Çimlenen Bir Bitkinin Büyümesi Için Neler Gereklidir

Henüz 3 günlük olan ayçiçeği fideciği.

Çimlenme, tohumda bulunan embriyonun uygun şartlar bulunca gelişerek ana bitkiye benzer bitkiyi vermek üzere tohumdan çıkarak serbest hale geçmesine denir.

Çimlenme olayı, tohumda büyümenin başlaması ve yedek besin maddelerinin embriyo büyümesinde kullanılmak üzere hareketli hale geçmesi olaylarını içine alan birçok karışık biyokimyasal ve fizyolojik değişiklikler serisinden ibarettir.

Çimlenme sırasında meydana gelen bu olaylar serisinin başında, suyun tohum tarafından emilmesi gelir. Tohum kabuğu yumuşadıkça ve protoplazma sulandıkça, çoklukla tohum şişer ve bazen kabuğu çatlatır. Suyun alınmasını, enzim faaliyetinin ve oksijen alımıyla ölçülen solunumun artışı izler. Bu faaliyetlerden sonra hücreler büyür ve kökçük tohum kabuğundan çıkar. Bu olaylar çimlenmenin başlaması ile birlikte giden olaylardır.

Çimlenmenin devamı için, suda erimez haldeki kompleks maddelerin enzim faaliyetiyle basit, eriyebilir maddeler haline geçmesi ve büyüme noktalarına taşınması gerekir; buralarda bu maddeler büyümede gerekli olan enerjiyi sağlamak için kullanılırlar veya yeni hücre yapı maddesi haline dönüştürülürler. Çöğür (tohumdan çıkan fidan), büyüme konilerinde hücrelerin bilinen bölünme, genişleyip büyüme ve farklılaşma olaylarıyla büyümeğe başlar. Çöğür, yapraktan yeterli olarak fotosentez yapıncaya kadar, gelişmesi için tohumdaki yedek maddelere muhtaçtır.

Özet olarak, çimlenme, aşağıdaki sıraya göre meydana gelir:

• Suyun emilmesi,
• Enzim ve solunum faaliyeti,
• Yedek besin maddelerinin basit ve eriyebilir hale geçmesi,
• Bunların nakli,
• Özümlenmesi,
• Büyüme.

Çimlenme ilerledikçe çöğürün yapısı kısa zamanda belli olur. Embriyo, üzerinde bir veya daha fazla çanak yaprağı (kotiledon) taşıyan bir hipokotil kök ekseninden ibarettir. Kökün (radide) büyüme noktası, hipokotil kök ekseninin alt ucundan çıkar. Sürgünün (plumule) büyüme noktası, hipokotil kök ekseninin öteki ucunda, çenek yaprakların üstündedir. Çöğürün gövdesi, çanak yaprakların altı (hipokotil) ve üstü (epikotil) olmak üzere iki kısma ayrılır. Pratikte epikotil ve plümül terimleri çoklukla biribirleri yerine kullanılır.

Çöğürün başlangıçtaki büyümesi iki şekilde olur. Birinci tipte (epigeous çimlenme), hipokotil uzar ve toprak üstüne çenek yaprakları çıkarır, ikinci tipte (hipogeous çimlenme), hipokotilin uzaması çenek yaprakları toprak üstüne çıkarmaz, yalnız epikotil dışarı çıkar.

/ Çevre / Genel

Her canlı gibi bitkiler de doğar ardından büyür ve farklılaşarak gelişimlerini tamamlarlar. Sonrasında ise belirli süre sonra ölürler.

Bitki veya bitki organlarına yeni maddelerin eklenmesiyle oluşan hacim artışı olayına büyüme denir. Büyüme sonucunda kazanılan yeni maddelerle hacim artışı olduğu gibi farklılaşma da meydana gelir. Büyüme olayı birbirini takip eden iki evreden oluşur. Bunlar:

• Büyüme
• Gelişme ve farklılaşma

Bu iki olay bitkilerin en küçük birimi olan hücrelerden en çok farklılaşma gösteren organlarına kadar bütün doku ve organlarda görülür.

