Bitkilerde Büyüme ve Gelişme
Bitkiler büyüme sırasında, topraktan ve havadan aldıkları ham maddelerle sentezle dikleri organik bileşiklerin bir kısmını, solunumla harcamak üzere, yedek besin maddesi olarak depo ederler.
Geri kalan kısmını da yeni maddeler halinde yapılarına katarak büyüyüp gelişirler.İşte bitki ya da bitki organlarının, yapılarına yeni maddeler ilave ederek geri dönüşümsüz bir şekilde yapılarına katmaları olayınabüyüme denir.
Ormanlık veya kırlık bölgelere gittiğimizde pek çok bitki çeşidini bir arada görmek mümkündür. Bu bitkilerin bazısı çiçeksiz bazısı ise çiçekli bitkilerdir. Örneğin ; nemli kayaların üzerinde yeşil kadife gibi gördüğümüz bitkiler kara yosunları dır. Bunun yanında evlerde de yetiştirilebilen halk arasında “aşk merdiveni” olarak bildiğimiz bitkiler eğrelti otlarıdır. Bu bitkileri incelediğimizde çok basit yapıda bitkiler olduğunu kolaylıkla anlayabiliriz. Bu bitkiler çiçeksiz bitkilerdir. Bunların dışında iri gövdeli meyve veren veya kozalaklı bitkileri de görmek mümkündür.
Bu bitkiler ise çiçekli bitkilerdir. Çiçeksiz bitkiler ve çiçekli bitkilerin şekillerinde ve yapılarında görülen farklılıkların yanında gelişimlerinde de farklılıklar vardır. Çiçeksiz bitkilerde sporların geliştiği bitki sporofittir. Gametlerin geliştiği bitki ise gametofittir. Sporofitten meydana gelen sporlar, nemli toprağa düşer ve çimlenerek gametofiti oluşturur. Gametofitten mitoz bölünmeler ile yumurta ve sperm gelişir. Yumurta ve spermin döllenmesi ile meydana gelen zigot yeni bir bitki olan sporofiti oluşturur.
Çiçekli bitkilerde embriyonal gelişim tohum içerisinde başlar. Sperm ve yumurtanın döllenmesi sonucu oluşan zigot, art arda mitoz bölünmeler geçirir. Zigotun mitoz bölünmeleri sonucunda meydana gelen hücrenin üst kısmından ilk yapraklar ve embriyonik gövde (gövde meristemi), alt kısmından ise embriyonik kök (kök meristemi) gelişir.
Gelişme, embriyonun yapı ve görev karmaşıklığının yavaş yavaş artmasıdır. Başka bir deyişle; döllenmiş yumurtanın (zigotun), yeni bireyler halinde büyümesine gelişme denir. Gelişmede üç etmen rol oynar:
1- Hücre bölünmesi: Oluşan zigot, mitozla bölünerek çoğalmaya başlar. Canlıda hücre bölünmesi, yaşamı boyu sürer.
2- Büyüme : Canlının madde miktarının artmasına büyüme denir. Büyüme; organizma belirli bir boya ulaşınca durur. Ancak”bazı bölümler büyümeye devam eder.
3- Farklılaşma: Hücre bölünmesiyle büyüyen organizmadaki hücreler, değişik görev yapmak üzere farklılaşırlar ve ayrı özellikler kazanırlar. Böylece özelleşmiş hücre grupları yani dokular oluşur.
Bitkilerde gelişme, döllenmeden sonra başlar. Tohum oluşuncaya değin ana bitkide sürer. Gelişmenin tamamlanması ise toprakta olur.
Yüksek yapılı bitki tohumlarında, gelişme sonucu oluşmuş katiledonlar (çenek) ve embriyo bulunur. Embriyonun, embriyonik kök ve embriyonik gövde gibi iki bölümü bulunduğundan tohumlar üç bölümde incelenir:
Embriyonik kök: Gelişme sonrasında kök ile gövdenin alt bölümünü oluşturur.
Ebriyonik gövde : Gelişerek gövdenin üst bölümünü(dalları, yaprakları, çiçekleri ve meyveyi) oluşturur.
