin ne olduğunu anlamak için ne gibi deneyler ya da gözlemler yapmak gerekir, bu deneylerde kimyasal olarak mı, yoksa fiziksel olarak mı daha hızlı sonuç elde edilir? Sadece fiziksel olarak bakılacak olsa bir masaya koyulan bu maddeler arasında kolaylıkla doğru bir sıralama yapılabilir mi? Renklerinden ya da şekillerinden mineraller ayırt edilebilirler mi?

Bu soruları çoğaltmak mümkündür. Bunlara verilen cevaplarsa aşağı yukarı aynı olacaktır. Eğer bu konuda bir uzmanlaşma söz konusu değilse, lise ve üniversite bilgilerinden arta kalanlarla verilen üstün körü cevaplar kişiyi kesin bir sonuca götürmeyecektir. Mineraller hakkındaki bilgilerimizi sınamak için bu kez de insan vücudundan örnekler verelim.





Vücudumuzda toplam olarak yaklaşık üç kilo mineral vardır. Bunların bir kısmı organizmanın sağlığı için mutlaka gereklidir ve hepsinin vücutta bulunması gereken belirli miktarlar vardır. Örneğin vücutta kalsiyum olmasa dişler ve kemikler sertliğini kaybeder, demir olmayınca hemoglobin de olmayacağından dokularımıza oksijen ulaşamazdı. Potasyum ve sodyum olmasa hücrelerimiz elektrik yükünü kaybeder ve hızla yaşlanırdık.

İnsan vücudunda bulunan minerallerin aynısı toprakta da bulunur. Bunların da hepsinin oranları, görevleri ve toprakta bulunuş şekilleri farklıdır ve bu minerallerden faydalanan pek çok canlı vardır. Örneğin bitkilerde, kendileri için gerekli olan elementleri topraktan kolaylıkla alabilecek şekilde sistemler tasarlanmıştır. Yapılarında yer alan elementlerin hepsinin farklı kullanım alanları, dolayısıyla topraktan alındıktan sonra gitmeleri gereken farklı yerler vardır. Hepsinin görevi ayrıdır.
Bitkiler ihtiyaçları olan tüm mineral besinlerini topraktan alırlar. Bu maddeler toprakta tek olarak bulunmadığı için, bitki bunları iyon olarak emer. Toprak çözeltisinde bulunan çok sayıdaki inorganik iyon arasından bitkiler sadece ihtiyaçları olan 13 tanesini alırlar. Bitkiler, aslında bunlara toprakta bulundukları yoğunluktan daha yüksek yoğunlukta ihtiyaç duyarlar. Bu da gerçekte köklerin ne kadar mükemmel bir toplama sistemine sahip olduklarını gösterir. Öyle ki kökler, ihtiyaçları olan iyonları kendi bünyelerindeki yüksek yoğunluğa rağmen kök hücrelerinden geçirerek pompalarlar.
Basınç sisteminin tersine işleyen bir şekilde gerçekleşen bu pompalama işlemi oldukça zorlu bir iştir. Bu nedenle pompalara yüksek enerji sağlanması gereklidir. Sonuçta, istenilen iyonları çeken ve istenmeyenleri geri iten bir tanıyıcı sistem olması da zorunludur. Bu da iyon pompalarının sadece basit birer pompa olmadıklarını, iyonları seçme özelliğine de sahip olduklarını göstermektedir. Ayrıca bitkilerin topraktan seçilmiş iyonları emerek kullanması, onların tüm canlılar için neden değerli bir mineral besin kaynağı olduğunu da açıklamaktadır.
KARBON AZOT ÇEVRİMİ
Bir bitkinin sağlıklı olarak yaşayabilmesi için nitrojen, potasyum, fosfor, kalsiyum, magnezyum, sülfür gibi ana elementlere ihtiyacı vardır. Bu maddelerin çoğunu bitkiler topraktan direkt olarak temin edebilirken azot için durum farklıdır. Atmosferde %80lik bir orana sahip olan bu gazı bitkiler havadan doğrudan alamazlar. Ancak toprakta bulunan ve nitrojen bağlayan bakterilerden bu ihtiyaçlarını karşılayabilirler.
Diğer elementler de sağlıklı gelişim için gereklidir. Fakat bunlara oldukça az miktarlarda ihtiyaç duyulur. Bu grup demir, klor, bakır, manganez, çinko, molibden ve bor içerir.
Bu on üç gerekli minerale ek olarak bitkiler karbon, hidrojen ve oksijen gibi üç temel yapı taşına da ihtiyaç duyarlar ve bunları atmosferdeki karbondioksit, oksijen ve sudan alırlar. Tüm bitkiler toplam olarak bu 16 elemente ihtiyaç duyarlar.
Bu elementlerin yeteri kadar alınamaması ya da fazla alınması durumunda bitkide çeşitli eksiklikler ortaya çıkacaktır.
Örneğin nitrojen, topraktan fazla alınması durumunda yüksek ısıda kolay kırılmaya ve güçsüz büyümeye sebep olabilir, az alınması durumundaysa bitkilerde sararma, kırmızılıkların ve morlukların oluşması, az tomurcuklanma ve geç büyüme gibi sonuçlar doğurabilir. Fosfor eksikliğindeyse, büyüme yavaşlar, renk koyulaşır, bazı bitkilerdeki yapraklarda kahverengileşme ve morarma oluşur, yine tomurcuklanma azalır ve alttaki yapraklar dökülür, çiçek açımı azalır. Körpe bitkilerin gelişmesi ve tohumlanma için fosfor çok önemli bir elementtir. Kısacası bitkilerin sağlıklı büyümeleri için bu iyonların varlığı ve topraktan gerektiği kadar alınmaları şarttır.




Yapraklar ve Fotosentez
Bitkiler besinlerini üretirken sadece topraktan faydalanmazlar. Topraktaki minerallerin yanında, suyu ve havadaki CO2'i de kullanırlar. Bu hammaddeleri alıp yapraklarındaki mikroskobik fabrikalardan geçirerek fotosentez yaparlar Yapraklar ve Fotosentez

Bitkiler besinlerini üretirken sadece topraktan faydalanmazlar. Topraktaki minerallerin yanında, suyu ve havadaki CO2'i de kullanırlar. Bu hammaddeleri alıp yapraklarındaki mikroskobik fabrikalardan geçirerek fotosentez yaparlar. Fotosentez işleminin aşamalarını incelemeden önce fotosentezde son derece önemli bir role sahip olan yaprakların incelenmesinde fayda vardır.


YAPRAKLARIN GENEL YAPISI


Hem genel yapı olarak, hem de mikrobiyolojik açıdan incelendiğinde yaprakların her yönüyle en fazla enerji üretimini sağlamak üzere planlanmış, çok detaylı ve kompleks sistemlere sahip oldukları görülecektir. Yaprağın enerji üretebilmesi için ısı ve karbondioksidi dış ortamdan alması gerekir. Yapraklardaki tüm yapılar da bu iki maddeyi kolaylıkla alacak şekilde düzenlenmiştir.


Öncelikle yaprakların dış yapılarını inceleyelim.


Yaprakların dış yüzeyleri geniştir. Bu da fotosentez için gerekli olan gaz alış-verişlerinin (karbondioksidin emilmesi ve oksijenin atılması gibi işlemlerin) kolay gerçekleşmesini sağlar.


Yaprağın yassı biçimiyse tüm hücrelerin dış ortama yakın olmasını sağlar. Bu sayede de gaz alış-verişi kolaylaşır ve güneş ışınları, fotosentez yapan hücrelerin hepsine ulaşabilir. Bunun aksi bir durumu gözümüzün önüne getirelim. Yapraklar eğer yassı ve ince bir yapıya değil de herhangi bir geometrik şekle ya da anlamsız rasgele bir şekle sahip olsalardı yaprak fotosentez işlevini sadece güneş ile doğrudan temas eden bölgelerinde gerçekleştirebilecekti. Bu da bitkilerin yeterli enerji ve oksijen üretememesi anlamına gelecekti. Bunun canlılar için en önemli sonuçlarından biri de hiç kuşkusuz ki yeryüzünde bir enerji açığının ortaya çıkması olurdu.





Yapraklardaki özel olarak "tasarlanmış" olan sistemler sadece bunlarla sınırlı değildir. Yaprak dokusunun önemli bir özelliği daha vardır. Bu özellik ışığa karşı duyarlı olmasıdır. Bu sayede ışık kaynağına yönelme, yani fototropizm adı verilen olay gerçekleşir. Bu, saksı bitkilerinde de rahatça gözlemlenen, bitkilerin yapraklarını güneşin geldiği yöne doğru çevirmesine neden olan olaydır. Bitki böylelikle güneş ışığından daha fazla faydalanabilir.



Yapraklar bitkilerin hem nükleer enerji üreten santralleri, hem besin üreten fabrikaları, hem de önemli reaksiyonları gerçekleştirdikleri laboratuvarlarıdır. Yapraklarda hayati önem taşıyan bu işlemlerin nasıl gerçekleştirildiğini anlamak için yaprakların fizyolojik yapısını da kısaca incelemek gerekir.


Yaprağın iç yapısının enine kesiti alınarak bakılacak olursa dört tabakalı bir yapı olduğu görülecektir.



Bu yapılardan ilki kloroplast içermeyen epidermis tabakasıdır. Yaprağı alttan ve üstten örten epidermis tabakasının özelliği, yaprağı dış etkilerden korumasıdır. Epidermisin üstü koruyucu ve su geçirmez mumsu bir madde ile sarılıdır. Bu maddeye kütiküla adı verilir. Yaprağın iç dokusuna baktığımızda ise genelde iki hücre tabakasından oluştuğunu görürüz. Bunlardan iç dokuyu oluşturan Palizad dokuda kloroplastça zengin hücreler, aralarında hiç boşluk bırakmadan yan yana dizilirler. Bu doku fotosentezi yürüten dokudur. Bunun altında bulunan Sünger doku ise, solunumu sağlayan dokudur. Sünger dokudaki hücreler, diğer bölümlerdeki hücrelere göre daha gevşek bir şekilde birbirine kenetlenmiştir. Ayrıca bu dokunun hücreleri arasında hava ile dolu boşluklar vardır. Görüldüğü gibi bu dokuların hepsi yaprağın yapısında son derece önemli görevlere sahiptir. Bu tür düzenlemeler yaprakta ışığın daha iyi dağılıp yayılmasını sağlayarak fotosentez işleminin gerçekleşmesi açısından son derece büyük bir önem taşırlar. Bütün bunların yanı sıra yaprak yüzeyinin büyüklüğüne göre yaprağın işlem yapma (solunum, fotosentez gibi) yeteneği de artar. Örneğin birbirine geçmiş tropikal yağmur ormanlarında genellikle geniş yapraklı bitkiler yetişir. Bunun çok önemli sebepleri vardır. Sürekli ve çok miktarda yağmurun yağdığı, birbirine geçmiş ağaçlardan oluşan tropikal ormanlarda güneş ışığının bitkilerin her yerine eşit ulaşması oldukça zordur. Bu da ışığı yakalamak için gerekli olan yaprak yüzeyinin artırılmasını gerekli kılar. Güneş ışığının zor girdiği bu alanlarda bitkilerin besin üretebilmeleri için yaprak yüzeylerinin büyük olması hayati önem taşımaktadır. Çünkü bu özellikleri sayesinde tropik bitkiler değişik yerlerden, en fazla faydalanacak şekilde güneş ışığına ulaşmış olurlar.




