Tabla de Contenidos
Hayvanlar, gün batımı, şiddetli yağmur veya su ve yiyecek bulma ihtiyacı gibi çevresel bir uyaranla karşı karşıya kaldıklarında, davranışlarına dayalı tepkilerin üretilmesi normaldir. Genel olarak hayvanların bu uyaranlara verdiği tepkilerden biri de bulundukları yerden hareket etmektir. Tersine, bitkiler aynı çevresel uyaranlara aynı şekilde tepki veremezler. Bunun nedeni, bitkilerin sapsız olmalarıdır, yani kelimenin tam anlamıyla her zaman aynı yere kök salmış veya demirlenmiş haldedirler. Bu nedenle bitkiler, fizyolojileri ve gelişimleri aracılığıyla farklı uyaranlara veya zorluklara tepki vermelidir.
Bitkiler ve hayvanlar arasındaki yaşam tarzlarındaki bu farklılıklar, iki grup arasındaki önemli bir farktan kaynaklanmaktadır: hayvanlar çevrelerinde hareket ederken, bitkiler kendi çevrelerinde sabit büyürler. Bitkilerin bu yaşam tarzı, büyümelerinin büyük ölçüde çevresel uyaranlar tarafından belirlendiği anlamına gelir. Bu nedenle, bitkiler tarafından bu tür “plastik” gelişmeyi gerçekleştirmek için kullanılan ve çevreleri tarafından şartlandırılan büyüme tepkileri kümesinin unsurlarından biri, yönlü büyümedir. Yönlü büyüme, sırayla yönlü bir uyaran tarafından üretilir. Bu fenomen tropizm olarak bilinir .
tropizm nedir
Bu nedenle, bitki tropizmleri, çevresel değişikliklere uyum sağlama mekanizmalarıdır . Aynı şekilde, bir tropizm, bir uyarana doğru veya ondan uzaklaşma hareketidir. Bitki büyümesini yaygın olarak etkileyen uyaranlar dörttür: ışık, yerçekimi, su ve dokunma. Ancak tropizmler diğer bitki hareketleriyle karıştırılmamalıdır. Nastik hareketlerde tepkinin yönü uyaranın yönüne bağlıdır. Etçil bitkilerin yapraklarındaki nastik hareketler buna iyi bir örnektir. Burada bu hareketler bir uyaran tarafından başlatılır, ancak uyaranın yönü onun sonucunda oluşan tepkide bir etken değildir.
Çevresel stres faktörlerine (otçul veya patojen saldırısı gibi) yanıt verme zorunluluğuna ek olarak, bitkilerin çevrelerini keşfetmeleri gerekir. Bu sayede yaşamlarını sürdürmelerini sağlayan temel besin kaynaklarını ararlar. Bu nedenle, çevrelerindeki bitkiler öncelikle yeterli kaynakları ararlar. Su, mineral besinler, ışık ve bazı durumlarda fiziksel destek bunların bir parçasıdır. Bitkilerin ihtiyaç duyduğu ve aradığı malzemelerin dağılımı zaman ve mekana göre değişir. Bitkiler bu değişkenleri ve dolayısıyla ürettikleri değişikliklerin yönünü kontrol edebilirlerse, çevrelerini keşfetme konusunda daha büyük bir yeteneğe sahip olacaklardır. Bu nedenle, bu tropizmler bitkilerde her zaman mevcuttur ve hayatta kalmaları için çevreye uyum sağlamanın anahtarıdır.
pozitif ve negatif tropizmler
Bitki tropizmleri de farklı büyümenin sonucudur. Bu büyüme, bir bitki organının bir bölgesindeki hücrelerin, karşı bölgedeki hücrelere göre daha hızlı büyümesiyle gerçekleşir. Böylece hücrelerin farklı büyümesi organın (yaprak, kök, gövde vb.) büyümesini yönlendirir. Benzer şekilde, tüm bitkinin yönlü büyümesini belirler. Oksinler gibi bazı bitki hormonları, bir bitki organının farklı büyümesinin düzenleyicileri olarak kabul edilir. Bu hormonlar, bitkinin bir uyarana tepki olarak bükülmesine veya bükülmesine neden olur.
Bir uyaran yönünde üretilen hareket, pozitif tropizm olarak kabul edilir . Bunun yerine, bir uyarana ters yönde büyüme, negatif tropizm olarak bilinir . Bitkilerin diğer yaygın tropik tepkileri gravitropizm, fototropizm, hidrotropizm, tigmotropizm, termotropizm ve kimotropizmdir.
gravitropizm
Bitki hücre bölünmesi, uzama bölgeleri adı verilen ve meristem adı verilen dokulardan oluşan subapikal bölgelerde gerçekleşir . Bu hücre bölünmesi, bitki organlarının büyümesini sağlar. Yerçekimi, diğer sinyallerle birlikte bu büyüme sürecini düzenleyen içsel ve çevresel bir sinyaldir. Kökçük (bitkinin kökü) uzadığında ve tohumu çimlendiğinde, birincil kökler oluşur. Birinci köklerden türetilen tüm kökler, ikincil kökler olarak bilinir. Taproots yerçekimine karşı büyüse de, taproots onunla birlikte büyüme eğilimindedir.
