Bitkilerde Su ve Minerallerin Taşınması

Su ve suda çözünmüş minerallerin kökten yapraklara kadar taşınmasını ksilem adı verilen iletim dokusu sağlar. Ksileme taşıma aşağıdan yukarıya doğru tek yönlüdür. Yapılan araştırmalar en fazla ve en hızlı su alımının kök ucunun emici tüy(kök tüyü) bölgesinde olduğunu göstermiştir. Emici tüyler epidermis hücrelerinin toprak içine doğru uzantıları olup toprak parçacıklarıyla temas yüzeyini artırırlar.

Emici tüyler ihtiyaç duyulan mineralleri enerji harcamadan (kolaylaştırılmış difüzyonla) alabilir. Ancak minerallerin topraktaki derişimi genellikle hücredekinden azdır. Bu durumda mineraller aktif taşımayla emici tüylere alınır. Minerallerin kökteki ksileme ulaşması için iki yol vardır. Birinci yolda su ve mineraller hücreye girmeden, hücreler arası boşluklardan geçerek; ikinci yolda ise hücreden hücreye uzanan sitoplâzma bağlantıları aracılığıyla taşınır.

Suyun Gövdede Taşınmasını Sağlayan Mekanizmalar

Su ve minerallerin ksilemde taşınmasını açıklamak amacıyla araştırıcılar tarafından “kök basıncı”, “terleme çekim teorisi” ve “kılcallık” adı verilen görüşler ileri sürülmüştür.

Kök Basıncı: Bitki kökleri tarafından toprak çözeltisinden alınan mineraller merkezi silindire taşınır. Merkezi silindirde biriken çözünmüş mineraller bu bölgenin su potansiyelini düşürür. Bu durumda ozmotik kurallara göre dışarıdaki su kökün içine girer ve ksileme doğru ilerler. Bitki köküne hızla giren suyun oluşturduğu hidrostatik basınç suyun ksilemde hareketini sağlar.

Toprakta yeterince su bulunduğu ve geceleri nem düzeyi yüksek olduğu zaman ksilemdeki su, kök basıncının etkisiyle hidatoddan damlalar halinde dışarı çıkar. Bu olay damlama (gutasyon) olarak adlandırılır.

Terleme-Çekim Teorisi:

Yapraklardan suyun buharlaşması (terleme) sonucu yaprak hücrelerinin ozmotik basıncı artar. Bunun sonucu bitkinin üst kısımlarında bir emme kuvveti ortaya çıkar ve ksilemdeki su sütunu yukarı doğru çekilir. Su moleküllerinin kimyasal bağlarla birbirine tutunma özeliği olan kohezyon ise ksilem içindeki su sütununun kopmasını ve araya hava kabarcıklarının girmesini önler.

Suyun yukarı doğru taşınmasında en fazla kabul edilen görüş terleme – çekim teorisidir.

Kılcallık: İnce bir hidrofilik (suya karşı çekim gösteren) tüp içinde suyun yükselme eğilimidir. Bitkilerin ksilemi gözle görülemeyecek kadar ince kılcal borulardan meydana gelmiştir. Bu olayda ksilem çeperlerinin su moleküllerini çekmesiyle, suyun yukarı doğru yükselmesi söz konusudur. Ancak yapılan araştırmalar, suyun yükselmesinde kılcallığın diğer faktörlere göre daha etkisiz olduğunu göstermiştir.

Suyun Taşınmada Stomaların Rolü

Epidermis hücrelerinin farklılaşmasıyla oluşan stomalar, bitkide terleme ve gaz alışverişin düzenler. Bir stoma; bekçi ya da kilit hücresi denilen iki adet stoma hücresi ile bunların arasındaki stoma açıklığından (stoma porundan) oluşur. Stoma hücrelerinin önemli bir özelliği kloroplast içermeleridir. Bunların yanlarında bulunan epidermis hücreleri komşu hücreler adını alır. Komşu hücrelerde kloroplast bulunmaz.

Bekçi hücrelerinin stoma poruna bakan iç çeperleri, epidermis hücrelerine bakan dış çeperlerine göre daha fazla kalındır. Bu kalınlık farkı stomaların açılıp kapanmasında önemli rol oynar.

Stomaların açılıp kapanması bekçi hücrelerindeki turgor basıncı değişimiyle kontrol edilir. Stomalar genel olarak gündüz açık, geceleri kapalıdır. Gündüz bekçi hücrelerinde fotosentezle glikoz yoğunluğu arttığı gibi komşu hücrelerden bekçi hücrelerine potasyum iyonları pompalanır. Çözünmüş maddedeki artış, bekçi hücrelerindeki su potansiyelini düşürür. Bunun sonucunda bekçi hücrelerine ozmos yoluyla su girer ve bu hücrelerin turgor basıncı artacağından stomalar açılır. Geceleyin olaylar tersine işler ve stomalar kapanır.

Çevresel faktörler, stomaların açılıp kapanmasını etkilemektedir. Normal olarak stomalar gündüz açık olmasına rağmen, su kıtlığı stomaların kapanmasına yol açabilir. Bu olayda absisik asit hormonu rol oynar. Mezofil dokusunun içindeki karbondioksit konsantrasyonunun artması da stomaların kapanmasına neden olur.

Yaprakları su üstünde yüzen bitkilerin alt yüzeyi su ile temasta olduğundan, stomalar sadece üst epidermiste bulunur. Tamamen su altında kalan yapraklarda stoma yoktur. Kurak ortamda yaşayan bitkilerde stomalar çoğunlukla yaprağın alt epidermiste ve epidermise göre daha derinde yer alır.

Bitkilerde Fotosentez Ürünlerinin Taşınması

Bitkilerde fotosentez sonucu üretilen organik maddeler floem ile taşınır. Taşıma işlemini özelleşmiş floem hücreleri olan kalburlu borular gerçekleştirir. Floemdeki taşıma ksilemdeki taşımaya göre daha yavaştır ve ksilemden farklı olarak çift yönlüdür.

Organik maddelerin oluştuğu yer kaynak, kullanıldığı ya da depo edildiği yer ise havuz olarak adlandırılır. Kaynaklar genellikle olgun yapraklar, havuzlar ise kök ve meyve gibi organlardır. Fotosentez ürünlerinin (şekerlerin) kaynak konumundaki hücrelerden kalburlu boru elemanlarına geçişi “floemin yüklenmesi”, kalburlu boru elemanlarından havuz hücrelerine geçişi ise “floemin boşaltılması” olarak adlandırılır.

Organik maddelerin floemde taşınması basınç akış teorisi ile açıklanmaktadır. Kaynaktan kalburlu borular içine şeker yüklenince, kalburlu borularda derişim artar. Bunun sonucunda su ozmosla ksilemden kalburlu borulara doğru girmeye başlar. Bu su, bir sıvı basıncı (hidrostatik basınç) yaratır ve bunun etkisiyle floem öz suyu kalburlu borular boyunca bir hücreden diğerine kütle halinde geçmeye zorlanır. Kalburlu borulardaki şekerler derişim farkına bağlı olarak pasif ya da aktif taşımayla havuzlara boşaltılır. Şeker derişiminin azalması ile su kalburlu borulardan çıkarak ksileme geçer ve havuzdan kaynağa geri döner.

Bitkilerde Taşıma Sistemi Floem Ksilem konumuza da bakabilirsiniz…

Diğer bağlantılar Biyoloji
Kategoriler : Lise Biyoloji Konu Anlatımları

Etiketler : , , , , , , , , , , , , , , , , , ,

Kullanıcı Adınız ya da Facebook ile Giriş Yapmak İçin Tıklayınız..