Kotiledonlar : Embriyo hücreleri,farklılaşıp klorofil oluşturuncaya değin besin yapamaz. Bu sırada kotiledonlarda depolanmış besinden yararlanarak solunum yapar.(ATP üretir). Kotiledonlarda”besi doku”nun (Endosperm) depoladığı nişasta, yağ, protein gibi enerji verici besinler bulunur. Bu besinler hidrolizle kiiçiik moleküllere parçalanıp embriyo hücrelerine alınır. Bu nedenle çimlenmenin başlayabilmesi için su gereklidir.
Bitkilerin bazılarında çenekler tek parçadan oluşuktur. Bunlara bir çenekli (monokotiledon), bazılarında ise iki parçadan oluşuktur. Bunlara da ikiçenekli (dikotiledon) bitki denir.
Monokotiledonlar genellikle (buğday, arpa; mısır gibi) bir yıllık otsu bitkilerdir.
Dikotiledonlar ise (elma, armut, erik gibi) çok yıllık odunsu bitkilerdir.
Çimlenmenin başlamasıyla embriyo hücreleri mitozla çok hızlı bölünür. Oluşan hücreler farklılaşarak, meristem (sürgen) dokuya dönüşürler. Bitkilerde bulunan öteki bütün dokular meristemin farklılaşmasıyla oluşur. Gelişmiş bitkilerde meristem doku, kök uçlarında, gövde ucunda ve dal uçlarında bulunur.
Meristem doku hücreleri bölünme yeteneğini hiçbir zaman yitirmezler. Bu yüzden kök ve gövde uçlarında hücre bölünmesi bitki yaşadığı sürece olacağından, bitki büyümesi ömür boyu sürecektir. Hayvanlarda ise boyca büyümenin belirli bir yaşa değin sürdüğüne, yani sınırlı olduğuna dikkat ediniz.
Bitkilerde öteki bütün dokuların meristemden oluştuğunu belirtmiştik. Bunlardan birisi de kambiyum dokudur. Bu doku, bitkilerde suyun taşınmasını sağlayan “ksilem” (odun borusu) ve besinleri taşıyan “floem” i (soymuk borusu) de oluşturur. Odun boruları, gövdede halka şeklinde görülür. Bu halkalara, “yıllık halkalar” (yaş halkaları) denir.
Her yıl bu halkalardan iki tane yapıldığından (ilkbahar ve sorıbalar), bir bitkinin gövdesinde yirmi halka varsa, bu bitki on yaşındadır.
Odun boruları her yıl dışa doğru oluştuğundan, yaşlı bitkilerin ortası çürüse bile bu bitkiler yaşamlarını sürdürürler.
Kambiyum doku ikiçeneklilerde bulunur. Bir çeneklilerde bulunmadığından bunlar boyca büyüdüğü halde kalınlaşamazlar.
a. Uygun sıcaklık : Tohumun çimlenmesinden sorumlu reaksiyonların yürüyebilmesi için enzimler gereklidir. Enzimler ise uygun sıcaklıkta aktif görev yapar.
b. Uygun nem : Endosperm içerisindeki nişasta, protein, yağ gibi besinlerin hidrolizi için su gereklidir. Hidroliz sonucu besinler su ile parçalanır. Enzimlerin görev yapabilmesi için nemin uygun olması gerekir.
c. Yeterli oksijen : Endosperm içerisindeki besinlerin parçalanması için oksijen gereklidir. Besinlerin oksijenle yıkımı sonucu açığa çıkan enerji tohumun çimlenmesini sağlar.
B. Bir ve iki Çenekli Bitkilerde Gelişme-Büyüme Özellikleri
a. Bir Çenekli Bitkilerde Gelişme :Bir çenekli bitkilerde embriyonik gövde doğrudan toprak üzerine çıkarak gelişir.Çenekler ise toprak altında kalır.
b. Çift Çenekli Bitkilerde Gelişme :Çift çenekli bitkilerde embriyonik kökün kıvrılıp yukarı doğru büyümesi ile embriyonuk gövde ve çenekler yerçekimine zıt yönde toprak üzerine çıkarak gelişir.