Tam aksine kuru ve sert iklimlerde ise küçük yapraklar bulunur. Çünkü bu iklim şartlarında bitkiler için dezavantaj olan asıl nokta ısı kaybıdır. Ve yaprak yüzeyi genişledikçe su buharlaşması, dolayısıyla ısı kaybı artar. Bu yüzden ışık yakalayan yaprak yüzeyi, bitkinin su tasarrufu yapabilmesi için iktisatlı davranacak şekilde tasarlanmıştır. Çöl ortamlarında yaprak kısıtlaması aşırı seviyelere ulaşır. Örneğin kaktüslerde yaprak yerine artık dikenler vardır. Bu bitkilerde fotosentez etli gövdenin kendisinde yapılır. Ayrıca gövde suyun depolandığı yerdir.

Fakat su kaybının kontrol edilmesi için bu da tek başına yeterli değildir. Çünkü her ne kadar yaprak küçük olsa da gözeneklerin bulunması su kaybını devam ettirecektir. Bu yüzden buharlaşmayı dengeleyecek bir mekanizmanın varlığı zorunludur. Bitkiler de, fazla buharlaşmayı düzenleyen bir çıkış yoluna sahiptirler. Bünyelerindeki su kaybını, gözenek açıklığının kontrolü ile denetim altında tutarlar. Bunun için gözenek açıklıklarını (porları) genişletir veya daraltırlar.






Yaprakların tek görevi fotosentez için ışığı hapsetmeye çalışmak değildir. Havadaki karbondioksidi yakalayıp onu fotosentezin oluştuğu yere ulaştırmaları da aynı derecede önemlidir. Bitkiler bu işlemi de yaprakların üzerinde yer alan gözenekler vasıtasıyla gerçekleştirirler.


KUSURSUZ BİR TASARIM: GÖZENEKLER


Yaprakların üzerindeki bu mikroskobik delikler ısı ve su transferi sağlamak ve fotosentez için gerekli olan CO2'i atmosferden temin etmekle görevlidirler. Gözenek olarak adlandırılan bu delikler, gerektiğinde açılıp kapanabilecek bir yapıya sahiptirler. Gözenekler açıldığında yaprağın hücreleri arasında bulunan oksijen ve su buharı, fotosentez için gereken karbondioksit ile değiştirilir. Böylece üretim fazlalıkları dışarı atılırken, ihtiyaç duyulan maddeler değerlendirilmek üzere içeri alınmış olur.


Gözeneklerin ilgi çekici yönlerinden biri, yaprakların çoğunlukla alt kısımlarında yer almalarıdır. Bu sayede, güneş ışığının olumsuz etkisinin en aza indirilmesi sağlanır. Bitkideki suyu dışarı atan gözenekler, eğer yaprakların üst kısımlarında yoğun olarak bulunsalardı, çok uzun süre güneş ışığına maruz kalmış olacaklardı. Bu durumda da bitkinin sıcaktan ölmemesi için gözenekler bünyelerindeki suyu sürekli olarak dışarı atacaklardı, böyle olunca da bitki aşırı su kaybından ölecekti. Gözeneklerin bu özel tasarımı sayesinde ise, bitkinin su kaybından zarar görmesi engellenmiş olur.



Yaprakların üst deri dokusu üzerinde çifter çifter yerleşmiş bulunan gözeneklerin biçimleri fasulyeye benzer. Karşılıklı içbükey yapıları, yaprakla atmosfer arasındaki gaz alışverişini sağlayan gözeneklerin açıklığını ayarlar. Gözenek ağzı denilen bu açıklık, dış ortamın koşullarına (ışık, nem, sıcaklık, karbondioksit oranı) ve bitkinin özellikle su ile ilgili iç durumuna bağlı olarak değişir. Gözenek ağızlarının açıklığı ya da küçük oluşu ile bitkinin su ve gaz alışverişi düzenlenir.
Dış ortamın tüm etkileri göz önüne alınarak düzenlenmiş olan gözeneklerin yapısında çok ince detaylar vardır. Bilindiği gibi dış ortam koşulları sürekli değişir. Nem oranı, sıcaklık derecesi, gazların oranı, havadaki kirlilik… Yapraklardaki gözenekler tüm bu değişken şartlara uyum gösterebilecek yapıdadırlar.


  #3  
Okunmamış 19-04-2008, 20:17
 
Standart --->: Bitki Ve Bilim






Bunu bir örnekle şöyle açıklayabiliriz. Şeker kamışı ve mısır gibi uzun süre sıcağa ve kuru havaya maruz kalan bitkilerde, gözenekler suyu muhafaza edebilmek için gün boyunca tamamen ya da kısmen kapalı kalırlar. Bu bitkilerin de gündüz fotosentez yapabilmek için karbondioksit almaları gerekir. Normal şartlar altında bunu sağlayabilmek için de gözeneklerinin olabildiğince açık olması gerekir. Bu imkansızdır. Çünkü böyle bir durumda bitki, sıcaklığa rağmen sürekli açık olan gözenekleri yüzünden devamlı su kaybeder ve bir süre sonra da ölür. Bu nedenle bitkinin gözeneklerinin kapalı olması gereklidir.


FOTOSENTEZ


Dünya, canlı yaşamına en uygun olacak şekilde, özel olarak tasarlanmış bir gezegendir. Atmosferindeki gazların oranından, güneşe olan uzaklığına, dağların varlığından, suyun içilebilir olmasına, bitkilerin çeşitliliğinden yeryüzünün sıcaklığına kadar kurulmuş olan pek çok hassas denge sayesinde dünya yaşanabilir bir ortamdır.


Yaşamı oluşturan öğelerin devamlılığının sağlanabilmesi için de hem fiziksel şartların hem de bazı biyokimyasal dengelerin korunması gereklidir. Örneğin nasıl ki canlıların yeryüzünde yaşamaları için yer çekimi kuvveti vazgeçilmez ise, bitkilerin ürettiği organik maddeler de yaşamın devamı için bir o kadar önemlidir.


İşte bitkilerin bu organik maddeleri üretmek için gerçekleştirdikleri işlemlere, daha önce de belirttiğimiz gibi fotosentez denir. Bitkilerin kendi besinlerini kendilerinin üretmesi olarak da özetlenebilecek olan fotosentez işlemi, bunların diğer canlılardan ayrıcalıklı olmasını sağlar. Bu ayrıcalığı sağlayan, bitki hücresinde insan ve hayvan hücrelerinden farklı olarak güneş enerjisini direkt olarak kullanabilen yapılar bulunmasıdır. Bu yapıların yardımıyla, bitki hücreleri güneşten gelen enerjiyi insanlar ve hayvanlar tarafından besin yoluyla alınacak enerjiye çevirirler ve yine çok özel yollarla depolarlar. İşte bu şekilde fotosentez işlemi tamamlanmış olur.



Gerçekte bütün bu işlemleri yapan, bitkinin tamamı değildir, yaprakları da değildir, hatta bitki hücresinin tamamı da değildir. Bu işlemleri bitki hücresinde yer alan ve bitkiye yeşil rengini veren "kloroplast" adı verilen organel gerçekleştirir. Kloroplastlar, milimetrenin binde biri kadar büyüklüktedir, bu yüzden yalnızca mikroskopla gözlemlenebilirler. Yine fotosentezde önemli bir rolü olan kloroplastın çeperi de, metrenin yüz milyonda biri kadar bir büyüklüktedir. Görüldüğü gibi rakamlar son derece küçüktür ve bütün işlemler bu mikroskobik ortamlarda gerçekleşir. Fotosentez olayındaki asıl hayret verici noktalardan biri de budur.


SIR DOLU BİR FABRİKA: KLOROPLAST


Kloroplastta fotosentezi gerçekleştirmek üzere hazırlanmış thylakoidler, iç zar ve dış zar, stromalar, enzimler, ribozom, RNA ve DNA gibi oluşumlar vardır. Bu oluşumlar hem yapısal hem de işlevsel olarak birbirlerine bağlıdırlar ve her birinin kendi bünyesinde gerçekleştirdiği son derece önemli işlemler vardır. Örneğin kloroplastın dış zarı, kloroplasta madde giriş-çıkışını kontrol eder. İç zar sistemi ise "thylakoid" olarak adlandırılan yapıları içermektedir. Disklere benzeyen thylakoid bölümünde pigment (klorofil) molekülleri ve fotosentez için gerekli olan bazı enzimler yer alır. Thylakoidler "grana" adı verilen kümeler meydana getirerek, güneş ışığının en fazla miktarda emilmesini sağlarlar. Bu da bitkinin daha fazla ışık alması ve daha fazla fotosentez yapabilmesi demektir.


Bunlardan başka kloroplastlarda "stroma" adı verilen ve içinde DNA, RNA ve fotosentez için gerekli olan enzimleri barındıran bir de sıvı bulunur. Kloroplastlar sahip oldukları bu DNA ve ribozomlarla hem kendilerini çoğaltırlar, hem de bazı proteinlerin üretimini gerçekleştirirler.



Fotosentezdeki başka bir önemli nokta da bütün bu işlemlerin çok kısa, hatta gözlemlenemeyecek kadar kısa bir süre içinde gerçekleşmesidir. Kloroplastların içinde bulunan binlerce "klorofil"in aynı anda ışığa tepki vermesi, saniyenin binde biri gibi inanılmayacak kadar kısa bir sürede gerçekleşir.



Bilim adamları kloroplastların içinde gerçekleşen fotosentez olayını uzun bir kimyasal reaksiyon zinciri olarak tanımlarlarken, işte bu hız nedeniyle fotosentez zincirinin bazı halkalarında neler olduğunu anlayamamakta ve olanları hayranlıkla izlemektedirler. Anlaşılabilen en net nokta, fotosentezin iki aşamada meydana geldiğidir. Bu aşamalar "aydınlık evre" ve "karanlık evre" olarak adlandırılır.




AYDINLIK EVRE


Bitkilerin fotosentez işleminde kullanacakları tek enerji kaynağı olan güneş ışığı değişik renklerin birleşimidir ve bu renklerin enerji yükü birbirinden farklıdır. Güneş ışığındaki renklerin ayrıştırılması ile ortaya çıkan ve tayf adı verilen renk dizisinin bir ucunda kırmızı ve sarı tonları, öbür ucunda da mavi ve mor tonları bulunur. En çok enerji taşıyanlar tayfın iki ucundaki bu renklerdir. Bu enerji farkı bitkiler açısından çok önemlidir çünkü fotosentez yapabilmek için çok fazla enerjiye ihtiyaçları vardır. Bitkiler en çok enerji taşıyan bu renkleri hemen tanırlar ve fotosentez sırasında güneş ışınlarından tayfın iki ucundaki renkleri, daha doğrusu dalga boylarını soğururlar, yani emerler. Buna karşılık tayfın ortasında yer alan yeşil tonlardaki renklerin enerji yükü daha az olduğu için, yapraklar bu dalga boylarındaki ışınların pek azını soğurup büyük bölümünü yansıtırlar. Bunu da kloroplastların içinde bulunan klorofil pigmentleri sayesinde gerçekleştirirler. İşte yaprakların yeşil gözükmesinin nedeni de budur.


Fotosentez işlemi bitkilerin yeşil görünmesine neden olan bu pigmentlerin güneş ışığını soğurmasından kaynaklanan hareketlenme ile başlar. Acaba klorofiller bu hareketlenme ile fotosentez işlemine nasıl başlamaktadırlar? Bu sorunun cevabının verilebilmesi için öncelikle kloroplastların içinde bulunan ve klorofilleri içinde barındıran Thylakoid'in yapısının incelenmesinde fayda vardır.



"Klorofiller, "klorofil-a" ve "klorofil-b" olarak ikiye ayrılırlar. Bu iki çeşit klorofil güneş ışığını soğurduktan sonra elde ettikleri enerjiyi fotosentez işlemini başlatacak olan fotosistemler içinde toplarlar. Thaylakoid'in detaylı yapısının anlatıldığı resimde de görüldüğü gibi fotosistemler kısaca, thylakoid'in içinde yer alan bir grup klorofil olarak tanımlanabilir.





