Bitkilerde Hareket
31,539Bitkilerde Hareket
► Bitkiler kökleriyle toprağa bağlı olduklarından hayvanlar gibi aktif olarak yer değiştirme hareketi yapamaz.
► Ancak çevreden gelen uyaranlara karşı da duyarsız kalmaz.
► Çevreden gelen uyarıları algılayan bitkiler, uyarılara uygun yanıtlar oluşturmaya çalışır.
► Çünkü içinde bulundukları ortamdan daha fazla yararlanmak ister.
► Bitkiler bir uyarı olduğu zaman çeşitli tepkiler vererek hareket eder.
Bitkilerde iki çeşit hareket görülür.
1. Tropizma (Yönelim) Hareketleri
2. Nasti (Durum Değiştirme = Irganım) Hareketleri
1. Tropizma (Yönelim) Hareketleri
► Bitkilerde yön değişimi şeklinde verilen tepkiler, uyarının geliş yönüne bağlıdır.
► Tepki, uyarı yönünde veya uyarının tersi yönde olabilir.
► Bu yönelme hareketine tropizma denir.
► Kısacası tropizma, uyaranın yönüne bağlı durum değiştirme hareketleridir.
► Bitkinin büyüyen ve uzayan kısımlarında gerçekleşir.
► Eğer tropizma hareketleri; uyarana doğru ise pozitif tropizma, uyarı yönüne ters ise negatif tropizma adını alır.
► Tropizma hareketleri, oksin hormonunun düzensiz dağılımı sonucu ortaya çıkan asimetrik büyümeden kaynaklanır.
► Tropizma hareketleri, uyaranın çeşidine göre adlandırılır.
► Bitkilerde uyaranın yönüne bağlı olan tropizma (yönelim) ve
► Uyaranın yönüne bağlı olmayan nasti (salınım, ırganım) hareketleri gözlenir.
Fototropizma
► Fototropizma, bitkinin ışık uyaranına karşı gösterdiği yönelme hareketidir.
► Bitkinin gövde ucundan salgılanan oksin hormonu; ışığın olmadığı tarafta daha fazla, ışığın doğrudan geldiği tarafta daha az birikir.
► Bunun sonucu olarak güneş görmeyen bölgelerde büyüme hızlı, güneş gören tarafta büyüme yavaş olur.
► Birikim, asimetrik büyümeye sebep olur.
► Bu durum bitkinin güneş ışığının geldiği tarafa yönelmesini sağlar.
► Cam kenarına konan çiçeklerin yapraklarının cama doğru yönelmesi bu nedenledir.
Negatif - Pozitif Fototropizma
► Bitkinin bir organının ışık kaynağına doğru yönelim göstermesi pozitif fototropizma, ışık kaynağından uzaklaşması ise negatif fototropizma olarak adlandırılır.
► Örneğin içinde su bulunan bir cam kapta yetiştirilen bir bitkinin gövdesinin güneş ışığına doğru yönelmesi pozitif fototropizma, köklerinin Güneş ışığının tersi yöne yönelmesi negatif fototropizmadır.
Tropizmada Oksin Hormonunun Etkisi
► Bitkilerin ışık yönünde nasıl büyüdüğüne ilişkin araştırmalar, oksin hormonunun keşfine yol açmıştır.
► Bilim insanları bitkilerin ışığı algılama mekanizmasını çözmek için deneyler yapmışlardır.
► İlk deneyler çimen koleoptilleri üzerinde gerçekleştirilmiştir.
► Koleoptil; tek çenekli bitkiler çimlenirken filizin tohumdan toprak yüzeyine çıkışı sırasında gövde ucunu koruyan kılıftır.
Bu deneylerdeki gözlemler ve deneylerden ulaşılan sonuçlar aşağıda verilmiştir.
1. Tek yönden ışık alan hiçbir uygulama yapılmayan koleoptil, kontrol grubu olarak kullanılmıştır. Koleoptilde ışığa yönelim gözlenmiştir.