Periferik organlar ise birincil organlardan kaynaklanır. Ancak, yerçekimi vektörüne göre tercih edilen bir açıyı takip etmek için hızlı bir yeniden ayarlama yaparlar. Bu, yerçekimi ayar noktası (GSA) açısı olarak bilinir . Bu sayede bir organ 0 derecelik aşağı doğru dikey yönelimini korur. Eksen veya birincil organdan başlayarak yanal veya periferik büyüme, bitkinin içinde büyüdüğü ortamı daha iyi keşfetmesini ve böylece o ortamın kaynaklarını etkin bir şekilde elde etmesini sağlar.
Bu nedenle, her bitki organı yerçekimine farklı tepki verir. Sonuç olarak, organların her biri için özgül ağırlık ayar noktası açılarından büyürler. Bu açılar, bitkinin gelişmesiyle, hormonların etkisiyle veya çevresel sinyaller nedeniyle değiştirilebilir. Ancak bitkinin 0 derece aşağı doğru dikey yönelimle büyümesi gravitropizma sayesinde verilir . Genel olarak, bu tropizm, bitkilerin organlarının hem yer altı hem de havadaki kıt kaynaklara erişmesine izin veren bir stratejisi olarak düşünülebilir.
gravitropizmin önemi
Gravitropizm, köklerinin büyümesini yönlendirdiği için bitkilerde büyük önem taşır. Kökler yer çekimine doğru büyüdüğünde, pozitif gravitropizme sahip olduğu kabul edilir . Kökler yerçekiminin tersi yönde büyüdüğünde, negatif gravitropizm olarak kabul edilir . Bitkinin kök ve sürgün sisteminin yerçekimine doğru yönelimi fidenin çimlenme evrelerinden gözlemlenebilir.
Bununla birlikte, kök sisteminin yer çekimine doğru yönelimi, kapak veya pilorriza adı verilen kök başlığı sayesinde verilir . Kök kapağının özelleşmiş hücreleri olan statositlerin yerçekimini algılamaktan sorumlu olduğu düşünülmektedir . Bu özel hücreler ayrıca gövde gibi diğer organlarda da bulunur. Kök, amiloplast adı verilen organelleri içerir . Bunlar nişasta depoları olarak işlev görür. İri nişasta taneleri, amiloplastların bitki köklerinde birikmesine neden olur. Bu, yerçekimine tepki olarak gerçekleşir.
Amiloplastların çökelmesi, kök kapsülünün uzama bölgesine sinyaller göndermesine neden olur. Daha önce de belirtildiği gibi, bu alan kök büyümesinden sorumlu olanlardan biridir. Bu bölgedeki aktivite, diferansiyel büyümeye ve kök eğriliğine neden olur ve büyümeyi yerçekimi yönünde yönlendirir. Bir kök, statositlerin oryantasyonunda bir değişikliğe neden olan hareketler yaparsa, aminoplastlar yer değiştirerek statositlerin ideal noktaya, yani yerçekimi yönüne dönmesine neden olur. Basit bir ifadeyle, tohum, kök yerçekimi yönüne (yukarı) karşı olacak şekilde bir dönüş yaparsa, kendini aşağı doğru yeniden yönlendirerek eğilir. Böylece yerçekimi yönüne göre büyüyecektir.
fototropizm
Bitkiler, ışığın farklı dalga boylarını ayırt etme yeteneğine sahiptir. Bu nedenle genellikle mavi ışık yönündedir. Bitkinin ışığın yönüne tepki olarak ürettiği hareket (tropizm), fototropizm olarak bilinir . Bu yanıtı mümkün kılan mavi ışık duyu reseptörleri, fototropinler olarak bilinir . Fototropik tepkiler tipik olarak kırmızı ışık tarafından ortaya çıkarılmasa da, fototropin sistemi, genel mavi ışık tepkisini arttırmak için fitokrom ile etkileşime giriyor gibi görünmektedir. Fitokromlar kırmızı ışığın algılayıcılarıdır .
Fototropizm çeşitli bitkilerde yaygındır. Bu, yosunlarda, eğrelti otlarında, tohum bitkilerinde ve hatta alglerde görülebilir. Bu tropizmi, gün boyunca güneşi takip ettikleri için genellikle karmaşık günlük hareket kalıpları geliştiren gövdeler ve yapraklarda anlamak daha kolaydır. Bu, gelen güneş ışığına göre bıçağın açısını korumak için verilmiştir. Aynı şekilde farklı damarlı bitkilerde ışığa doğru büyüme veya pozitif tropizm görülebilir. Bunlar arasında kapalı tohumlular, açık tohumlular ve eğrelti otları bulunur.