Yeşil bitkilerin tamamına yakını bir fotosistem ile tek aşamalı fotosentez gerçekleştirirken, bitkilerin %3'ünde fotosentezin iki aşamalı olmasını sağlayacak iki farklı fotosistem bölgesi bulunur. "Fotosistem I", ve "Fotosistem II" olarak adlandırılan bu bölgelerde toplanan enerji daha sonra tek bir "klorofil-a" molekülüne transfer edilir. Böylece her iki fotosistemde de reaksiyon merkezleri oluşur. Işığın emilmesiyle elde edilen enerji, reaksiyon merkezlerindeki yüksek enerjili elektronların gönderilmesine, yani kaybedilmesine neden olur. Bu yüksek enerjili elektronlar daha sonraki aşamalarda suyun parçalanıp oksijenin elde edilmesi için kullanılır.


Bu aşamada bir dizi elektron değiş tokuşu gerçekleşir. "Fotosistem I" tarafından verilen elektron, "Fotosistem II" den salınan elektron ile yer değiştirir. "Fotosistem II" tarafından bırakılan elektronlar da suyun bıraktığı elek-tronlarla yer değiştirir. Sonuç olarak su, oksijen, protonlar ve elektronlar olmak üzere ayrıştırılmış olur.



Ortaya çıkan protonlar thylakoid'in iç kısmına taşınarak hidrojen taşıyıcı molekül olan NADP (nikotinamid adenin dinükliotid fosfat) ile birleşirler. Neticede NADPH molekülü ortaya çıkar. Suyun ayrışmasından sonra ortaya çıkan protonlardan bazıları ise thylakoid zarındaki enzim kompleksleri ile birleşerek ATP molekülünü (hücrenin işlemlerinde kullanacağı bir enerji paketçiği) meydana getirirler. Bütün bu işlemler sonucunda bitkilerin besin üretebilmesi için ihtiyaç duydukları enerji artık kullanılmaya hazır hale gelmiştir.





Bir reaksiyonlar zinciri olarak özetlemeye çalıştığımız bu olaylar fotosentez işleminin sadece ilk yarısıdır. Bitkilerin besin üretebilmesi için enerji gereklidir. Bunun temin edilebilmesi için düzenlenmiş olan "özel yakıt üretim planı" sayesinde diğer işlemler de eksiksiz tamamlanır.


KARANLIK EVRE


Fotosentezin ikinci aşaması olan Karanlık Evre ya da Calvin Çevrimi olarak adlandırılan bu işlemler, kloroplastın "stroma" diye adlandırılan bölgelerinde gerçekleşir. Aydınlık evre sonucunda ortaya çıkan enerji yüklü ATP ve NADPH molekülleri, karanlık evrede kullanılan karbondioksiti, şeker ve nişasta gibi besin maddelerine dönüştürürler.



Burada kısaca özetlenen bu reaksiyon zincirini kaba hatlarıyla anlayabilmek bilim adamlarının yüzyıllarını almıştır. Yeryüzünde başka hiçbir şekilde üretilemeyen karbonhidratlar ya da daha geniş anlamda organik maddeler milyonlarca yıldır bitkiler tarafından üretilmektedir. Üretilen bu maddeler diğer canlılar için en önemli besin kaynaklarındandır.



Fotosentez reaksiyonları sırasında farklı özelliklere ve görevlere sahip enzimler ile diğer yapılar tam bir iş birliği içinde çalışırlar. Ne kadar gelişmiş bir teknik donanıma sahip olursa olsun dünya üzerindeki hiçbir laboratuvar, bitkilerin kapasitesiyle çalışamaz. Oysa bitkilerde bu işlemlerin tümü milimetrenin binde biri büyüklüğündeki bir organelde meydana gelmektedir. Şekilde görülen formülleri, sayısız çeşitlilikteki bitki hiç şaşırmadan, reaksiyon sırasını hiç bozmadan, fotosentezde kullanılan hammadde miktarlarında hiçbir karışıklık olmadan milyonlarca yıldır uygulamaktadır.

Ayrıca fotosentez işlemi ile, hayvanların ve insanların enerji tüketimleri arasında da önemli bir bağlantı vardır. Aslında yukarıda anlatılan karmaşık işlemlerin özeti, bitkilerin fotosentez sonucu canlılar için mutlaka gerekli olan glukozu ve oksijeni meydana getirmeleridir. Bitkilerin ürettiği bu ürünler diğer canlılar tarafından besin olarak kullanılırlar. İşte bu besinler vasıtasıyla canlı hücrelerinde enerji üretilir ve bu enerji kullanılır. Bu sayede bütün canlılar güneşten gelen enerjiden faydalanmış olurlar.




Canlılar fotosentez sonucu oluşan besinleri yaşamsal faaliyetlerini sürdürmek için kullanırlar. Bu faaliyetler sonucunda atık madde olarak atmosfere karbondioksit verirler. Ama bu karbondioksit hemen bitkiler tarafından yeniden fotosentez için kullanılır. Bu mükemmel çevirim böylelikle sürer gider.


FOTOSENTEZ İÇİN GEREKLİ OLAN HER ŞEY GİBİ GÜNEŞ IŞIĞI DA ÖZEL OLARAK AYARLANMIŞTIR


Bu kimyasal fabrikada her şey olup biterken, işlemler sırasında kullanılacak enerjinin özellikleri de ayrıca tespit edilmiştir. Fotosentez işlemi bu yönüyle incelendiğinde de, gerçekleşen işlemlerin ne kadar büyük bir hassasiyetle tasarlanmış olduğu görülecektir. Çünkü güneşten gelen ışığın enerjisinin özellikleri, tam olarak kloroplastın kimyasal tepkimeye girmesi için ihtiyaç duyduğu enerjiyi karşılamaktadır.



Bu hassas dengenin tam anlaşılabilmesi için güneş ışığının fotosentez işlemindeki fonksiyonlarını ve önemini şöyle bir soruyla inceleyelim:



Güneş'in ışığı fotosentez için özel olarak mı ayarlanmıştır? Yoksa bitkiler, gelen ışık ne olursa olsun, bu ışığı değerlendirip ona göre fotosentez yapabilecek bir esnekliğe mi sahiptirler?



Bitkiler hücrelerindeki klorofil maddelerinin ışık enerjisine karşı duyarlı olmaları sayesinde fotosentez yapabilirler. Buradaki önemli nokta klorofil maddelerinin çok belirli bir dalga boyundaki ışınları kullanmalarıdır. Güneş tam da klorofilin kullandığı bu ışınları yayar. Yani güneş ışığı ile klorofil arasında tam anlamıyla bir uyum vardır.



Amerikalı astronom George Greenstein, The Symbiotic Universe adlı kitabında bu kusursuz uyum hakkında şunları yazmaktadır:





Fotosentezi gerçekleştiren molekül, klorofildir... Fotosentez mekanizması, bir klorofil molekülünün Güneş ışığını absorbe etmesiyle başlar. Ama bunun gerçekleşebilmesi için, ışığın doğru renkte olması gerekir. Yanlış renkteki ışık, işe yaramayacaktır.


Bu konuda örnek olarak televizyonu verebiliriz. Bir televizyonun, bir kanalın yayınını yakalayabilmesi için, doğru frekansa ayarlanmış olması gerekir. Kanalı başka bir frekansa ayarlayın, görüntü elde edemezsiniz. Aynı şey fotosentez için de geçerlidir. Güneş'i televizyon yayını yapan istasyon olarak kabul ederseniz, klorofil molekülünü de televizyona benzetebilirsiniz. Eğer bu molekül ve Güneş birbirlerine uyumlu olarak ayarlanmış olmasalar, fotosentez oluşmaz. Ve Güneş'e baktığımızda, ışınlarının renginin tam olması gerektiği gibi olduğunu görürüz.


FOTOSENTEZİN SONUÇLARI


Milimetrenin binde biri büyüklükte yani ancak elektron mikroskobuyla görülebilecek kadar küçük olan kloroplastlar sayesinde gerçekleştirilen fotosentezin sonuçları, yeryüzünde yaşayan tüm canlılar için çok önemlidir.


Canlılar havadaki karbondioksitin ve havanın ısısının sürekli olarak artmasına neden olurlar. Her yıl insanların, hayvanların ve toprakta bulunan mikroorganizmaların yaptıkları solunum sonucunda yaklaşık 92 milyar ton ve bitkilerin solunumları sırasında da yaklaşık 37 milyar ton karbondioksit atmosfere karışır. Ayrıca fabrikalarda ve evlerde kaloriferler ya da soba kullanılarak tüketilen yakıtlar ile taşıtlarda kullanılan yakıtlardan atmosfere verilen karbondioksit miktarı da en az 18 milyar tonu bulmaktadır. Buna göre karalardaki karbondioksit dolaşımı sırasında atmosfere bir yılda toplam olarak yaklaşık 147 milyar ton karbondioksit verilmiş olur. Bu da bize doğadaki karbondioksit içeriğinin sürekli olarak artmakta olduğunu gösterir.


Bu artış dengelenmediği takdirde ekolojik dengelerde bozulma meydana gelebilir. Örneğin atmosferdeki oksijen çok azalabilir, yeryüzünün ısısı artabilir, bunun sonucunda da buzullarda erime meydana gelebilir. Bundan dolayı da bazı bölgeler sular altında kalırken, diğer bölgelerde çölleşmeler meydana gelebilir. Bütün bunların bir sonucu olarak da yeryüzündeki canlıların yaşamı tehlikeye girebilir. Oysa durum böyle olmaz. Çünkü bitkilerin gerçekleştirdiği fotosentez işlemiyle oksijen sürekli olarak yeniden üretilir ve denge korunur.


Yeryüzünün ısısı da sürekli değişmez. Çünkü yeşil bitkiler ısı dengesini de sağlarlar. Bir yıl içinde yeşil bitkiler tarafından temizleme amacıyla atmosferden alınan karbondioksit miktarı 129 milyar tonu bulur ki bu son derece önemli bir rakamdır. Atmosfere verilen karbondioksit miktarının da yaklaşık 147 milyar ton olduğunu söylemiştik. Karalardaki karbondioksit-oksijen dolaşımında görülen 18 milyar tonluk bu açık, okyanuslarda görülen farklı değerlerdeki karbondioksit-oksijen dolaşımıyla bir ölçüde azaltılabilmektedir.


Yeryüzündeki canlı yaşamı için son derece hayati olan bu dengelerin devamlılığını sağlayan, bitkilerin yaptığı fotosentez işlemidir. Bitkiler fotosentez sayesinde atmosferdeki karbondioksidi ve ısıyı alarak besin üretirler, oksijen açığa çıkarırlar ve dengeyi sağlarlar.



Atmosferdeki oksijen miktarının korunması için de başka bir doğal kaynak yoktur. Bu yüzden tüm canlı sistemlerdeki dengelerin korunması için bitkilerin varlığı şarttır.


BİTKİLERDEKİ BESİNLER FOTOSENTEZ SONUCUNDA OLUŞUR


Bu mükemmel sentezin hayati önem taşıyan bir diğer ürünü de canlıların besin kaynaklarıdır. Fotosentez sonucunda ortaya çıkan bu besin kaynakları "karbonhidratlar" olarak adlandırılır. Glukoz, nişasta, selüloz ve sakkaroz karbonhidratların en bilinenleri ve en hayati olanlarıdır. Fotosentez sonucunda üretilen bu maddeler hem bitkilerin kendileri, hem de diğer canlılar için çok önemlidir. Gerek hayvanlar gerekse insanlar, bitkilerin üretmiş olduğu bu besinleri tüketerek hayatlarını sürdürebilecek enerjiyi elde ederler. Hayvansal besinler de ancak bitkilerden elde edilen ürünler sayesinde var olabilmektedir.