2. Koleoptil ucu kesildiğinde ışığa yönelim olmamıştır.
3. Koleoptil ucu ışık geçirmeyen bir başlık ile kapatıldığında ışığa yönelim olmamıştır.
4. Koleoptil ucu ışık geçiren bir başlık ile örtüldüğünde ışığa yönelim olmuştur.
5. Koleoptil ucu açık bırakılarak koleoptilin diğer kısımları ışık geçirmeyen siyah bir örtü ile kapatıldığında ışığa yönelim olmuştur.
6. Koleoptilin ucu, hücreler arasındaki teması kesen fakat kimyasalların geçişine izin veren jelatin bir blokla koleoptilin alt kısımlardan ayrıldığında fidelerin ışığa doğru yöneldiği gözlenmiştir.
7. Koleoptilin uç kısmı alt kısmından geçirimsiz bir madde (mika) ile ayrıldığında ışığa yönelim olmamıştır.
Sonuç: Sadece koleoptilin ucu ışığı algılayabilir fakat kıvrılma uçtan belli uzaklıkta gerçekleşir. Sinyal, jelatin blok gibi geçirgen bir engelden geçebilir fakat mika gibi katı bir engelden geçemez. Bu, fototropizmaya neden olan sinyalin taşınabilir olduğunu göstermektedir. Bu durumdan yola çıkılarak “bitkilerin ışığı tepe noktalarından alıp oluşturduğu maddelerle gövdenin alt kısımlarına ilettiği” sonucuna varılmıştır.
Karanlık ortamda yapılan deneylerdeki gözlemler ve bu deneylerden ulaşılan sonuçlar aşağıda verilmiştir.
1. Kontrol grubunda koleoptilin ucu kesilmiş ve büyüme gözlenmemiştir.
2. Oksin içermeyen agar blok, kesilen ucun yerine konmuş; koleoptilde büyüme ve yönelme gözlenmemiştir.
3. Koleoptilin uç kısmı kesilerek agar blok üzerine yerleştirilmiştir. Uç kısmında bulunan oksinin agar bloka geçmesi sağlanmıştır.
4. Oksini emen agar blok, ucu kesilmiş koleoptilin üzerine yerleştirilmiştir. Yönelim olmadan koleoptilde büyüme gerçekleşmiştir.
5 ve 6. Uçları kesilmiş koleoptilerin merkezinden uzağa oksin emdirilmiş agar bloklar yerleştirildiğinde koleoptil, ışığa doğru büyümede olduğu gibi agar blokta oksinin bulunduğu tarafın aksi yönünde büyümeye başlamıştır. Yönelim ve büyüme gözlenmiştir.
Sonuç: Oksin, koleoptil ucunda sentezlenir ve yer çekimine doğru taşınır. Oksin, koleoptilin büyümesinden sorumludur ve yönelime oksinin asimetrik dağılımına neden olur. Oksin sentezlenmesi için ışığa gerek yoktur.
Özetle sürgün ucunda üretilen ve büyümeyi sağlayan oksin hormonu bitkinin ışık alan tarafındaki hücrelerde az, ışık almayan tarafındaki hücrelerde daha fazla bulunur. Bunun sonucu olarak ışık görmeyen bölgelerde büyüme hızlı, ışık gören tarafta büyüme yavaş olur. Işık almayan taraftaki hücrelerin oksin etkisiyle hücre çeperleri genişler ve hücreler su alarak hacimce büyür. Bu hücreler aynı zamanda mitoz bölünme yaparak hücre sayısını artırır. Asimetrik büyümeden dolayı koleoptilde ışığa yönelim meydana gelir. Oksin, hem aydınlıkta hem de karanlıkta sentezlenen bir hormondur.
Oksin, gövdede bir yönde taşınmaktadır. Taşınmanın yönünü yer çekimi değil, hücrelerin kendi özellikleri belirler.
Bu testteki tüm soruların temelinde yatan "Altın Kural" şudur: Büyümeyi sağlayan oksin hormonu bitkinin ucunda üretilir, ışıktan kaçıp gölgeli tarafta birikmeyi sever ve aşağı doğru inerek o kısımdaki hücreleri uzatır. Gölge taraf daha çok uzadığı için de bitki mecburen ışığa doğru boynunu büker.