Bitkilerde Çimlenme Süreci

Tohumlar oluştukları ana bitkiden ayrıldıktan sonra serbest veya meyve içinde olarak belli bir süre dinlenme evresi geçirir. Bu sırada tohum soğuk ve sıcak gibi dış etkilere ve diğer mekanik darbelere karşı direnç gösterecek yapıdadır. Tohumu yapan hücrelerin sitoplazmasının su miktarı en az düzeye inmiş, hayati işlevleri de ayırt edilemeyecek kadar azalmıştır. Tohum bu hâlde iken özel ve çeşitli olan araçları ile uzak veya yakın bir yolculuğa hazırdır.

Tohum, çimlenmeye uygun ortam bulduğunda yaşam belirtileri hemen hızlanmaya başlar. Tohum içindeki bölünebilir, embriyonik hücrelerden yapılmış embriyonun gelişmesini sağlayacak bu biyolojik olaya çimlenme denir. Çimlenme için gereken ortamı iç ve dış şartlar olmak üzere iki kısımda toplamak mümkündür. İç şart, tohumun oluşumu ve yapısı bakımından gelişebilme yeteneğidir. Dış şartlar ise başta su olmak üzere, ısı ve havanın oksijenidir. Ayrıca ileri devrelerde ışığa da ihtiyaç vardır.

Çimlenme, önce tohumun ortamdan su alarak şişmesiyle başlar. Bunu tohumların besi dokularındaki maddelerin özel enzimler aracılığı ile eritilmesi, gerekli yerlere gönderilerek kullanılması gibi fizyolojik olaylar izler. Üçüncü kademede ise besin maddelerinin alınmaya başlaması ve bunların sağladığı büyüme ve gelişme olayları takip eder.

Bu olaylar sürecinde embriyonun genç, bölünebilen hücreleri bir taraftan hızla bölünerek embriyoda hücre sayısı artar. Diğer taraftan bir kısım hücreler uzar, genişler ve sonunda embriyonun çeşitli organları büyüyerek belirgin bir hâle geçer. Çimlenmede tohumdan dışarı çıkan ilk organ embriyonun kökçüğüdür. Bu esnada tohumun sert kabuğu şişme sonucunda çatlamış ve embriyo kısımlarının dışarı doğru uzanması sağlanmış olur. Kökçük, toprağa doğru uzanır ve hızla gelişir.

Genç bitkinin büyümesi için kendine gerekli besin maddelerini topraktan alacak olan organ köktür. Kökün gelişmesinden sonra gövde ve yaprakçıkların toprak üstünde yükseldiği görülür. Tohum embriyosundan meydana gelen kök, gövde ve yapraklardan oluşan genç bitkiye fide denir.

Bitkilerin Büyümesi

Tohum çimlenmesi ile gelişen fidede çeşitli organların her hücresi önce hacimce genişler, gelişir, farklılaşır ve sürekli bölünerek hücre sayısını artırır. Böylece embriyonun tüm büyümesi sağlanır. Bütün bu olayların tekrarı ve sürekli oluşumu ile fidecik gitgide daha gelişmiş duruma geçer. Fideciği yapan çeşitli organlar ve onları oluşturan hücreler de aynı büyüme ve gelişme kademelerini durmadan devam ettirerek daha yüksek gelişme ve farklılaşma evrelerine ulaşacak ana bitkiyi oluşturur. Kök, gövde ve yaprak gibi organların tam oluşup farklılaşması ile bitkinin yapısal büyüme ve gelişme dönemi biter.

Büyümeye Etki Eden Faktörler

Bitkilerin büyüme ve gelişme olayları, ortamın çeşitli faktörleri ve her bitkinin kendine özgü olan iç özelliklerine bağlıdır.

1. Dış Faktörler

Çeşitli dış faktörler büyüme ve gelişme üzerine farklı etkiler gösterirler. Özellikle ışık, sıcaklık, su ve yerçekiminin etkileri en önemli dış faktörlerdir.

