Bitki Biyolojisi: Giriş ve Bitkilerin Yapısı
Günümüzde 300 binden fazla bitkinin yaşadığı tahmin edilmektedir. Daha önceki konu anlatımımızda bitkileri şu şekilde sınıflandırmıştık.
Bu yazımızda ise tohumlu bitkilerin yapısını inceleyeceğiz.
A) Tohumlu Bitkilerin Genel Yapısı
Bitkiler kök ve sürgün sistemi olmak üzere 2 ana hata ayrılır. Kök sistemi bitkinin kök kısmını içerir. Sürgün sistemi ise bitkinin yapraklarını, dallarını, meyvelerini, çiçeklerini, uç tomurcuğunu ve diğer toprak üstü kısımlarını içerir.
B) Bitkisel Dokular
Bitki Dokuları ve Meristem Doku
Bitkilerde aynı görevi yerine getirmek için özelleşmiş hücreler bulunur ve bu hücrelerin birleşmesiyle dokular oluşur. Bitkilerde dört ana doku türü bulunmaktadır: meristem doku, temel doku, iletim dokusu ve örtü doku.
Not: Bitkide bulunan bütün hücrelerin DNA’sı aynıdır. Ancak hücrelerin DNA’larında aktif kısımlar farklı olabilir. Bu farklı aktif kısımlar sayesinde bütün organizmadaki hücreler belirli işleri yapacak şekilde farklılaşmıştır.
- Meristem Doku:
Bitkilerde sadece bölünmek üzere farklılaşmış dokuya meristem doku denir. Bu doku, bitkinin büyüme bölgelerinde bulunur ve sürekli bölünebilme yeteneğine sahip hücrelerden oluşur. Meristem doku, bitkilerin büyümesini ve gelişmesini sağlar. Bu dokuda bulunan hücrelerin mitoz bölünme geçirmesiyle oluşan yeni hücreler, daha sonra farklılaşarak diğer dokulara dönüşebilir.- Meristem dokuyu oluşturan hücrelerin özellikleri:
- Bol Sitoplazmalı
- Büyük Çekirdekli
- İnce Çeperli
- Kofulsuz (veya çok az kofulu)
- Hücreler arası boşlukları olmayan
Meristem dokudaki hücreler sürekli olarak mitoz geçirir, bu da bitkilerde bir büyüme sınırı olmamasını sağlar.
- Meristem dokuyu oluşturan hücrelerin özellikleri:
Meristem doku yukarıdaki görseldeki gibi sınıflandırılır.
Uç Meristem: Kök ve gövdenin büyüme noktalarında, yani uç noktalarda bulunan uç meristem, bitkinin uzamasını sağlar.
Yanal Meristem: Kök ve gövdenin yapısında bulunan yanal meristem, kök ve gövdeyi kalınlaştırarak büyümesini destekler.
Primer Meristem: Embriyonik dönemden itibaren bölünme yeteneğini koruyan meristem hücrelerine primer meristem hücreleri denir. Bu hücreler genellikle bitkinin kök ve gövdesinin uç kısımlarında bulunur.
Sekonder Meristem: Bölünme yeteneğini kaybetmiş parankima hücrelerinin, hormonların etkisiyle tekrar bölünme yeteneği kazanarak oluşturdukları meristem hücrelerine sekonder meristem denir. Bu hücreler, bitkinin kalınlaşmasına ve ikincil büyümesine katkı sağlar.
2. Temel Doku
Temel doku; parankima, kollenkima ve sklerenkima olmak üzere 3 doku oluşturur.
Parankima Dokusu:
Bitkinin çoğu kısmında bulunan, dokular arası boşluğu dolduran ve özel koşullar sağlandığında diğer dokulara dönüşebilen bitki dokusuna parankima dokusu veya bir diğer adıyla temel doku denir. Dokuyu oluşturan hücreler canlıdır, ancak bölünme özelliği yoktur. Hücrelerin sitoplazması bol, kofulları küçük ve az sayıdadır. Uygun koşullar sağlandığında parankima dokusundaki hücreler sekonder meristem hücrelerine dönüşebilir.
Parankima dokusu bitkide birçok görev üstlenir ve bu görevlere göre isimlendirilir:
- Özümleme Parankiması: Yapraklarda daha çok bulunan bu yapı, fotosentez, terleme, solunum gibi önemli metabolik aktivitelerin gerçekleştiği yerdir.
- Depo Parankiması: Besin ve su depolayan parankima dokusuna depo parankiması denir. Örneğin, kaktüs su depolar, patates ise toprak altı gövdesinde nişasta depolar.
- İletim Parankiması: Dokular arası madde alışverişine yardımcı olan parankima dokusuna iletim parankiması denir.
- Havalandırma Parankiması: Su veya bataklık bitkilerinde bulunan, bitkiye alınan gazların depo edildiği parankima çeşidine havalandırma parankiması denir.