1. Satır (En Üst)
Karanlık Ortam: Uç duruyor, oksin üretiliyor ama ışık yok. Hormon her yere eşit dağılır.
Büyüme: + (Uzar)
Yönelim: - (Dik büyür, eğilmez)
Işık (Normal Koleoptil): Işık soldan geliyor. Oksin ışıktan kaçıp sağ tarafa (gölgeye) yığılır. Sağ taraf daha hızlı uzayınca bitki sola doğru eğilir.
Büyüme: +
Yönelim: +
Koleoptilin Ucu Kesilirse: Hormonun üretildiği fabrika (uç) gitmiş. Oksin yoksa büyüme de yoktur.
Büyüme: -
Yönelim: -
2. Satır
Uca Işık Geçiren Başlık Geçirilirse: Şeffaf şapka hiçbir şeyi değiştirmez, bitki normal şekilde ışığı görür.
Büyüme: +
Yönelim: +
Uca Işık Geçirmeyen Başlık Geçirilirse: Uç kısmı karanlıkta kaldığı için ışığın nereden geldiğini bilemez. Oksin her tarafa eşit dağılır.
Büyüme: + (Karanlıktaki gibi dik uzar)
Yönelim: -
Uç Açıkta, Alt Kısım Kapalı: Işığı algılayan yer zaten uç kısmıdır. Uç ışığı algılar, gölgeye geçen oksin aşağı inip kapalı da olsa gövdeyi eğer. Gövdenin kapalı olması sonucu etkilemez.
Büyüme: +
Yönelim: +
3. Satır
Uç Jelatinle Ayrılırsa: Jelatin geçirgendir. Uçta üretilen hormon jelatinden sızıp aşağıya ulaşabilir. Gölgeli taraftan inip eğilmeyi sağlar.
Büyüme: +
Yönelim: +
Uç Mika İle Ayrılırsa: Mika (cam/taş gibi düşünün) yalıtkandır, hormonun aşağı geçmesine asla izin vermez. Gövdeye hormon inemediği için hiçbir şey olmaz.
Büyüme: -
Yönelim: -
Karanlıkta Kesik Uç Sağa Konursa: Karanlık bile olsa uç sağda olduğu için oksin sadece sağ taraftan aşağı akar. Gövdenin sağ tarafı uzar ve bitki sola doğru boynunu büker.
Büyüme: +
Yönelim: +
4. Satır (En Alt)
Karanlıkta Kesik Uç Sola Konursa: Bu kez oksin soldan aşağı akar. Sol taraf uzar ve bitki sağa doğru bükülür.
Büyüme: +
Yönelim: +
Karanlıkta Agar (Oksinli) Konursa: Agar sünger gibidir. İçindeki oksin karanlıkta gövdeye eşit şekilde dağılır ve bitki dümdüz yukarı uzar.
Büyüme: +
Yönelim: -
Uç Sağda, Işık Soldan: Uç zaten sağ tarafta olduğu için hormon mecburen sağdan aşağı inecek. Ayrıca ışık da soldan geldiği için oksin iyice sağa kaçacak. Sağ taraf çok hızlı uzayacak ve bitki bariz bir şekilde sola (ışığa) doğru eğilecektir.
Büyüme: +
Yönelim: +
Geotropizma (Gravitropizma)
► Bitkinin yer çekimi etkisine bağlı gösterdiği yönelim hareketine geotropizma (Gravitropizma) denir.
► Bitki kökü; yer çekimi doğrultusunda, gövde ise yer çekimi doğrultusuna ters yönde yönelim gösterir.
► Buna bağlı olarak kökte pozitif gravitropizma görülür.
► Kökte görülen bu yönelim, bitkinin toprağa bağlanmasını kolaylaştırır.
► Gövdesinde ise negatif gravitropizma görülür.
Başrolde oksin hormonu var, ancak bu sefer uyarıcımız ışık değil, yerçekimi. Kural çok basit: Yerçekimi her zaman hormonları aşağı doğru çeker.
1. Birinci düzenekteki bitkide kökün ve gövdenin yönelimi nasıl olur? Nedenini açıklayınız.
Yönelim: Gövde yukarı doğru (yerçekiminin tersine), kök ise aşağı doğru (yerçekimi yönünde) kıvrılır.