• Işık: Yeşil bitkilerin, büyüme ve gelişmeleri için belli bir ışık gereklidir. Ancak bazı ilkel bitkiler ışık istemez. Fazla ve şiddetli ışık, çoğu zaman büyüme üzerinde durdurucu etki yapmaktadır. Fazla güneşli ortamlarda bitkilerin bodur oluşu bu sebeptendir. Buna karşılık ışıksızlık büyümeyi hızlandırır. Bitkinin anormal gelişmesine neden olur. Karanlık ortamda yaşamaya zorlanan bir bitki fazla uzar, rengi sarı ve yaprakları küçük olur. Her bitkinin yapısal büyümesinde gerek duyduğu ışık değişkendir ve ışık şiddeti büyümede önemli bir etkendir. Işık şiddeti isteği bitki türlerine göre değişir. Bu bakımdan bitkiler, gölge seven ve güneş seven bitkiler diye ayırt edilir.
• Sıcaklık: Her bitkinin büyüyüp gelişmesi için bulunduğu ortamda belli bir sıcaklığın olması gerekir. Genel olarak 0 ile 40 0C arasında bitkiler gelişme ve büyüme gösterebilir. Her bitkiye göre değişen uygun ısı derecelerinin altında ve üstünde gelişme ve canlılık sona erer. Her bitkinin soğuğa ve sıcağa dayanması farklıdır.
• Su ve Nem: Su bitkilerin yaşaması için zorunlu maddelerden biridir. Bitkilerin büyüyüp gelişmesi için belli miktarda suya ihtiyaç vardır. Su fazlalığı genel olarak büyümeyi hızlandırır. Buna karşılık kurak ortamlarda yetişen bitkilerde büyümede gerilik görülür. Dolayısıyla bodurluk göze çarpar. Su azlığı ayrıca farklılaşmayı olumsuz etkiler.
• Yer Çekimi: Yerçekimi bitkilerde hormon salgısını hızlandırır. Bu olay büyüme ve gelişmeye etki eder. Dolayısıyla yer çekiminin etkisi dolaylı olarak gerçekleşir.

2. İç Faktörler

Her bitkinin genetik özellikleri büyüme ve gelişmede etkilidir. Bunun için dış ortam ne olursa olsun, bir bitki kendi kalıtsal yeteneğinin sonucu olarak kendi türüne uygun bir birey meydana getirir.

Bitkilerde büyüme ve gelişmeye etki eden faktörlerden biri de hormonlardır. Hormonlar, üretildikleri yerlerden başka tarafa taşınabilen, çok az olmalarına rağmen etkileri çok olan organik maddelerdir. Bitkisel hormonları üç farklı grupta inceleyebiliriz.

• Büyüme hormonları: Oksinler, giberellinler, sitokininler
• Organ yapıcılar: Bu hormonlar çiçek, kök, gövde, yaprak oluşumuna etki eder.
• Yara hormonları: Bitkinin yaralandığı durumlarda salgılanır. Yaranın iyileşmesini sağlar.

Bitkilerde büyüme ve gelişmeye etki eden faktörlerden biri de vitaminlerdir. Vitaminler, hormonlar gibi çok az miktarları bile büyüme ve gelişmeyi etkileyen organik bileşiklerdir.

Bitkilerde Büyüme ile İlgili Bazı Problemler

1. Bitkilerde Polarite

Bitkilerde önemli problemlerden biri, büyüme ile ilgili üç boyutlu biçim ve farklılaşmanın oluşmasıdır. Gelişme esnasında embriyonik evrelerden itibaren gelişimin ilerlemiş olduğu kademelerde tek veya çok hücreli bütün organizmalar çeşitli biçimler kazanır. Bu biçimlerin kazanılması süresi içinde de asimetrik olan çeşitli bölgeler ortaya çıkar.

2. Bitki Organları Arasındaki Korelasyon

Bitkinin tümünü oluşturan özelliklerin, o bitkinin çeşitli organlarının özelliklerinin toplamından oluşmaktadır. Bir bitkinin farklı organlarının her biri kendine özgü özellikler ve davranışlar gösterir. Bu davranışların tümü bitkinin kendine özgü davranışlarını oluşturur. Öte yandan bu farklı özelliklere sahip çeşitli organlar bitkide uyum içinde çalışır. Ancak bir bitkiyi oluşturan değişik organların, herhangi birinin özellikle veya yanlışlıkla koparılması sonucunda bitkide belli bir değişmenin olduğu da bilinmektedir.