Bu bitkilerin gövdeleri bir ışık kaynağı yönünde büyür. Bununla birlikte, köklerde fototropik tepkiler de gözlenir. Bu tepkiler, ışığın hala nüfuz edebildiği toprağın üst bölgelerine göre kök büyümesini yönlendirmeye yardımcı olmak için önerilmiştir. Bununla birlikte, bitkinin kökleri , gravitropizmden etkilenen negatif fototropizm üretme eğilimindedir. Yani ışığın tersi yönde büyürler ve hareket ederler.
heliotropizm
Heliotropizm , bazı bitki organlarının doğudan batıya giden yolu izlediği bir fototropizm türüdür . Bitkilerde genellikle bu hareketi yapan organlar gövdeler ve çiçeklerdir. Bazı heliotropik bitkiler de geceleri çiçeklerini güneşe çevirme yeteneğine sahiptir. Bununla bitki, göründüğünde güneş yönüne yönelmesini sağlar. Bu hareket etme yeteneği ayçiçeği gibi bitkilerde görülebilir. Ancak, bu sadece gençliğinde olur. Ayçiçekleri olgunlaştıkça heliotropik yeteneklerini kaybederler ve yalnızca tek bir yönü, genellikle doğuyu işaret etmeye devam ederler.
Aynı şekilde, heliotropizm bitki büyümesini destekler ve doğuya bakan çiçeklerin sıcaklığını arttırır. Bu gerçek, heliotropik bitkileri tozlayıcılar için daha çekici hale getirir.
hidrotropizm
Bitki köklerinin topraktan su ve mineral alabilmeleri varlıklarını buna bağlı kılmaktadır. Bir nem gradyanına göre yönlendirilmiş kök büyümesi, hidrotropizm olarak bilinir . Başka bir deyişle, bu tropizm ile bitki kökleri, su konsantrasyonlarına tepki olarak yönlü olarak büyür. Pozitif hidrotropizm sayesinde bitkiler, kuraklık koşullarına karşı kendilerini koruyarak yaşamlarını sürdürmeye özen gösterirler. Aksine, negatif hidrotropizm sayesinde bitkiler suyun aşırı doygunluğundan kurtulur. Bu tropizm, düşük su konsantrasyonlarına tepki verebilmeleri gerektiğinden, kurak biyomlardaki bitkilerde büyük önem taşır.
Nem gradyanları bitki köklerinde hissedildiğinden, kökün köke en yakın tarafındaki hücreler daha yavaş büyür. Absisik asit (ABA) olarak bilinen bitki hormonu bu süreçte önemli bir rol oynar. Bu hormon, kök uzama bölgesinde farklı büyümeyi tetiklemeye yardımcı olur ve bu büyüme sayesinde köklerin su yönünde büyümesini sağlar.
Şimdi, bir bitkinin kökleri hidrotropizm göstermeden önce yerçekimi eğilimlerini yenmeleri gerekir. Yani köklerin yerçekimine karşı daha az duyarlı olması gerekir. Farklı çalışmalar, bir su gradyanına maruz kalmanın veya su gradyanına maruz kalmanın, köklerin gravitropizmin üzerinde hidrotropizm göstermesine neden olabileceğini göstermiştir. Bu durumda köklerin statositlerindeki aminoplast sayısı azalır. Kök statositlerindeki aminoplastların azalması, köklerin yer çekiminin üstesinden gelmesine ve neme tepki olarak hareket etmesine yardımcı olur.
tigmotropizm
Bazı bitkiler, insanlar da dahil olmak üzere birçok hayvandan daha fazla dokunmaya duyarlıdır. İnsan derisi üzerinde en az 0,002 mg ağırlık hissedebilir. Tersine, sundew adı verilen böcekçil bir bitki kendi başına 0,0008 mg’lık bir ağırlığı algılayabilirken, bir Sicyos filizi 0,00025 mg’lık bir ağırlığı algılayabilir. Bu nedenle, tigmotropizm , bir bitkinin dokunma veya temas uyaranına yanıt olarak hareketini ifade eder. Bu olguya haptotropizm de denir .
pozitif ve negatif tigmotropizm
Farklı tigmotropik davranış türleri vardır. Bunlar arasında olumlu ve olumsuz. Pozitif tigmotropizm, asma olarak bilinen bitkilerde olduğu kadar tırmanıcı bitkilerde de görülür . Fotosentez sürecini iyileştirmek için, bu bitkilerden bazıları uyaranlara daha yakın olmak ve kendilerini ışığa daha fazla maruz bırakmak için özel yapılara sahip olmalarından yararlanır. Bu yapılar dallar olarak bilinir .