Nedeni: Saksı sabit durduğu için yerçekimi oksin hormonunu gövdenin ve kökün alt kısmına doğru çeker. Gövdede, alt tarafta biriken oksin o bölgedeki hücreleri daha hızlı uzatır ve gövde mecburen yukarı doğru bükülür. Köklerde ise durum tam tersi çalışır; çok fazla oksin kökün büyümesini yavaşlatır. Bu yüzden kökün üst kısmı, alt kısmından daha hızlı büyür ve kök aşağı doğru kıvrılır.
2. İkinci düzenekte bitkide kökün ve gövdenin yönelimi nasıl olur? Nedenini açıklayınız.
Yönelim: Hem gövde hem de kök kıvrılmaz, yatay bir şekilde (dümdüz) büyümeye devam eder.
Nedeni: Düzenek fırıl fırıl döndüğü için yerçekimi bitkinin tek bir tarafına değil, her tarafına eşit olarak etki eder. Haliyle oksin hormonu bitkinin alt tarafında birikme fırsatı bulamaz ve her yere eşit dağılır. Hormon her yere eşit dağıldığı için de bitkinin her yüzeyi eşit uzar, aşağı veya yukarı doğru hiçbir eğilme gerçekleşmez.
Hidrotropizma
► Hidrotropizma, Bitki köklerinin suya doğru yönelim göstermesidir.
► Su kenarı ve sulak alanlara yakın bölgelerde yaşayan bitkilerin köklerinin su birikintisine doğru yönelim göstermesi bu duruma örnek verilebilir.
Travmatropizma
► Travmatropizma, bitkilerde herhangi bir yaralanma durumunda görülen yönelme hareketidir.
► Örneğin bir bitkinin kökü yaralandığında yara bölgesinden hormon salgılanır.
► Bu hormonun etkisiyle kök, yara bölgesinin tam tersi yönde büyümeye devam eder.
Kemotropizma
► Bitki köklerinin toprakta bulunan farklı kimyasal maddelere karşı gösterdiği yönelim hareketidir.
► Örneğin bitki köklerinin büyüme ve gelişmesi için gerekli olan gübre, su gibi yararlı maddelere doğru büyüyerek yaklaşmasına pozitif kemotropizma;
► Aşırı tuz, kireç gibi zararlı maddelerin bulunduğu bölgenin ters yönüne büyüyerek uzaklaşmasına negatif kemotropizma denir.
Haptotropizma (Tigmotropizma)
► Haptotropizma (Tigmotropizma), bitkilerin dokunma uyarısına karşı gösterdiği yönelim hareketleridir.
► Özellikle sarılıcı bitkiler, dik duramadıkları için destek arar.
► Sarmaşık ve asma gibi bitkiler, bir desteğe temas ettiklerinde desteğe sarılarak büyür.
► Bitkinin sarılarak büyümesi olayı tigmotropizmadır.
2. Nasti (Durum Değiştirme = Irganım) Hareketleri
► Bitkilerde uyaranın yönüne bağlı olmadan gerçekleşen hareketlere nasti hareketleri denir.
► Nasti hareketleri, hücrelerdeki turgor basıncındaki değişimler sonrasında gerçekleşir.
► Bitki, nasti hareketlerinde uyartının geldiği yönü önemsemeden bütün kısımları ile uyarana tepki gösterir.
► Bu nedenle nasti hareketlerinde uyarana doğru büyüme ya da uyaranın tam tersi yönüne büyüyerek uyarandan uzaklaşma gibi durumlar görülmez.
Başlıca nasti hareketleri;
- Fotonasti,
- Termonasti ve,
- Sismonastidir.
Fotonasti
► Fotonasti, ışık etkisiyle görülen nasti hareketleridir.
► Birçok bitki türünde ışık, çiçeklerin açılmasını sağlarken bazı bitki türlerinde çiçeklerin kapanmasına neden olur.
► Örneğin akşam sefası bitkisinin çiçeklerinin gündüz ışık şiddetine bağlı olarak kapanması karanlıkta da açılması fotonastidir.