Örnek olarak bir yaprağın ayası kesilirse yaprak sapının büyümesi önemli derecede azalır. Buna karşılık yaprak sapının saptan kopup düşmesi (yaprak dökümü) çabuklaşır. Yaprak ayasının eksikliği yaprak sapının uzamasına azaltıcı bir etki yaptığı hâlde, sapın dökülmesine sebep olan mantar dokusu gelişmesini hızlandırmıştır. Bu da bize, ayasının var olduğu zamanlarda sapın uzamasını hızlandırıcı etki, hâlbuki sapın dökülmesini sağlayan mantar dokusu gelişmesinde de durdurucu bir etki yarattığını açıklar.

3. Dormansi

Bitki organları büyüme ve gelişme bakımından yılın bazı dönemlerinde dinlenme evresine girer. Buna uyku hâli ya da dormansi denir.

Değişik ortam faktörleri ve çeşitli kimyasal maddeler işleme sokularak uyku hâli kırılır. Gelişme ve büyümenin o organda uyandırılışı ve uyku hâlinin kısaltılması söz konusudur.

4. Bitkilerde Absisyon

Bitkilerin büyüme ve gelişmelerinin gözle görülen en belirgin belirtilerinden biri, ilkbaharda yapraklanıp sonbaharda yapraklarını dökmeleridir. Bitkilerin belli dış ve iç şartların etkisi altında yapraklarını kaybetmelerini sonuçlandıran olay (yaprak dökümü) absisyon diye tanımlanır. Bilhassa odunsu çift çenekli bitkilerde yaprak dökümü karakteristik bir özelliktir. Birçok hâlde otsularda da görülebilen yaprak dökümü bazen oldukça ani ve birden bazen ise yavaşça ve kademeli olarak gerçekleşir.

5. Bitkilerde Gelişme Periyodisitesi

Günlük hayatımızda ağaçların kış ve ilkbaharda yaşamsal faaliyetlerinde farklılıklar olduğu gözlemlenmiştir. Böyle bir periyodik gelişimin tamamen dış faktörlere bağlı olduğunu düşünemeyiz. Kesinlikle böyle bir dönüşümde dış ortam şartlarının rolü büyüktür. Fakat sadece dış şartları göz önüne alan görüşler her zaman gelişmedeki bu dönüşümü açıklayamaz. Çünkü sıcak iklime taşıdığımız bir bitkide kış olmamasına rağmen, yaprak dökümü ile gelişmede azalma ve anormallikler yine olur. Bundan dolayı sadece dış faktörler değil, iç faktörler de olaya katılıyor demektir.

Bitkiler, gerek bu periyodik gelişme sebebiyle gerekse daimi bölünebilen meristematik dokulara sahip bulunduklarından hayvan ve insanlara göre sınırsız bir büyümeye sahiptir ve ömürleri çok daha uzundur. Nitekim bitkiler arasında bir hafta ömür sürenler, yıllık ve çok yıllık bitkiler kolaylıkla ayırt edilir. Ancak birçok ağacın çok uzun ömre sahip olduğu da bilinir.

6. Bitkilerde Restitüsyon

Bitkilerde, yaralanan bir bölgede, o bölgenin bölünmez doku hücrelerinin bölünebilme yeteneği kazanarak hızla bölünüp yarayı onardığı görülür. Hücrelerinin bölünmeye başlayıp yarayı kapatması olayı regenerasyon diye tanımlanır. Bazen bu yetenek sayesinde eksilen bir organ hatta bir doku parçasından tüm bir bitki oluşabilir. Regenerasyonun yardımıyla bir organ veya organların oluşumuna restitüsyon denir. Bu olayların pratik sonuçları tarımda geniş uygulama bulmuş olan aşı yapma tekniğini ortaya koymuştur.