Buraya kadar bahsedilen olayların yaprakta değil de herhangi bir yerde gerçekleştiğini varsayarak düşünsek acaba aklınızda nasıl bir yer şekillenirdi? Havadan alınan karbondioksit ve su ile besin üretmeye yarayan aletlerin bulunduğu, üstelik de o sırada dışarıya verilmek üzere oksijen üretebilecek teknik özelliklere sahip makinaların var olduğu, bu arada ısı dengesini de ayarlayacak sistemlerin yer aldığı çok fonksiyonlu bir fabrika mı aklınıza gelirdi?



Avuç içi kadar bir büyüklüğe sahip bir yerin aklınıza gelmeyeceği kesindir. Görüldüğü gibi ısıyı tutan, buharlaşmayı sağlayan, aynı zamanda da besin üreten ve su kaybını da engelleyen mükemmel mekanizmalara sahip olan yapraklar, tam bir tasarım harikasıdırlar. Bu saydığımız işlemlerin hepsi ayrı özellikte yapılarda değil, tek bir yaprakta (boyutu ne olursa olsun) hatta tek bir yaprağın tek bir hücresinde, üstelik de hepsi birarada olacak şekilde yürütülebilmektedir.



Buraya kadar anlatılanlarda da görüldüğü gibi bitkilerin bütün fonksiyonları, asıl olarak canlılara fayda vermesi için nimet olarak yaratılmışlardır. Bu nimetlerin çoğu da insan için özel olarak tasarlanmıştır. Çevremize, yediklerimize bakarak düşünelim. Üzüm asmasının kupkuru sapına bakalım, incecik köklerine… En ufak bir çekme ile kolayca kopan bu kupkuru yapıdan elli altmış kilo üzüm çıkar. İnsana lezzet vermek için rengi, kokusu, tadı her şeyi özel olarak tasarlanmış sulu üzümler çıkar.



Karpuzları düşünelim. Yine kuru topraktan çıkan bu sulu meyve insanın tam ihtiyaç duyacağı bir mevsimde, yani yazın gelişir. İlk ortaya çıktığı andan itibaren bir koku eksperi gibi hiç bozulma olmadan tutturulan o muhteşem kavun kokusunu ve o ünlü kavun lezzetini düşünelim. Diğer yandan ise, parfüm üretimi yapılan fabrikalarda bir kokunun ortaya çıkarılmasından o kokunun muhafazasına kadar gerçekleşen işlemleri düşünelim. Bu fabrikalarda elde edilen kaliteyi ve kavunun kokusundaki kaliteyi karşılaştıralım. İnsanlar koku üretimi yaparken sürekli kontrol yaparlar, meyvelerdeki kokunun tutturulması içinse herhangi bir kontrole ihtiyaç yoktur. İstisnasız dünyanın her yerinde kavunlar, karpuzlar, portakallar, limonlar, ananaslar, hindistan cevizleri hep aynı kokarlar, aynı eşsiz lezzete sahiptirler. Hiçbir zaman bir kavun karpuz gibi ya da bir mandalina çilek gibi kokmaz; hepsi aynı topraktan çıkmalarına rağmen kokuları birbiriyle karışmaz. Hepsi her zaman kendi orijinal kokusunu korur.


Bir de bu meyvelerdeki yapıyı detaylı olarak inceleyelim. Karpuzların süngersi hücreleri çok yüksek miktarda su tutma kapasitesine sahiplerdir. Bu yüzden karpuzların çok büyük bir bölümü sudan oluşur. Ne var ki bu su, karpuzun herhangi bir yerinde toplanmaz, her tarafa eşit olacak şekilde dağılmıştır. Yer çekimi göz önüne alındığında, olması gereken, bu suyun karpuzun alt kısmında bir yerlerde toplanması, üstte ise etsi ve kuru bir yapının kalmasıdır. Oysa karpuzların hiçbirinde böyle bir şey olmaz. Su her zaman karpuzun içine eşit dağılır, üstelik şekeri, tadı ve kokusu da eşit olacak şekilde bu dağılım gerçekleşir.


Tohumların Dizaynı


Gerek rüzgarlarla, gerekse diğer taşıyıcılarla çiçeklerin dişi organlarına ulaşan erkek polenler için artık yolculuklarının sonu gelmiştir. Tohumun oluşturulması için her şey hazırdır. Tohumların Dizaynı
Gerek rüzgarlarla, gerekse diğer taşıyıcılarla çiçeklerin dişi organlarına ulaşan erkek polenler için artık yolculuklarının sonu gelmiştir. Tohumun oluşturulması için her şey hazırdır. Eşeyli üreme olarak adlandırdığımız üreme biçiminin gerçekleşmesi için en önemli aşama tohumun oluşmasıdır. Söz konusu oluşumu, en başından çiçeğin genel yapısından başlayarak incelemekte fayda vardır.




Çiçeklerin tam ortasında, meyve yapraklarından (karpellerden) oluşmuş tek ya da birkaç tane dişi organ bulunur. Her dişi organın en üst bölümünde bir tepecik, bunun altında tepeciği taşıyan bir boyuncuk ve en dipte de tohum taslaklarını barındıran şişkince bir yumurtalık vardır.
Erkek organlardan gelen çiçek tozları, yüzeyi yapışkan bir sıvıyla kaplı olan tepeciğe konarlar, sonra boyuncuk kanalıyla dipteki yumurtalığa ulaşırlar. Bu yapışkan sıvının çok önemli bir görevi vardır: Çiçek tozları boyuncuğun altındaki yumurtalığa ulaşamadıkça buradaki tohum taslaklarını dölleyemezler, bu sıvı ise çiçek tozlarının boş yere harcanmasını önler ve birleşmeyi sağlar. Tohum taslağı, ancak bu dişi ve erkek üreme hücreleri birleştiğinde tohuma dönüşür.
Çiçek tozları, tepeciğin üstüne konduktan sonra büyümeye başlar ve her çiçek tozu taneciği yani her erkek üreme hücresi, kök kadar ince bir borucuk geliştirerek, dişi organın boyuncuğundan yumurtalığa doğru uzatır. Bu borucuklardan her birinin içinde iki tane çekirdek vardır. Borucuk uzayarak yumurtalığa ulaştığında kopar ve içindeki hücre çekirdekleri serbest kalır. Böylece çekirdeklerden biri yumurtalıktaki yumurta hücresiyle birleşir. Bu oluşum ileride tohumu meydana getirecektir. Diğer çekirdek de aynı tohum taslağındaki başka bir hücreyle birleşerek tohumun çimlenmesi için gerekli besin deposunu oluşturur. İşte bu olaya döllenme denir.
Döllenmeden sonra dayanıklı bir tabaka yumurtayı sarar ve embriyo bir tür dinlenme evresine girer, çevresinde depolanan besin maddeleriyle tohumu oluşturur.

Erkek ve dişi eşey hücrelerinin birleşmesiyle oluşan her tohumda, bir bitki embriyosu ve bir de besin deposu vardır. Bu, tohumun gelişimi için çok önemli bir detaydır çünkü toprak altında bulunduğu ilk zamanlarda, tohumun kökleri ve besin üretebilecek yaprakları yoktur ve bu süre zarfında büyüyebilmek için bir besin kaynağına ihtiyacı olacaktır.
Bu tohumları çevreleyen embriyo ve besin deposu gerçekte bizim meyve olarak adlandırdığımız besinlerdir. Bu yapılar, tohumu beslemek amaçlı olduğu için besin değeri yüksek olan proteinleri ve karbonhidratları içerirler. Bu haliyle hem insanlar, hem de diğer canlılar için vazgeçilmez bir besin kaynağı oluştururlar. Her meyve içerdiği tohumu en iyi şekilde koruyup besleyecek niteliklere sahiptir. Etli kısmı, su miktarı, dış zarının yapısı tohumu en etkili koruyacak şekildedir.
Burada önemli bir detay daha vardır: Her bitki yalnız kendi türünden bir bitkiyi dölleyebilir. Eğer bir bitkinin çiçek tozları başka türden bir bitkinin tepeciğine konarsa, bitki bunu anlar ve yumurtalığa ulaşmak üzere bir borucuk uzatmaz; sonuçta döllenme olmadığından tohum gelişmez.
Tohum embriyosunun ne gibi bir ortamda gelişeceği, gelişme evrelerinde nelere ihtiyacının olacağı, topraktan çıktığı zaman nelerle karşılaşacağı ve nasıl bir korunmaya gereksinim duyacağı gibi, ihtiyacı olacak her detay önceden düşünülmüş ve tohum bu ihtiyaçlara göre tasarlanmıştır. Tohumların koruyucu dış katmanları (tohum kılıfları) genellikle çok serttir. Bu yapı, tohumu karşılaşacağı dış etkenlere karşı korur ve bulunulan ortama göre değişiklikler gösterir. Örneğin bazı tohumların gelişiminin son aşamasında dış yüzeylerinde dayanıklı mumlu bir yapı birikir, bu sayede su ve gaz tesirine karşı dirençli olurlar.
Bitkilerin yaşamındaki yapılar sadece bu kadarla sınırlı değildir. Tohum kılıfları da bitkinin türüne göre değişik malzemelerle kaplanabilir; mesela fasulye tanesinde olduğu gibi ince bir zarla ya da kiraz çekirdeğinde olduğu gibi odunsu ve sert bir kabukla örtülü olabilir. Suya dayanıklı olması gereken tohumların kabukları diğerlerine göre daha sert ve kalındır. Ayrıca her türe göre tohumlara çok farklı şekiller ve farklı büyüklükler verilmiştir. Uzun süre çimlenmeden dayanması gerekenlerin (örneğin hindistan cevizi tohumları) içindeki besin miktarı ile suyla karşılaştıktan kısa bir süre sonra filizlenmeye başlayanların (kavun, karpuz vs.) besin miktarı farklıdır.





SIRA DAĞITIMDA: TOHUMLARIN DAĞITILMASI


Bitkilerin tohumlarını dağıtırken kullandıkları, her biri son derece etkili olan yöntemler, her bitkinin sahip olduğu tohum yapısına göre değişir. Örneğin çok hafif bir meltemle uçacak kadar küçük ve hafif olan tohumlar, rüzgar tarafından sallandıklarında hemen dökülürler ve zahmetsiz bir şekilde döllenirler. Bazı bitkilerin üremek için sadece tohumlarını toprağa düşürmeleri yeterlidir. Bazı bitkilerse doğal mancınık yöntemiyle , yani fırlatarak tohumlarını dağıtırlar. Bu fırlatma, tohum kabı içinde büyüme sırasında oluşan gerilimin bir şekilde boşalmasıyla sağlanır. Bazı bitkilerdeki tohum kabukları, güneşte kuruduktan sonra çatlayarak açılır, bazılarındaysa rüzgar ya da hayvan çarpması gibi dış etkenlerle açılıp, dağılırlar.




TOHUMLARINI PATLATARAK DAĞITAN BİTKİLER AKDENİZ SALATALIĞI


Bitkilerin üremesinde son derece büyük bir önemi olan dağıtım işleminde kullanılan mekanizmalar incelendiğinde, çok hassas dengeler üzerine kurulu oldukları görülür. Örneğin Akdeniz salatalığı gibi bazı bitkiler, tohumlarının yayılması için kendi güçlerini kullanırlar. Akdeniz salatalıkları olgunlaşmaya başladıkça içleri yapışkan bir sıvıyla dolmaya başlar. Bir müddet sonra bu sıvıdan kaynaklanan basınç öylesine artar ki, buna salatalığın içindeki tohumlar dayanamaz ve patlar. Tohum patlarken, havaya fırlatılan roketin arkasında bıraktığı ize benzer bir şekilde içindeki sıvıyı da fışkırtır. Sıvıyla birlikte salatalığın tohumları da toprağa dağılmış olur.
Buradaki mekanizma çok hassastır; kapsüle sıvının dolması salatalığın tam olgunlaşmaya başladığı dönemde, patlama da olgunlaşmanın bittiği dönemde olur. Bu sistem daha önce çalışmaya başlasa tohumlar olmadan patlayan kapsül hiçbir işe yaramayacaktır. Bu durum da bu bitki türünün sonu olacaktır. Fakat bitkide, yaratılmış mükemmel zamanlama sayesinde söz konusu tehlike oluşmaz. Her birinin en başından itibaren aynı anda var olması gereken bu mekanizmaların yüzlerce, binlerce hatta milyonlarca yıl süren bir değişimin sonucunda evrimleşerek geliştiğini iddia etmek akıl, mantık ve bilime dayanan bir iddia değildir.