Termonasti
► Termonasti, sıcaklık değerlerindeki değişikliklerin neden olduğu nasti hareketleridir.
► Lale çiçeğinin sıcaklık değişimlerine yanıt olarak açılıp kapanması, bu duruma örnek verilebilir.
► Lale bitkisi 5 - 10°C’de çiçek açmazken 15 - 20°C’lik bir ortamda çiçek açar.
Sismonasti
► Bitkiler, çevresel uyaranlara yanıt olarak çeşitli hareketler sergileyebilirler.
► Bu hareketler, bitkilerin hayatta kalma ve üreme şanslarını artırmak için geliştirdikleri adaptasyonlardan biridir.
► Sismonasti, bitkilerin mekanik uyarılara (dokunma, titreşim gibi) verdiği yanıt olarak gerçekleşen bir nasti hareketidir.
► Bu hareket, özellikle bazı bitki türlerinde oldukça belirgindir ve bitkilerin çevresel etkileşimlerine dair önemli ipuçları sunar.
► Sarsıntı ve dokunmanın neden olduğu harekete sismonasti denir.
► Sismonasti, Mimosa pudica (küstüm otu) bitkisinde görülür.
► Bu bitki dokunma ile yapraklarını kapatır.
► Yine Dionea muscipula (böcek kapan) bitkisinin yapraklarının içine böcek konduğunda buradaki duyarlı tüyler yaprakta aniden bir turgor değişimi meydana getirerek yaprakların kapanmasını sağlar.
Fotoperiyodizm: Bitkilerin Işık Süresine Tepkisi
► Bitkiler, çevresel faktörlere duyarlı organizmalardır ve büyüme, gelişme ve üreme süreçlerini optimize etmek için çeşitli uyaranlara yanıt verirler.
► Bu uyaranlar arasında ışık, bitkilerin yaşam döngülerini düzenlemede önemli bir rol oynar.
► Fotoperiyodizm, bitkilerin gece ve gündüz uzunluğuna (ışık süresine) bağlı olarak fizyolojik ve gelişimsel tepkiler vermesidir.
► Bu özellik, bitkilerin uygun zamanlarda çiçek açma, yaprak dökme ve diğer gelişimsel olayları gerçekleştirmesini sağlar.
► Fotoperiyodizm, bitkilerin ışık ve karanlık sürelerinin değişimlerine verdiği biyolojik tepkilerdir.
► Bitkiler, yıl içindeki gün uzunluğundaki değişiklikleri algılayarak, çiçeklenme, yaprak dökme ve dormansi gibi süreçlerini düzenlerler.
► Bu süreç, bitkilerin mevsimsel değişimlere uyum sağlamalarına ve hayatta kalmalarına yardımcı olur.
Fotoperiyodizmin Çeşitleri
Fotoperiyodizmin bitkilerde üç ana tipi vardır:
1. Kısa Gün Bitkileri: Bu bitkiler, günlerin kısa olduğu dönemlerde çiçek açarlar. Genellikle sonbahar ve kış aylarında çiçeklenirler. Örneğin, krizantem ve soya fasulyesi kısa gün bitkileridir.
2. Uzun Gün Bitkileri: Bu bitkiler, günlerin uzun olduğu dönemlerde çiçek açarlar. Genellikle ilkbahar ve yaz aylarında çiçeklenirler. Örneğin, buğday, yulaf ve marul uzun gün bitkileridir.
3. Nötr Gün Bitkileri: Bu bitkiler, gün uzunluğuna bağımlı olmaksızın çiçek açabilirler. Çiçeklenme süreçleri daha çok sıcaklık ve diğer çevresel faktörlere bağlıdır. Domates ve pirinç nötr gün bitkilerine örnektir.
Fotoperiyodizmin Mekanizması
► Fotoperiyodik tepkiler, bitkilerin yapraklarında bulunan fitokrom adlı ışık algılayıcı pigmentler tarafından kontrol edilir. Fitokromlar, kırmızı ve uzak kırmızı ışığı algılayarak bitkilerin gece ve gündüz uzunluğunu belirlemelerine yardımcı olur. Fitokrom sisteminin aktif ve inaktif formları arasındaki denge, bitkilerin ışık sürelerini algılamasını sağlar.