Embriyonik gövdeden gövde, yaprak, çiçek ve meyve gelişir.
Bitkilerde büyümenin sınırsız olması, bölünür dokular (meristem) sayesinde olur.Bitkilerde bölünür doku iki çeşittir:
a. Birincil bölünür doku (Uç sürgen doku)
b. İkincil bölünür doku (Kambiyum ve mantar kambiyum)
Birincil bölünür doku bitkinin kök ve gövde ucunda bulunur. Bu doku, bitkinin boyuna uzamasını sağlar.
İkincil bölünür doku, kambiyum ve mantar kambiyumudur. Kambiyum, kök ve gövdenin iç yapısında bulunur. Kambiyum kök ve gövdenin enine büyümesini sağlar. Kambiyum sadece çift çenekli bitkilerde bulunur. Kambiyumun gövdede her büyüme mevsiminde mitozla oluşturduğu hücre tabakaları gövdenin enine kesitinde halka şeklinde görülür. Bunlara yıllık halkalar denir. Bu halkalardan ağacın yaşı hesaplanır.
Büyümeye Etki Eden Faktörler
Bitkilerin büyüme ve gelişme olayları, ortamın çeşitli faktörleri ve her bitkinin kendine özgü olan iç özelliklerine bağlıdır.
Bitki Büyümesinde Hormonların Etkisi
Bitkiler, kök ve gövde uçları, meyveler ve genç yapraklarda belirli kimyasal bileşikler üretirler. Bu kimyasal bileşikler vücudun diğer bir kısmına iletilerek orada büyüme ve başka fizyolojik olayları kontrol ederler. Bitkide değişik kısımların koordineli bir şekilde çalışmasını sağlayan bu kimyasal habercilere hormonlar denir.
Bitki hormonların en önemlileri oksinler, sitokininler, giberellinler, etilen, absisik asittir.
Oksinler: Özellikle büyüme bölgesinde (sürgün ucunda) üretilir ve aşağı doğru taşınarak hücre uzama bölgesinde hücrelerin büyümesini uyarır. Bitkinin ışığa doğru büyümesi (fototropizma) olayından sorumludur. Meyve gelişmesi, yaprak dökümünün engellenmesi, iletim dokusunun farklılaşması üzerinde etkilidir. Doku kültüründen yeni bitkilerin oluşmasında önemli rol oynar. Oksin ayrıca kesik gövdelerde saçak kök oluşumunu uyarır. Sentetik olarak üretilen bazı oksin çeşitleri yabani otları öldürmek için kullanılır.
Sitokininler: Köklerde üretilir ve ksilem yoluyla etkili olacağı yerlere (hedef hücrelere) taşınır. Sürgün ve kök meristemlerinde hücre bölünmesini uyarır. Yanal tomurcuk büyümesini hızlandırır. Yaprakların yaşlanmasını geciktirici etkiye sahiptir. Hücre döngüsünün düzenlenmesinde görev yapar.
Giberellinler: Apikal (uç) tomurcuklar, kökler, genç yapraklar ve bitki embriyolarında üretilir. Gövdelerde hücre bölünmesi ve hücre uzamasını uyarır. Yapraklarda büyümeyi teşvik eder. Tohum çimlenmesini uyarır. Bazı bitkilerde çiçeklenmeye etki eder. Başta üzüm olmak üzere bazı meyvelerin büyümesini sağlamak amacıyla giberellin hormonu kullanılmaktadır.
Etilen: Yüksek bitkilerin hemen hemen tüm organları etilen üretmekle beraber en fazla etileni yaşlı dokular, olgunlaşan meyveler ve gövdelerin nodyumları üretir. Etilen, gaz formunda bir hormondur. Bitkiler bu hormonu patojen saldırısı, kuraklık, su baskını gibi streslere yanıt vermek amacıyla üretir. Etilen, ayrıca meyvelerin olgunlaşmasını artırır. Yaprakların ve çiçeklerin yaşlanmasında etkilidir.