ÇALI BİTKİSİ VE HURA AĞACI

Çalı bitkisinin üremesi ise yine kendi kendine açılma yöntemiyle ama Akdeniz salatalığının tam tersi bir şekilde gerçekleşir. Çalıdaki tohumların patlaması, içindeki herhangi bir sıvının yardımıyla değil, bitkide meydana gelen buharlaşma sayesinde oluşur. Çalının üzerindeki tanelerin güneşe bakan yüzü, sıcaklık arttıkça gölgede kalan yüzünden daha hızlı bir şekilde kurumaya başlar. Tane, üzerinde iki taraf arasında yaşanan basınç sonunda ortadan ikiye ayrılır böylece içerdeki küçük siyah tohumlar dört bir yana dağılır.
Tohumunu patlatarak yayan bitkilerin en başarılılarından birisi de Brezilya'ya özgü bir bitki olan Hura adındaki ağaçtır. Ağaç kuruyup tohumlarını yayma vakti geldiğinde, tohumlarını yaklaşık olarak 12 m uzaklığa kadar fırlatabilir. Bu mesafe bir ağaç için oldukça büyük bir uzaklıktır.






HELİKOPTER TOHUMLAR


Avrupa Akçaağaçları ve çınarlarının tohumları çok ilginç bir tasarıma sahiplerdir. Bu tohumların sadece tek bir taraftan çıkan kanatları vardır. Tohum kanadının ağırlığı ile rüzgarın şiddeti o kadar mükemmel bir araya getirilmiştir ki bu tohumlar spin hareketi yaparak, yani kendi etraflarında dönerek hareket edebilirler. Akçaağaçlar yaşadıkları bölgeye seyrek olarak dağıldıkları için, döllenme işlemlerinde en büyük yardımcıları rüzgârlardır. Ufak bir rüzgar esintisinde dahi kendi etrafında dönme hareketi yapan helikopter tohumları kilometrelerce süren uzun mesafeleri aşabilirler.
Güney Amerikada yetişen Bertholletia ağaçlarının kapsül içindeki tohumları, orman zeminine düştükten sonra bir süre bulundukları yerde kalırlar. Bunun sebebi hayvanların ilgisini çekecek özelliklerinin olmamasıdır. Örneğin bu tohumların kokuları yoktur, dış görünüş olarak da dikkat çekici değildirler, ayrıca kırılmaları da çok zordur. Bu ağacın üreyebilmesi için de bir şekilde tohum olarak oluşturduğu kapsüllerin içindeki fındıkların çıkarılıp toprağın altına gömülmeleri gereklidir.
Ama bütün bu olumsuz özellikler Bertholletia için hiç sorun teşkil etmez. Çünkü kendisiyle aynı ortamda yaşayan ve bu olumsuzlukları aşacak özelliklere sahip olan bir canlı vardır.
Güney Amerika'da yaşayan bir tür kemirici hayvan olan Agouti bu kalın, kokusuz kabuğun altında kendisi için bir yiyecek olduğunu bilmektedir. Agoutilerin dişleri kesici ve sivridir. Özel diş yapıları sayesinde sert kapsülü kolayca kırarlar. Tek bir kapsül içinde yaklaşık 20 civarında fındık bulunur. Bu da Agoutilerin bir seferde yiyeceğinden çok fazladır. Agouti, çenesine aldığı fındıkları taşır ve onları açtığı küçük deliklere yerleştirdikten sonra üstünü örter. Agoutiler bu işlemi daha sonra fındıkları yemek için yapmış olmalarına rağmen gömdükleri fındıkların çoğunu onlara buldurmaz. Bu da Bertholletia ağacının işine yarar. Bu sayede ağacın filizlerinden pek çoğu toprağa filizlenmek üzere gömülmüş olur. Görüldüğü gibi Agouti'nin beslenme şekli ile Bertholletia ağaçlarının üreme şekli, birbirlerine son derece uyumludur. Bu uyum tabii ki tesadüfen ortaya çıkmış bir uyum değildir. Bu canlılar birbirlerini tesadüfen de keşfetmemişlerdir. Bu canlılar yaratılmışlardır. Doğada sayısız örnekleri olan bu uyum hiç kuşkusuz ki çok üstün bir aklın ürünüdür.

HER TÜRLÜ KOŞULA DAYANIKLI TOHUMLAR

Canlılardaki üreme hücreleri genelde kendi doğal ortamlarından ayrıldıktan kısa bir süre sonra ölürler. Bitkilerdeyse böyle bir şey söz konusu değildir. Bitkilerin gerek polenleri gerekse tohumları kendi ana gövdelerinden kilometrelerce uzakta dahi canlılıklarını sürdürebilirler. Ayrıca ana gövdeden ayrılmalarından itibaren geçen sürenin de bir önemi yoktur. Aradan yıllar hatta yüzyıllar geçse de bozulmadan kalabilen tohumlar vardır.

Lupin bitkisinin tohumları sıcaklığın yeterli olmadığını gördüklerinde, çatlamadan toprağın altında yıllarca bekleyebilirler.
Arktik tundralardaki "Lupin Bitkisi" bu beklemeye çok güzel bir örnektir. Bitkinin tohumları, büyümek için yılın belli zamanlarında sıcak havaya ihtiyaç duyarlar. Bu sıcaklığın yeterli olmadığını gördüklerinde bir mucize gerçekleşir, ortam diğer şartlar açısından uygun da olsa tohumlar çatlamaz ve donmuş topraklarda sıcaklığın artmasını beklerler. Uygun ortam tam olarak sağlandığında da aradan geçen zamanın uzunluğuna bakmaksızın kaldıkları yerden gelişmeye devam ederler. Öyle ki kaya yarıkları arasında yüzlerce yıl bozulmadan, çimlenmeden kalan bitki tohumları bulunmuştur.
Yine aynı şekilde mimosa glomeratanın tohumları, kurutulmuş bitki koleksiyonlarının saklandığı bir kapta 220 yıl saklanmış ve bu tohum suyla ıslatılır ıslatılmaz filizlenmiştir. Dayanıklı tohumlara başka bir örnek olarak da, 1942 yılında, 2. Dünya Savaşı sırasında 147 yıllık albizia julibrissin adlı bitkiyi verebiliriz. Londra'daki British Museum'da saklanan bu tohum yangın söndürme çalışmaları sırasında ıslanınca bu kadar yıldan sonra filizlenmiştir.
Tundra bölgelerinde hava sıcaklıkları düşük olduğu için bozulma daha yavaş olur. Öyle ki bazı tohumlar, 10.000 yaşındaki buzul tabakalarından çıkarılıp, laboratuvara alındığında gerekli miktardaki ısı ve nemin sağlanmasıyla birlikte tekrar hayata dönebilmektedirler.
Tohum hepimizin bildiği gibi içinde belli miktarda besin bulunan ve dış kabuğu tahtayı andıran bir cisimdir. İçine sıcaklığı ölçen bir aleti koyması, dış dünyadan bilgi alış-verişi yapmasını sağlayacak herhangi bir yöntem bulması ve sonucunda elde ettiği verileri değerlendirmeye alarak, bu bilgiler doğrultusunda hareket edecek muhakeme yeteneğine sahip olması gibi bir düşünce, son derece mantıksız hatta "akıl dışı" olarak nitelendirilebilir. Dış görünüşüne bakıldığında küçük bir tahta parçasına benzeyen, bulunduğu kapalı yerden, dışarısıyla hiçbir bağlantısı olmadan hava sıcaklığını ölçüp, daha sonraki safhalardaki gelişimi için sıcaklığın yeterli olup olmadığına karar verebilen olağanüstü bir cisimle karşı karşıyayız... Olumsuz koşulların çimlendikten sonra büyümesine engel olacağının farkında olan, bu şartları gördüğü anda gelişimini durdurmak için neler yapması gerektiğini bilen, sıcaklık yeterli hale geldiğinde kaldığı yerden gelişmesine devam edebilecek kadar mükemmel sistemlere sahip olan bir tahta parçası…

SUDA 80 GÜN KALABİLEN TOHUMLAR

Soğuk hava şartlarına dayanıklı olan tohumların yanı sıra bazı tohumlar da oldukça uzun süre suyun içinde kalmaya dayanıklı bir yapıya sahiptirler. Öyle ki 80 gün süreyle suda kalabilen ve bu süre içinde hiç bozulmayan, çimlenmeyen tohumlar bile vardır. Bunlardan en meşhuru hindistan cevizi palmiyesidir. Palmiyenin tohumu taşımanın güvenli olması için sert bir kabuğun içine yerleştirilmiştir. Bu sert kabuğun içinde uzun bir yolculuk için su da dahil olmak üzere ihtiyaç duyulan her şey hazırdır. Dış tarafı ise tohumun sudan zarar görmemesi için oldukça sert bir dokumayla kaplanmıştır.




Hindistan cevizi palmiyesinin tohumları suda yaptıkları uzun yolculuktan sonra karaya ulaştıklarını anladıkları anda çimlenmeye başlarlar. Bu tohumlar suya karşı çok dayanıklı olacak şekilde yaratılmışlardır.

Deniz fasulyesi de tohumlarını su aracılığıyla yayan bitkilerdendir. Tohumları hindistan cevizi kadar büyük değildir ve taşıma işleminde sadece nehirleri kullanır.
Bu iki örnekte de görüldüğü gibi, su yoluyla üreyen bitkilerdeki en önemli özellik, tohumların tam karaya ulaştıkları zaman açılmalarıdır. Aslında bu son derece ilginç ve istisnai bir durumdur, çünkü bilindiği gibi bitki tohumları genellikle suya değdikleri anda çimlenmeye başlarlar. Ama bu durum söz konusu bitkiler için geçerli değildir. Tohumlarını suyla taşıyan bitkiler özel tohum yapıları sebebiyle bu konuda ayrıcalıklıdırlar. Eğer bu bitkiler de diğerleri gibi suyu görür görmez hemen çimlenmeye başlasalardı, soyları çoktan tükenmiş olurdu. Oysa yaşadıkları şartlara uygun genel mekanizmaları nedeniyle bu bitkiler varlıklarını sürdürebilmektedirler.

Yeryüzündeki tüm bitkiler kendileri için en uygun yapılara sahiptirler.
1. Palmiye tohumlarının suda uzun süre kalabilmek için dayanıklı bir yapıya ihtiyaçları olacaktır, bu yüzden kabukları oldukça kalındır. Kabukların sudan koruyucu özel bir yapısı vardır.
2. Uzun yolculukları sırasında normalden daha fazla besine ihtiyaçları olacaktır ve tam gerektiği kadar besin, palmiye tohumunun içine yerleştirilmiştir.
3. Karaya geldiklerini anlayıp tam o anda açılırlar.
Görüldüğü gibi bu tohumlar sert kabuklarıyla, besin depolarıyla, büyüklükleriyle, kısacası tüm özellikleriyle gerekli durumlarda uzun süre dayanıklı olacak şekilde tasarlanmışlardır. Kabuğun sertlik miktarının ölçüldüğü, gerekli besin miktarının tespit edildiği bu ince ayarlı yapının tesadüfler sonucunda oluşmasını beklemek, tohumun daha karaya ulaşmadan su içinde çimlenmesi, yani ölmesi demek olacaktır.