► Bitkiler, belirli bir kritik gün uzunluğunun altına veya üstüne maruz kaldıklarında çiçeklenmeyi başlatan hormonlar (örneğin florijen) üretirler. Bu hormonlar, bitkinin çeşitli kısımlarına taşınarak çiçeklenmeyi tetikler. Bu şekilde, bitkiler uygun mevsimlerde çiçek açarak tozlaşma ve tohum üretimini maksimize ederler.
Fotoperiyodizmin Ekolojik ve Tarımsal Önemi
► Fotoperiyodizm, bitkilerin mevsimsel değişimlere uyum sağlamasında kritik bir rol oynar. Bitkiler, fotoperiyodik yanıtları sayesinde en uygun zamanlarda çiçek açar ve tohum üretirler. Bu, bitkilerin ekolojik nişlerinde başarılı olmalarını sağlar.
► Tarımsal açıdan, fotoperiyodizm bilgisi, çiftçilerin ürün verimini artırmak için bitki yetiştirme zamanlamasını optimize etmelerine yardımcı olur. Örneğin, kısa gün bitkileri ve uzun gün bitkilerinin ekim zamanlaması, doğru çiçeklenme ve hasat zamanını belirlemek için önemlidir.
► Fotoperiyodizm, bitkilerin ışık sürelerine verdiği karmaşık ve hayati bir tepkidir. Bu fenomen, bitkilerin mevsimsel değişimlere uyum sağlamalarını ve hayatta kalmalarını kolaylaştırır. Fotoperiyodizmin anlaşılması, hem temel biyoloji hem de tarım uygulamaları açısından büyük öneme sahiptir.
Kısa Gün Bitkileri
► Kısa gün bitkileri; genel olarak gece süresinin gündüz süresinden daha uzun olduğu yaz sonu, sonbahar veya kış mevsimlerinde çiçek açar.
► Bu bitkilerin çiçeklenmesi için gün uzunluğunun kritik değerin altına düşmesi, gece uzunluğunun kritik değerin üzerine çıkması gerekir.
► Genellikle kritik gün uzunluğundan (14 saat) daha kısa bir gün uzunluğu gereklidir.
► Atatürk çiçeği, çuha çiçeği, kasımpatı, yaban mersini, sütleğen, çilek, bazı soya fasulyesi çeşitleri, patates vb. bitkiler kısa gün bitkilerine örnek olarak verilebilir.
Uzun Gün Bitkileri
► Uzun gün bitkileri, genel olarak ilkbahar sonunda ve yaz başında çiçeklenen bitkilerdir.
► Bu dönemde gündüz süresi gece süresinden daha uzundur.
► Bu bitkilerin çiçek açması için gün uzunluğunun kritik değerin üzerine çıkması, gece uzunluğunun kritik değerin altına düşmesi gerekir.
Nötr Gün Bitkileri
► Nötr gün bitkilerinde çiçeklenme, fotoperiyottan ya da gündüz süresinin uzunluğundan etkilenmez.
► Fotoperiyodun dışındaki sinyallere tepki olarak çiçek açar.
► Örneğin bazıları mevsimsel yağışlardaki değişimlere tepki olarak çiçek açarken bazıları da belirli bir büyüklüğe ulaştıklarında çiçek açar.
► Pirinç, karahindiba, ayçiceği, pamuk, asma fidanı, karanfil, domates ve salatalık gibi bitkiler nötr gün bitkilerine örnek gösterilebilir.
Aşağıda birbiri ile bağlantılı doğru (D) ya da yanlış (Y) ifadeler içeren tanılayıcı dallanmış ağaç tekniğinde bir soru verilmiştir. “a”dan başlayıp cümlelerin doğru ya da yanlış olduğuna karar vererek ilgili ok yönünde ilerleyiniz. Her bir cevap bir sonraki aşamayı etkileyecektir. Vereceğiniz cevaplarla doğru çıkışı bulunuz.
Cevap: a. Y → c. D → e. Y → 6. çıkış