Bir dal, bitkinin kendisini katı yüzeyler veya yapılar etrafında sarmak için kullandığı iplik benzeri bir uzantıdır. Dalın yüzeyindeki duyusal epidermal hücreler, dal bir nesneyle temas ettiğinde uyarılır. Bu hücreler, dalın sarılmasını söyleyen hücrelerdir. Bu kıvrılma aynı zamanda diferansiyel büyümenin sonucudur.
Dallar pozitif bir tigmotropizm oluştururken, bitkilerin kökleri ise tam tersine negatif bir tigmotropizm gösterebilir. Negatif tigmotropizm , kökler toprak boyunca uzandığında, filizi uyarana neden olan nesneye ters yönde büyüdüğünde meydana gelir . Kök büyümesi yerçekiminden oldukça etkilenir, bu nedenle aşağı doğru büyüme eğilimindedirler. Ancak kökler bir cisimle temas ettiklerinde büyüme yönlerini değiştirebilirler. Bu, temas olan uyarana yanıt olarak gerçekleşir.
Termotropizm ve kimotropizm
İlgilenilen diğer iki tropizm türü termotropizm ve kemotropizmdir. Termotropizm, sıcaklıktaki değişikliklere tepki olarak bir bitkinin hareketi veya büyümesidir. Böylece pozitif veya negatif termotropizm meydana gelebilir ve bitkinin bulunduğu ortamın sıcaklık aralıklarına bağlı olarak ortaya çıkar. Kemotropizm , bitkinin çevrenin bileşenlerine veya kimyasal maddelerine tepki olarak büyümesi veya hareketidir.
Bitki kökleri, toprakta bulunan bazı kimyasal maddelerin varlığına olumlu veya olumsuz tepki verebildikleri için oldukça kemotropik organlardır. Köklerde bulunan kimotropizm, bitkinin topraktan çıkarılan kaynaklar yoluyla büyümesini ve gelişmesini iyileştirmesine yardımcı olur.
Pozitif kemotropizmin bir örneği, bitki tozlaşması sırasında meydana gelir. Bir polen tanesi, stigma adı verilen dişi üreme yapısına konduğunda , polen tanesi çimlenir. Bu şekilde bir polen tüpü oluşur. Böylece polen tüpünün büyümesi, buradan gelen kimyasal sinyallerin salınması sayesinde bitkinin yumurtalığına doğru yönlendirilir.
kaynaklar
- Atamyan, Hagop S., et al. “Ayçiçeği heliotropizmi, çiçek yönelimi ve tozlayıcı ziyaretlerinin sirkadiyen düzenlemesi”. Science, American Association for the Advancement of Science, 5 Ağustos. 2016, science.sciencemag.org/content/353/6299/587.full.
- Chen, Rujin ve ark. “Yüksek bitkilerde gravitropizm”. Bitki Fizyolojisi, cilt. 120(2), 1999, s. 343-350., doi:10.1104/pp.120.2.343.
- Dietrich, Daniela ve ark. “Kök hidrotropizmi, kortekse özgü bir büyüme mekanizmasıyla kontrol edilir.” Doğa Bitkileri, cilt. 3 (2017): 17057. Nature.com. Ağ. 27 şubat 2018.
- Eape, D. Barroso, L ve diğerleri. (2005). Hidrotropizm: kök büyümesinin suya verdiği tepkiler. Abiyotik stres serisi| Cilt 10 (1), (Sayfa 44-50).
- Esmon, C. Alex ve ark. “Bitki tropizmleri: hareketsiz bir organizmaya hareket gücü sağlamak”. Uluslararası Gelişim Biyolojisi Dergisi, cilt. 49, 2005, s. 665-674., doi:10.1387/ijdb.052028ce.
- Gilroy, S. (2008). Bitki tropizmleri. Cilt 18 (7).
- Stowe-Evans, Emily L., ve ark. “NPH4, Arabidopsis’te Oksine Bağımlı Farklı Büyüme Tepkilerinin Koşullu Modülatörü”. Bitki Fizyolojisi, cilt. 118(4), 1998, s. 1265-1275., doi:10.1104/pp.118.4.1265.
- Su, Shih-Heng. Gibbs, N. ve diğerleri. (2017). Kök gravitropizminin moleküler mekanizmaları. Cilt 27 (17).
- Takahashi, Nobuyuki ve ark. “Hidrotropizm, Arabidopsis ve Turpun Fide Köklerindeki Amiloplastları Bozarak Gravitropizm ile Etkileşime Giriyor”. Bitki Fizyolojisi, cilt. 132(2), 2003, s. 805-810., doi:10.1104/pp.018853.