  #4  
Okunmamış 19-04-2008, 20:18
 
Standart --->: Bitki Ve Bilim

ÜCRETLİ BİR TAŞIYICI - KARINCA

Bazı tohumların yapısı genelde bilinenden farklı özelliklere sahiptir. Bu özellikler incelendiğinde çok ilginç sonuçlarla karşılaşılabilir. Örnek olarak çevresi yağlı, yenilebilir bir dokuyla kaplı olan bir tohumu ele alalım. İlk bakışta alelade gelebilecek bu yağlı doku, gerçekte bitkinin neslinin devamlılığı açısından çok önemli bir detaydır. Çünkü bu özellik karıncaların söz konusu bitkiye ilgi duymasına sebep olmaktadır. Bu bitkilerin üremesi pek çok bitkiden farklı olarak karıncalar vasıtasıyla gerçekleşir. Tohumunu toprağın altına kendisi koyamayan bitki, bunu karıncalara taşıtma yöntemini seçmiştir. Bu bitkilerin tohumlarındaki yağlı doku, taşıyıcı karıncalar için çok cazip bir yiyecektir. Karıncalar bunları büyük bir istekle toplayıp yuvalarına taşırlar. Böylece daha ilk aşamada hiç bilmeden tohumu toprağın altına gömmüş olurlar.


Karıncaların bu kadar çabalamalarının nedeni tohumu yiyecek olmaları diye düşünülebilir, ama bu yanlış bir çıkarım olacaktır. Karıncalar binbir zahmetle tohumları yuvalarına taşımalarına rağmen sadece kabuğunu yer, etli iç kısmını bırakırlar. Bu sayede hem karınca besin elde etmiş, hem de bitkinin üremesini sağlayacak bölüm toprak altına inmiş olur.



TOHUMUN BİTKİYE DÖNÜŞMESİ İLK AŞAMA: FİLİZLENME


Tohumu hiç görmemiş olsaydık ve ne işe yaradığını da bilmeseydik içinden birbirine hiç benzemeyen sayısız bitkinin çıkabileceğini, bu bitkilerin de metrelerce yüksekliğe ulaşacaklarını tahmin edebilir miydik? Tabi ki tahmin edemezdik.

Pek çoğu küçük kuru tahta parçalarına benzeyen tohumlar, aslında içlerinde bitkilere ait binlerce bilgiyi barındıran genetik şifre taşıyıcılarıdır. İleride oluşturacakları bitkiler ile ilgili tüm bilgiler tohumların içinde saklıdır. Bitkinin kökünün ucundaki tüycükten, gövdesinin içindeki borucuklara, çiçeklerinden, vereceği meyveye kadar tüm bilgiler en küçük detaylarına kadar eksiksiz olarak tohumun içinde mevcuttur.

Döllenmenin ardından oluşan tohumun bir bitkiye dönüşmesindeki ilk aşama filizlenmedir. Toprağın altında beklemekte olan tohum ancak ısı, nem ve ışık gibi faktörlerin bir araya gelmesiyle hareketlenip canlanır. Bundan önce ise adeta bir uyku halindedir. Zamanı geldiğinde uykusundan uyanır ve büyümeye başlar.
Filizlenme işleminin birkaç aşaması vardır. İlk önce, tohum ıslanmalıdır ki, içinde bulunan hücreler nemlensin ve ****bolizma faaliyetleri başlayabilsin. Bu faaliyetler bir kez başladıktan sonra kök ve filiz de büyür ve bu aşamada hücre bölünmesi başlar. Bir yandan da belli fonksiyonların özel dokular tarafından gerçekleştirilebilmesi için hücre farklılaşması olur. Bütün bu aşamalar çok fazla enerji gerektirir.
Tohumun büyümek için besine ihtiyacı vardır. Fakat tohumun, buradaki mineralleri kökleriyle alacak hale gelene kadar beslenebileceği bir kaynağı yoktur. Öyleyse tohum, büyümesi için gerekli olan besini nasıl bulmaktadır?
Bu sorunun cevabı tohumun yapısında gizlidir. Döllenme sırasında tohumla birlikte oluşan besin deposu, filiz verip toprak dışına çıkana kadar tohumlar tarafından kullanılacaktır. Tohumlar kendi besinlerini üretir hale gelinceye kadar, bünyelerindeki yedek besinlere ihtiyaç duyarlar.

Buraya kadar anlatılanlar, aslında herkesin çok iyi bildiği, hatta sık sık gözlemlediği konulardır. Tohumların toprağı yararak içinden çıkmaları herkes için çok alışılmış bir olaydır. Ama tohumun büyümesi sırasında gerçekte bir mucize gerçekleşmektedir. Ağırlığı ancak "gram"larla ifade edilebilecek olan tohum, üzerindeki kilolarca ağırlıktaki toprağı delerek yukarı çıkarken hiç zorlanmaz. Tohumun tek amacı toprağın üstüne çıkıp ışığa ulaşmaktır. Çimlenmeye başlayan bitkiler incecik gövdeleriyle sanki boş bir alanda hareket ediyormuş ve üzerlerinde onca ağırlık yokmuşçasına, oldukça rahat bir şekilde, yavaş yavaş gün ışığına doğru yol alırlar. Yer çekimine karşı koyarak, yani kendileriyle ilgili olan tüm fizik kurallarını da hiçe sayarak topraktan çıkarlar.
Toprağın normalde çürütücü, parçalayıcı özelliği olmasına rağmen, küçücük tohum ve milimetrenin yarısı inceliğindeki kökler hiçbir zarar görmezler. Aksine sürekli gelişerek büyürler.
Toprağın altındaki tohumun yüzeye çıkış yolu çeşitli yöntemlerle kapatılarak, gün ışığına ulaşmasını engellemek için deneyler yapılmıştır. Deneyler sonucunda ortaya çıkan sonuçlar çok şaşırtıcı olmuştur. Tohum, önüne çıkan her engelin etrafından dolaşacak kadar uzun filizler çıkartarak ya da büyüdükleri yerde baskı yaratarak sonuçta yine gün ışığına ulaşmayı başarmıştır. Bitkiler büyüme süreçlerinde, büyüdükleri yerde büyük bir baskı yaratabilirler. Mesela yeni yapılmış bir yolda yarıkların içinde yetişen bazı fideler yarıkların daha da genişlemesine yol açabilirler. Kısacası tohumlar gün ışığına çıkarken engel tanımazlar.
Bitkilerde büyümeyi yönlendiren uyarılar iki türlüdür; ışık ve yer çekimi. Tohumdan çıkan ilk kök ve filiz bu iki çeşit uyarıya karşı oldukça duyarlı sistemlerle donatılmışlardır.
Filizlenen bitkinin köklerinde yer çekimi sinyallerini algılayan hücreler bulunur. Yukarıya doğru yükselen gövde kısmında ise ışığa duyarlı olan hücreler bulunur. İşte bu hücrelerin ışığa ve yer çekimine duyarlı olması da bitkinin parçalarını gereken yerlere doğru yönlendirir. Bu iki uyarı türü, köklerin ve filizin büyüme yönü eğer dikey değil de farklı bir yöne doğru ilerliyorlarsa, yönlerini düzeltmelerini de sağlar.
Buraya kadar verilmiş olan bilgiler tekrar gözden geçirildiğinde çok olağanüstü bir durumla karşı karşıya olunduğu hemen görülecektir. Bitkiyi oluşturan hücreler birdenbire başkalaşmaya başlamakta ve değişik şekiller alarak bitkinin bölümlerini oluşturmaktadırlar. Üstelik de köklerde ve gövdede görüldüğü gibi farklı yönlerde hareket etmektedirler.

ENGEL TANIMAYAN FİLİZLER

Topraktan çıkan filiz her zaman uygun bir ortama ulaşamayabilir; örneğin kendini bir kayanın veya büyük bir bitkinin gölgesi altında bulabilir. Bu durumda büyümeye devam ederse, güneş ışığını alamayacağından fotosentez yapması zorlaşacaktır. Eğer filiz, yeryüzüne çıktığında kendini böyle bir ortamda bulursa, hemen ışık kaynağına doğru büyüme yönünü değiştirir. Fototropizm olarak bilinen bu işlem göstermektedir ki, filizler de ışığa duyarlı yön tayini sistemine sahiptir. Hayvanlarla ve insanlarla karşılaştırdığımızda bitkiler, ışığı algılama konusunda daha avantajlı durumdadırlar. Çünkü hayvanlar ve insanlar sadece gözleriyle ışığı algılayabilirler. Bitkilerdeki yön tayin sistemleri ise son derece keskindir. Bu yüzden hiçbir zaman yönlerini şaşırmazlar. Işığa ve yer çekimine dayalı yön bulma sistemleri sayesinde kolaylıkla yönlerini bulabilirler.
Bitkiler ışığı algılayıcı sistemlerin yanı sıra hücre bölünmesinin gerçekleştiği özel büyüme bölgelerine de sahiptirler. Meristem olarak adlandırılan bu dokular genellikle kök ve gövde uçlarında bulunurlar. Filizin gelişimi sırasında eğer büyüme bölgesindeki hücreler hep aynı şekilde büyürlerse bu, gövdenin düz olmasını sağlar. Her bitkinin Meristem dokusunun büyüme yönüne göre şekilleri belirlenir. Eğer bu hücrelerin büyümesi bir kenarda fazla, diğerinde az olursa bitkinin gövdesi eğimli büyüyecektir. Bitkilerdeki büyüme eğer şartlar uygunsa tüm bölgelerde aynı anda başlar. Filizden çıkan bitkinin bir yandan gövdesi acil ihtiyacı olan ışığa doğru ilerler. Öte yandan topraktan bitki için gerekli olan su ve mineralleri sağlayacak olan kökler de yer çekimini algılayan rehber sistemleri sayesinde büyümelerini en etkili biçimde gerçekleştirirler. İlk bakışta bitkilerin kök uzantılarının toprağın altına rasgele yayıldığı düşünülebilir. Oysa gerçekte kök uzantıları bu duyarlı sistem sayesinde kontrollü bir şekilde, hedeflerine kilitlenmiş füzeler gibi ilerlerler.
Bu mekanizmalarla kontrol edilen büyüme, bitkiden bitkiye farklılıklar gösterir. Çünkü her bitkide büyüme kendi genetik bilgisine uygun olarak gerçekleşir. Bu yüzden her bitkide maksimum büyüme oranları da farklıdır. Örneğin bir mısır sapı için maksimum büyüme süresi altı hafta iken, bir kayın ağacı için bu süre çeyrek asır olmaktadır.
Çimlenme küçücük bir cisimden metrelerce uzunluktaki ve tonlarca ağırlıktaki bir bitkinin oluşmasının ilk aşamasıdır. Yavaş yavaş büyüyen bitkinin kökleri yere, dalları yukarıya doğru uzanırken, içindeki sistemler de (besin taşıyacak sistemler, döllenmesini sağlayacak sistemler, bitkinin uzamasını, genişlemesini ve bunların durmasını kontrol eden hormonlar) hep birlikte ortaya çıkar ve hiçbirinin oluşumunda bir aksama ya da gecikme olmaz. Bitki için gerekli olan her şey aynı anda gelişir. Bu son derece önemlidir. Örneğin, bir yandan çiçeğin döllenme mekanizması gelişirken, diğer yandan da taşıma boruları (besin ve su taşıma boruları) oluşmaktadır. Aksi takdirde, mesela çiçek döllenme mekanizması oluşmayan bir bitkide, soymuk ya da odun borularının hiçbir önemi olmayacaktır. Köklerin oluşmasının da bir anlamı yoktur. Çünkü böyle bir bitki neslini devam ettiremeyeceği için, ek mekanizmalar bir işe yaramayacaktır.










Bitki GövdesiEn 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.

BİTKİ GÖVDESİ



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.