Kollenkima Dokusu:
Bitkiyi eğilme, bükülme ve çarpmaya karşı koruyan, mekanik destek sağlayan sert hücrelerden oluşan bir dokudur. Kollenkima hücreleri, canlı hücreler olup çeperlerinin kalın olması bu dokuyu oluşturur. Kalınlaşma, çeperde selüloz ve pektin birikiminin bir sonucudur.
Sklerenkima Dokusu:
Sklerenkima hücreleri, bitkiyi dayanıklı ve gerilmeye karşı dirençli hale getiren bir dokudur. Bu hücrelerin çeperleri, selüloz ve lignin gibi maddelerin birikmesiyle kalınlaşmıştır. Başlangıçta canlı olsalar da çeperin kalınlaşması nedeniyle ölürler. İki çeşidi vardır:
- Taş Hücreleri: Tohum kabuklarında, meyve çekirdeklerinde ve bazı meyvelerin iç kısmında bulunabilir.
- Lifler: Sarımsak, keten, kenevir gibi bitkilerde bulunur. Demetler halinde bulunup bitkiye destek sağlar. Ayrıca elbise yapımında ve halat yapımında kullanılır.
3. İletim Dokusu
Bitkilerdeki madde taşınmasını üstlenmiş bir dokudur. Yüksek yapılı bitkilerin yapraklarında fotosentezle meydana gelen organik bileşiklerle topraktan alınan su ve suda çözünmüş maddeler, çeşitli organlara bu dokularla iletilir. İletim dokusu, yapı ve görev bakımından odun borusu (ksilem) ve soymuk borusu (floem) olmak üzere ikiye ayrılır.
Ksilem, odun boruları olarak da bilinir ve bitkilerde inorganik maddelerin (su, mineraller vb.) taşınmasını sağlayan bir yapıdır. Cansız hücrelerden oluşur ve meristem doku hücreleri üst üste gelerek zamanla çekirdek ve sitoplazmalarını kaybeder. Hücreler arasındaki enine zarlar eriyerek kaybolur, bu da ince bir boru şeklindeki odun borularının oluşumunu sağlar. Ksilem demetler halinde bulunur ve taşınma, aşağıdan yukarıya doğru tek yönlüdür.
Floem, soymuk boruları olarak da bilinir ve fotosentez sonucu üretilen organik maddeleri yeni sürgün oluşumunda kullanmak üzere veya depo organlarında biriktirmek üzere ileten borucuklardır. Tek sıra halinde üst üste dizilmiş canlı hücrelerden oluşur. Floem oluşurken hücrelerin ara çeperleri tamamen erimediğinden, yer yer delikler oluşur. Floemde fotosentez ürünleri bitkinin diğer organlarına taşınır. Ayrıca, bazı bitkilerin köklerinde sentezlenen amino asitler de yaprak ve diğer organlara taşınır. Floemde madde taşınması çift yönlüdür, ancak hücreler arası çeperler ksileme göre daha az eridiğinden taşınma daha yavaş gerçekleşir.
4. Örtü Dokusu
Bitkiyi dış etkilerden koruyan bu doku epidermis ve periderm olmak üzere iki kısımda incelenir.
Epidermis:
Genç bitkilerin kök ve gövdelerinde koruma görevini üstlenir. Aynı zamanda tüm yaprakların koruyucu dokusudur. Birçok bitkide gövde ve yaprakların epidermisi, bitkinin su kaybını azaltmaya yardımcı olan mumsu bir örtü olan kütikula salgılar. Kurak bölgelerdeki bitkilerde daha fazla kütikula bulunabilir. Epidermis hücrelerinin farklılaşmasıyla stomalar, hidatodlar, tüyler ve emergensler oluşur.
Stoma:
Stomalar, yaprak ve genç gövdedeki epidermis hücrelerinin farklılaşmasıyla meydana gelen hücrelerdir. Gaz alışverişini sağlamak için açılıp kapanabilirler. Diğer epidermis hücrelerinden ayıran temel özellikleri kloroplast içermeleridir, bu sayede fotosentez yapabilirler. Çeper kalınlığı, hücrenin her tarafında aynı değildir.
Hidatod:
Yaprak uçlarında ve kenarlarında bulunan açıklıklardır. Geceleri terleme olmadığı ya da hava neme doyduğunda fazla suyun damla şeklinde atılmasını sağlarlar. Stomalara zıt olarak açılıp kapanmazlar ve odun borularıyla (ksilemle) bağlantılıdırlar.
Tüy:
Epidermisin dışa doğru oluşturduğu çıkıntılardır. Tek ya da çok hücreli olabilirler. Bazı tüy hücreleri canlıdır ve salgı işlevi görebilirken, bazıları canlılığını yitirmiş olabilir.
Emergens (Diken):
Bitkinin kendini hayvanlara karşı savunmak amacıyla geliştirdiği yapılardandır.
Peridermis:
Açık tohumlu bitkiler ve odunlu çift çenekli bitkilerin kök ve gövdelerinde, epidermisin kalınlaşması nedeniyle oluşan bir tabakadır. Epidermisin yerine koruma görevini üstlenir. Peridermis üzerindeki lentisel adı verilen açıklıklar, gaz alışverişini sağlar ve her zaman açıktırlar.