Absisik Asit: Yapraklar, gövdeler, kökler ve yeşil meyveler absisik asitin üretildiği yerlerdir. Bu hormon, tohum ve tomurcuklarda uyku halini artırır. Uygun olmayan büyüme koşullarında tohumların erken çimlenmesini engeller.
Tropizma Hareketleri
Bitkinin uyaranın yönüne bağlı olarak gösterdiği yönelme hareketidir. Tropizma hareketleri, bitkilerin sadece büyüyen ve uzayan kısımlarında meydana gelir. Hareket uyarana doğru ise pozitif, zıt yönde ise negatif tropizmadır.
Fototropizma: Bitkinin ışık etkisinde yaptığı yönelim hareketidir. Bitkinin yapraklarının güneşe doğru yönelmesi pozitif tropizmadır.
Fototropizma hareketinde oksin hormonu aktif rol oynar. Oksin hormonu güneşin olduğu yerde sentezlenmez; bu sayede gölgede kalan kısımda oksin hormonu salgılanır ve o taraftaki hücrelerin bölünmesi hızlanır. Bir tarafın uzamaması ve diğer tarafın uzaması sayesinde bitki güneşe yönelir. Aşağıdaki resimde oksinle yapılan deneyleri görebilirsiniz.
Geotropizma: Bitkinin yer çekime karşı uyguladığı yönelim hareketidir. Bitkilerin gövdeleri negatif geotropizma, kökleri pozitif geotropizma yapar.
Haptotropizma: Bitkilerin dokunmaya karşı gösterdiği tepkiye denir. Örnek olarak sarmaşık bitkilerinin desteklere tırmanması verilebilir.
Kemotropizma: Bitki köklerinin topraktaki maddelere göre hareketine kemotropizma denir. Kökler kimyasallara karşı pozitif (gübre) veya negatif (asit) kemotropizma gösterirler.
Travmatropizma: Bitkinin darbe aldığı yönlerden kaçınma hareketine denir. Bu şekilde kökler toprakta daha az taşlı alanlara yönelebilir.
Hidrotropizma: Bitkinin suya yönelme hareketlerine denir.
B) Nasti Hareketleri
Bitkilerin uyaranın yönüne bağlı olmaksızın gerçekleştirdikleri harekettir. Nasti hareketleri turgor değişimleri ile sağlanır.
Fotonasti: Çiçeklerin ışığın şiddetine göre kapanıp açılması fotonasti olarak adlandırlır.
Termonasti: Bitkilerin sıcaklığa göre verdikleri tepkilere termonasti denir. Yine çicek açma da etkilidir.
Sismonasti: Dokunulmaya karşı verilen tepkiler sismonasti olarak adlandırılır.
Fotoperiyodizm
Bitkilerin gün uzunluğuna bağlı olarak gelişim göstermesi olayına fotoperiyodizm, gelişim gösterdikleri evreye de fotoperiyot denir. Fotoperiyot, bitkilerde büyüme, gelişme, çiçeklenme, yaprakların dökülmesi ve durgunluk döneminin başlaması gibi fizyolojik olayları etkilemektedir. Ayrıca gün uzunluğu bazı bitkilerin dünya üzerindeki yayılışını da belirler.
Kısa gün bitkileri(c4 bitkileri): 13-14 saatten az fotoperiyotta çiçeklenme olurken, daha uzun ışık sürelerinde yapraklanma (vejetatif büyüme) görülür.Mısır, darı, çeltik, sorgum vs…( yalnızca kısa gunlerde çiçeklenirler veya bu bitkilerde çiçeklenme kısa günler tarafından daha da aktifleştirilirler.)
Uzun gün bitkileri(c3 bitkileri): 13-14 saatten fazla ışık almaya başlayınca çiçek açar; daha az sürelerde ise ancak vejetatif olarak gelişirler.(yapraklanma gösterirler)Arpa, buğday, yulaf, yonca vs…(yalnızca uzun günlerde çiçeklenirler veya çiçeklenmeleri uzun günler tarafından daha da aktifleştirilir.)
Nötr bitkiler:fotoperiyot süresine bağlı olmaksızın çiçek açan bitkilerdir.Pamuk, tütün, ayçiçeği vs…
MsXLabs.org
-derlemedir.