Yandaki resimde bir ağaçtaki su taşıma sisteminin genel olarak hangi bölümlerden oluştuğu görülmekterir. Su, mineralleri bitki dokularına taşıma konusunda ve fotosentez üretiminde nakilci sıvı olarak görev yapar. Bitkideki her bölümün farklı görevleri vardır. Hepsi gerekli yerlere gönderecekleri maddeler içermektedirler. Toprakta bulunan su kökler vasıtasıyla alınır ve Ksilem dokuları kanalıyla kök tüylerinden yapraklara iletilir ve fotosentezde kullanılır.

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.

a) Ksilem hücreleri
b) Pholoem hücreleri
Üstteki resimde bir yaprak sapının enine kesiti görülmektedir. Bitkide depolama işlemi yapmak ve taşınan maddeleri gereken yerlere iletmek için değişik hücreler vardır. Ayrıca kambiyum katmanı da yeni Ksilem ve pholem hücreleri üretir.





SUYUN TAŞINMASI


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.





SU TOPRAKTAN METRELERCE YÜKSEKLERE NASIL TAŞINIYOR?


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.






Yandaki resimde bir ağaçta suyun ve besinin borular vasıtasıyla nasıl taşındığının şematik anlatımı görülmekterir. Ağacın yüksekliği ne olursa olsun borulan suyu ve besinleri en uçtaki yapraklara kadar taşıyabilecek güce ve dayanıklılığa sahiptirler. Bilim adamlarını çok yakın bir zamanda çözebildikleri bu sistem ağaçlar ilk ortaya çıktıklarından beri işlemektedir.

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.

BESİN TAŞINMASI

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.


TAŞIMA SİSTEMİNİ GÖSTEREN AĞAÇ KESİTİ

Ağaçlardaki taşıma sistemlerinin en önemli özelliklerinden biri, bu zor işlemde taşınan maddelere uygun yapıda hücrelerden oluşan taşıma kanalının görev almasıdır. Yandaki şematik anlatımda da görüldüğü gibi su ve besin farklı kanallar yoluyla taşınarak yapraklara iletilir. Bitkilerdeki bu sistemin önemli bir özelliği de hem odun borularının (ksilem sistemi) ve hem de soymuk borularının (phloem sistemi) her sene yeni baştan oluşmasıdır. Kök-yaprak bağlantısını oluşturan tüm elemanlar hiçbir aksama olmadan her sene yenilenmektedir.
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.
Ağaçlarda ve büyük bitkilerde odun boruları (ksilem sistemi) ve aynı zamanda da soymuk boruları (phloem) sistemi her sene yeni baştan oluşmaktadır. Sistem; tüm yapıları, kendine has özellikleri, özel hücre yapıları, sistemin işleme hızı gibi detaylarıyla birlikte hiçbir aksama olmadan her sene yenilenmektedir.
Aynı bitkinin gövdesi içinde yer alan iki sistemdeki bu fark çok önemlidir, çünkü besin taşınmasında (phloem sisteminde) minerallerin bitki içinde iletilebilmeleri için direkt olarak hücreler görev yaparlar, bu yüzden hücrelerin canlı olmaları gerekir. Ksilem sistemindeki hücrelerse suyun taşınmasında sadece bir boru görevi görürler, suyun yapraklara iletimini sağlayansa içerideki basınçtır. Besin taşınmasında canlı hücrelerden oluşan bir sistemin kurulmasının nedenidir
Bitkilerin su taşımalarında olduğu gibi, besinleri taşımalarında da sadece teoriler geçerlidir. Botanikçiler bu sistemin nasıl çalıştığıyla ilgili oldukça yoğun araştırmalar yapmışlardır. Yapılan araştırmalarla ortaya çıkan sonuçlardan en kabul göreni "toplu akış hipotezidir". Bu hipoteze göre yaprakların iç dokularında besin olarak üretilen şeker, aktif taşıma yoluyla taşıyıcı kanalda canlı olan özel hücrelere iletilir. Bu taşıyıcı kanalı oluşturan hücrelere yani çekirdeğini kaybeden hücrelere gelen şekerli çözelti, kanal boyunca bitkinin şeker yoğunluğu az olan diğer bölgelerine taşınır.

BESİNLERİN DAĞITILMASI

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.
Bitkilerin İlginç ÖzellikleriZamanı ölçebilme yeteneği genelde insanın dışında diğer canlılarda bulunmasının beklenmediği bir özelliktir. Bunun sadece insanlara özgü olduğu düşünülebilir ama
BİTKİLERİN İLGİNÇ ÖZELLİKLERİ
Zamanı ölçebilme yeteneği genelde insanın dışında diğer canlılarda bulunmasının beklenmediği bir özelliktir. Bunun sadece insanlara özgü olduğu düşünülebilir ama hem bitkiler hem de hayvanlar, zamanı ölçme mekanizmasına yani "biyolojik bir saate" sahiptirler:




BİTKİLERDEKİ BİYOLOJİK SAAT


Bitkilerin zamana bağlı hareketlerinin ilk defa anlaşılması 1920'lere dayanmaktadır. Bu yıllarda Almanya'da iki bilimadamı Erwin Buenning ve Kurt Stern fasulye bitkisindeki yaprak hareketlerini inceliyorlardı. İncelemeleri sonunda gördüler ki, bitkiler gün boyunca yapraklarını güneşe doğru uzatıyorlar, geceleri de tam dikey olarak yapraklarını büzüp uyku pozisyonuna geçiyorlardı.
Bu bilimadamlarından yaklaşık iki yüzyıl önce de Fransız Astronom Jacques d'Ortour de Marian da bitkilerin böyle düzenli bir uyku ritmine sahip olduklarını gözlemlemişti. Karanlık bir ortamda ısı ve nem ayarlaması yapılarak tekrarlanan deneylerde bu durumun değişmemesi, bitkilerin içlerinde zaman ölçen bir sistemlerinin olduğunu göstermişti.
Bitkiler belirli faaliyetleri için belirli zamanları seçerler. Bunu da güneş ışığındaki değişimlere bağlı olarak yaparlar. İçlerindeki saat güneş ışığıyla kurulduğu için ritmik hareketlerini 24 saat içinde tamamlarlar. Bitkilerin ritmik davranışlarının haftalarca sürdüğü de olabilir.
Yapılan ritmik hareketler ne kadar sürerse sürsün değişmeyen bir nokta vardır. Bu hareketler her seferinde bitkinin yaşaması ve neslinin devamı için, hep en uygun zamanlamada gerçekleşir. Ve bu hareketlerin başarıyla tamamlanabilmesi için birçok karmaşık işlemin bir şekilde meydana gelmesi gerekir.
Örneğin birçok bitkide çiçeklenme yılın belli bir zamanında olur. Çünkü bu zamanlar bitkinin çiçeklenmesi için en uygun zamanlardır. Bitkilerin bu zaman ayarlamalarını yapan saatleri, güneş ışığının yapraklara düşme süresini de hesaplar. Her bitkinin biyolojik saati bu süreyi bitkinin kendi yapısal özelliğine göre hesaplar. Yapılan hesap ne olursa olsun çiçeklenme en uygun zamanda gerçekleşir. Bu şekilde bir zaman ayarlaması yapan soya fasulyesi üzerinde yapılan araştırmalar sonucunda, bu bitkilerin ne zaman ekilirlerse ekilsinler her zaman yılın aynı zamanlarında çiçek açtıkları görülmüştür.

Bitkiler çiçeklenmenin dışında daha birçok faaliyetlerinde mükemmel zamanlamalar kullanırlar. Örneğin gelincik çiçekleri polenlerini yayma zamanlarını, polen taşıyıcıların en yoğun şekilde dolaştıkları günlere ve saatlere denk getirirler. Yine her bitki için bu günler ve saatler değişir. Ama sonuçta her bitki yaptığı zaman ayarlamasıyla en garantili biçimde polenlerini yaydırır. Gelincik çiçekleri Temmuz ile Ağustos aylarında sabah 05.30 ile 10.00 saatleri arasında polenlerini yayarlar. Bu saat, arıların ve diğer böceklerin de beslenmek için dışarıya çıktıkları saatlerdir. Burada bitki, kendi özellikleri dışında bir de diğer canlıların özelliklerini en ince ayrıntısına kadar hesaba katmalıdır. Bu bitki kendisini dölleyecek olan canlıların yuvalarından çıkacakları zamanı, katedecekleri yolun süresini ve beslenme saatlerini tam olarak bilmelidir. Bu durumda akla şu soru gelecektir: Bütün bu "bilgilere" sahip olan ve gerekli "hesaplamaları" yapan "diğer bir canlının özelliklerini analiz eden" ve bir bilgisayar merkezini andıran bu saat, bitkinin neresindedir?
Bilim adamları bitkiler dışındaki canlılardaki biyolojik saatin, genel olarak hipofiz bezinin etkisiyle oluştuğunu düşünmektedirler. Fakat bitkilerdeki bu mükemmel zaman ölçme sisteminin nerede bulunduğu onlar için hala tam bir sırdır.

BİTKİLERDEKİ SAVUNMA STRATEJİLERİ

Bitkiler de kendilerini düşmanlarından bir şekilde korumak zorundadırlar. Bu korunma her bitki türüne göre çeşitlilik gösterir. Örneğin bazı bitkiler, parazitlere ve böceklere karşı çeşitli salgılar üreterek düşmanlarıyla mücadele ederler ve kendilerini ancak bu şekilde korurlar. Bir numaralı savunma silahları olan zehirli kimyasal salgılarını gereği gibi kullanabilmek için bitkiler çok çeşitli stratejiler kullanırlar. Örneğin, mantar ve salatalıkların zehirli uçları vardır ve bunları saldırı anında harekete geçirirler. Bu tam teçhizatlı savaşın başka bir örneği de çınar ağaçlarında mevcuttur. Çınar ağacı, yapraklarından salgıladığı bir öz su yardımıyla, gövdesinin altındaki toprağı sistemli bir şekilde zehirler, öyle ki bu zehirden sonra, toprağın üstünde küçücük bir ot bile yetişemez. Bu zehirli maddeyi bünyesinde barındırmasına rağmen çınar ağacı kendisi bundan herhangi bir zarar görmez.

Saldırıya uğradıklarında bulundukları ortamdan uzaklaşmalarını sağlayacak ayakları veya savaşacak herhangi bir organı olmayan bitkiler düşmanlarına karşı sadece salgılarla karşılık vermezler, bunun yanı sıra pek çok savunma mekanizması ile birlikte yaratılmışlardır. Bu mekanizmaların içinde haberleşme yeteneği de vardır. Bazı bitkiler, ısırılan bölgeden kendilerini ısıran böceğin sindirim sistemini bozucu ve ona sahte tokluk hissettiren bir sıvı salgılar. Aynı zamanda yaprak hasar gördüğü yerden "jasmonik asit" denen bir tür asit de salgılayarak diğer yaprakların saldırıdan haberdar olmalarını ve savunmaya geçmelerini sağlar.
Mısır ve fasulye bitkileri ise düşmanlarından korunmak için parazit yaşayan eşek arılarını adeta paralı asker gibi kullanırlar. Yapraklarına tırtıl dadandığında özel bir kimyasal salgı salgılayan bu bitkiler eşek arılarını bulundukları yere toplarlar. Eşek arıları da larvalarını bitkiye saldırmış olan tırtılların üstlerine bırakırlar. Büyüyen eşek arısı larvaları tırtılların ölümüne neden olur bu da bitkinin kurtulmasını sağlar. Bitkilerin bazıları ise aleolu kimyasal bileşikleri yapılarında bulundururlar. Bunlar böcek ve hayvanlar için bazen çekici, bazen korkutucu, bazen alerji yapıcı, bazen de öldürücü olarak etkilerini gösterirler.
Örneğin kelebekler çalı çiçekli bitkilere yanaşmazlar. Çünkü bu tür çiçekler savunma sistemlerinin içinde "sinigrin" adlı bir zehir maddesi bulundururlar. Buna karşın kelebekler zehir maddesi taşımadıklarını bildikleri salkım çiçekli bitkileri tercih ederler. Kelebeğin bunu tecrübe ederek öğrenmesi imkansızdır. Bitkinin tadına bakması kelebeğin sonu olacaktır. O halde bu bilgiyi kelebekler farklı bir şekilde elde etmektedirler.
Akçaağaçların, özellikle şeker akçaağacının genç sürgünlerini ve yapraklarını zararlı canlılardan koruma düzeni çoğu zaman insanların ürettikleri böcek öldürücülerden çok daha etkilidir. Şeker akçaağacı, gövdesinde bol şekerli öz su olmasına rağmen, yapraklarına "tanen" denen bir maddeyi gönderir. Bu, böcekleri rahatsız eden bir maddedir. "Tanen"li yaprakları yiyen böcekler kurtulmak için hemen daha az tanenli üst yapraklara çıkarlar. Oysa üst yapraklar kuşların en çok uğradıkları yerlerdir. Buraya kaçan böcekler kuşlar tarafından avlanırlar. Şeker akçaağacı bu stratejisi sayesinde böcek saldırılarından az zarar görerek kurtulur.
Orta ve Güney Amerika'da yetişen bir asma bitkisi siyah ve yeşil tırtıllar ve kırmızı kelebekler için çok ideal ve çekici bir yiyecek türüdür. Öyle ki bu böcekler, yavrularının yumurtadan çıkar çıkmaz bu lezzetli yiyecekle beslenebilmeleri için, yumurtalarını asma bitkisinin yaprakları üzerine bırakırlar. Yalnız burada çok önemli bir nokta vardır. Bu kelebekler yumurtalarını bırakmadan önce asmanın yapraklarını iyice kontrol ederler. Eğer bir başka hayvan yumurtalarını yerleştirmişse, aynı bitkinin yapraklarından birden fazla ailenin bireylerinin beslenmesi zor olacağından, orayı tercih etmez ve boş olan başka yaprakları ararlar.
Böceklerin tercihinin bu yönde olması bitki için oldukça büyük bir avantajdır çünkü asma bitkisi saldırıdan korunmak için böceklerin bu seçiciliğinden faydalanır.
Asma bitkisinin bazı cinsleri, yapraklarının üst kısımlarında, yeşil yumrucuklar oluştururlar. Bazı türleri ise, yaprağın altında bulunan, dal ile birleşme yeri üzerinde, kelebeklerin yumurtalarına benzer renkte lekecikler meydana getirirler. Bunu gören tırtıl ve kelebekler, başka böceklerin kendilerinden evvel bu yaprakların üzerine yumurtladıklarını zannederler ve bitkiye yumurtlamaktan vazgeçerek, kendilerine yeni yapraklar aramaya başlarlar.
Yapraklarını böylesine inanılmaz bir yöntemle koruma altına almış olan asma bitkisi, herkesin bildiği gibi topraktan çıkan ve kuru bir dal ile yapraklardan oluşan bir bitkidir. Bu bitki herhangi bir akıl, hafıza ve teşhis kabiliyetine sahip değildir. Kendisinden tamamen farklı bir canlının, bir böceğin özelliklerini, tercihlerini, yumurtlarının şeklini bilmesine kesinlikle imkan yoktur. Ama görüldüğü gibi asma bitkisi böceğin, hangi şartlarda yumurtalarını bırakmaktan vazgeçip de başka bir bitkiye yöneleceğini bilmekte, ayrıca kendi yapraklarında bu yumurtalara benzer desenler oluşturmakta ve çeşitli değişiklikler yapmaktadır. Asma bitkisinin, herhangi bir böceğin yumurtalarını taklit edebilmesi için neler yapması gerektiğini birlikte düşünelim. Taklit, zeka gerektiren bir yetenektir. Bu nedenle bitki bir zekaya sahip olmalı, bu yumurtaları görüp idrak etmeli ve hafızasına bunu yerleştirmelidir. Daha sonra bu özelliklerini, bazı sanatsal kabiliyetleri ile birleştirip, kendi bünyesinde çeşitli değişiklikler oluşturup böyle bir savunma taktiği geliştirmelidir. Elbette ki bu saydıklarımızın hiçbiri, bir bitki tarafından gerçekleştirilmiş olması, ya da çeşitli tesadüfler sonucunda ortaya çıkması mümkün olan şeyler değildir.

İLGİNÇ BİTKİLERDEN BİRKAÇ ÖRNEK

Arum zambağı döllenmeye hazır hale gelince keskin kokulu bir amonyak gazı (NH3) yaymaya başlar. Çiçeğin son derece ilginç bir yapısı vardır. Polenlerinin bulunduğu bölüm, beyaz yapraklı yapının içinde dip taraftadır ve dışarıdan görünmez. Bu yüzden sadece koku yaymak böceklerin dikkatini çekmek için yeterli değildir. Polenler döllenmeye hazır olduğunda zambak saldığı kokuyla birlikte çiçeğinin dışta kalan bölümünü de ısıtır. İşte bu yalnızca aydınlık saatlerde ve bir gün içerisinde gerçekleşen ısınma ve koku böcekler için çok çekicidir. Bu ısı ve koku nasıl ortaya çıkıyor sorusunu cevabını bulmaya çalışan bilim adamları bitkinin ****bolizmasında gerçekleşen hızlanma sonucunda ortaya özel bir asit çıktığını bulmuşlardır.
Glutanamik asit denen bu maddenin kimyasal yollarla parçalanması sonucunda çiçeğin yaydığı ısı ve koku oluşur. Bu sayede böcekler çiçeğe gelirler. Ne var ki böcekler için bu yeterli değildir çünkü arum zambağının polen tozları dipte kapalı torbacıklarda bulunur. Çiçek buna da hazırlıklıdır. Yağlı olan dış yüzeyi sebebiyle gelen böcekler kayarak aşağı çiçeğin içine düşerler ve bir daha da kaygan duvarlardan yukarı tırmanamazlar. Bulundukları bölümde çiçeğin dişi organlarının ürettiği şekerli bir sıvı vardır. Ayrıca gece olunca polenlerin kapalı olduğu torbacıklar da açılır ve böcekler bunlara bulanırlar. Böcekler çiçeğin içinde bir gece kalırlar. Sabah olunca çiçeğin üzerinde bulunan dikenler bükülerek böceklerin yukarı tırmanması için merdiven işlevi görürler. Merdivenden tırmanan böcekler, özgürlüklerine kavuşur kavuşmaz görevlerini yerine getirmek için dölleyici polen yükleriyle birlikte başka bir zambağa giderler.
İlgi çekici bir güzellikte olan Passiflore çiçeği, yaprakları üzerinde yer alan küçük iğneler sayesinde düşmanı olan tırtıllara karşı koyabilmektedir. Bu iğneler, yumurtadan çıkan tırtılların en ufak bir yer değiştirmesi halinde bedenlerine saplanır. Böylece, passiflore çiçeği, bu tırtıllar henüz doğup ona zarar vermeden önlemini almış olur.

Resimde görülen bu canlı kayalar gerçekte toprağın altında gizlenmiş olan bir bitkinin etli yapraklarıdır. Çiçek açmadığı zamanlarda bir kayadan farksız olan taş kaktüs bitkisi aslında gerçek bir kaktüs değildir. Kayaya benzeyen görünüşü onun düşmanlarından çok iyi bir şekilde korunmasını sağlar.





Küstüm otunun çok ilginç bir savunma sistemi vardır. Bu bitkinin yapraklarına dokunulduğunda birkaç saniye içinde, sapla birlikte yapraklarının gövdeye doğru yaslandığı görülecektir. Eğer bitkiyi rahatsız eden etki devam ederse bu kez küstüm otu aşağıya doğru ikinci bir hareket yaparak gövdesinin üzerindeki sivri dikenleri ortaya çıkarır. Bu da böcekleri kaçırmak için yeterlidir. Bitkideki bu hareketi gerçekleştiren mekanizma elektrik akımlarıyla başlar. Bu akım aynı insan vücudundaki sinirlerden geçen akım gibidir. Bitkinin reaksiyonları bizde olduğu kadar hızlı değildir. Bununla birlikte bitki özünü taşıyan kanallar aracılığıyla iletilen elektrik sinyalleri 30 santimetrelik mesafeyi bir-iki saniye içinde geçer. Isı ne kadar yüksek olursa, reaksiyon o kadar hızlı olur. Her bir yaprağın dibi (yaprağın sapıyla birleştiği yerde), oldukça şişkindir. Buradaki hücreler sıvıyla doludur. Uyarı buraya ulaştığı zaman, yaprağın dibindeki şişkinliğin alt yarısı aniden suyunu boşaltır ve aynı anda diğer üst yarı, bu suyu kendi bünyesine alır. Ve yaprak aşağıya doğru düşer. Böylece uyarı saplar boyunca ilerlerken, yapraklar domino taşları gibi teker teker, ardı ardına kapanır. Bu şekilde bir savunma hareketinden sonra, bitkinin tekrar hücrelerini doldurup


Cevapla

Hızlı Cevap
Mesajınız:
Kullanıcı isminiz: Giriş yapmak için Buraya tıklayın
Rastgele Soru

Seçenekler


Seçenekler


Benzer Konular
Bitki Tarihi Bitki Tarihi Aslında çok eski çağlardan beri insanların bitkileri araştırıp incelediği ve şifalı bazı karışım, çay, su, merhem vb. elde ettiği yazılar ve tabletlerle kanıtlanmıştır. İnsanları bu...
Osmanlılar'da Bilim ve Bilim Adamlarının Çalışmaları Osmanlılar'da Bilim ve Bilim Adamlarının Çalışmaları OSMANLILARDA BİLİM Bilim,genel olarak dünyayı ve dünya üzerinde yaşayan insanları ve onların etkinlikleri sonucu ortaya koydukları...
Bitki koleksiyonculuğu Bitki koleksiyonculuğu http://www.ogm.gov.tr/yaprak/kitap.gif Bitki kolleksiyonculuğu, tarihi çok eskilere dayanan bir uğraş olmuştur insanlar için... Örneğin Eski Mısır duvar resimlerinden...
Bilim Felsefesi (Bilim felsefesi Hakkında) Bilim felsefesi, epistemoloji, ontoloji, etik ve estetik gibi felsefenin temel alt bölümlerinden birisidir. Tanım Bilim felsefesi, bilimin ne olduğunu, bilimsel kuramların özgül yapısını,...
Bilim Adamları Ay Yüzeyinde Bitki Yetiştirdi Avrupa Uzay Ajansı'na bağlı bilim adamları, ay yüzeyine benzer kırma kayadan oluşan bir ortamda bitki besinine ihtiyaç duyulmaksızın kadife çiçeği yetiştirmeyi başardılar. İngiliz yayın kuruluşu...

 
Forum Stats
Üyeler: 65,765
Konular : 239,276
Mesajlar: 426,716
Şuan Sitemizde: 141

En Son Üye: RMatthies

Sosyal Linkler
Lütfen Facebook Sayfamızı Beğenin



Twitter Butonları





Google+ Butonu



Lütfen Google+ Sayfamızı Çevrenize Ekleyin


Sponsorlu Bağlantılar







Tüm Zamanlar GMT +3 Olarak Ayarlanmış. Şuanki Zaman: 09:34.


Powered by vBulletin® Version 3.8.2
Copyright ©2000 - 2014, Jelsoft Enterprises Ltd.

DMCA.com

Sitemizde illegal paylaşım yasaktır.Sayfalarımızda bulunan içeriklerin telif haklarıyla ilgili bir şikayetiniz/sorunuz varsa bize ulaşmak için TIKLAYINIZ .
In this web site,illegal sharing is forbidden.If you have any problem/complaint about content's copyrights in our page,please click here to contact us.