Bitki dokuları

Bahçedeki yaşlı ceviz fırtınada yarılınca dedesi Üzeyir Bey gövdeyi dipten kestirdi. Tuncer kütüğün başına çömelip halkaları kalemin ucuyla saydı, sonra kararını açıkladı: «Ağaç her yıl her yerinden biraz uzamış, biraz da kalınlaşmış. Bu halkaların hepsi canlıymış, ağaç baştan sona yaşıyormuş.» Üzeyir Bey bahçe duvarının dibindeki dut ağacını gösterdi. Tuncer doğmadan önce oraya, diz hizasına bir çivi çakmış, çamaşır ipini ona bağlamıştı. Gövde o günden beri iyice kalınlaşmış, çivinin başı kabuğun içine gömülmüştü; ama çivi hâlâ diz hizasındaydı. Üstelik dutun gövdesi yıllardır içten oyuktu, içine bir kedi sığabiliyordu; yine de her bahar yaprak açıyordu. Ağaç her yerinden uzamıyorsa nerede uzuyordu, içi boşalmış bir gövde nasıl yaşıyordu?

• Bölünür ve değişmez dokuları ayırır, boyca ve enine büyümeyi yürüten meristemi büyümenin türüyle eşleştirirsin.
• Koruyucu, temel, destek ve iletim dokularını hücrelerinin canlılığı, çeper yapısı ve göreviyle tanırsın.
• Ksilem ile floemi taşıdıkları madde, taşıma yönü ve hücrelerinin canlılığı bakımından karşılaştırırsın.
• Yıllık halkaları ve dokuların canlı ya da ölü olmasını, varsayımsal ağaç durumlarında yorumlarsın.

Çivi neden yerinde duruyor?

Dut ağacının gövdesi on yılda kalınlaştı, ama diz hizasındaki çivi yükselmedi. Demek ki gövdenin o bölümü artık uzamıyor. Bir ağaç boyca, gövdenin ve dallarının en uç noktalarına yeni hücreler ekleyerek büyür; çivinin çakıldığı yer yıllar önce oluşmuş ve uzamayı bırakmıştır. Kalınlaşma ise başka bir yerde, kabuğun hemen altındaki ince bir katmanda olur. Bu iki gözlem, bitkinin bütün hücrelerinin aynı işi yapmadığını gösterir: bazı hücreler bölünmeyi sürdürür, çoğu ise bölünmeyi bırakıp belli bir göreve uzmanlaşır.

Benzer yapıdaki, aynı kökenden gelen ve ortak bir görev üstlenen hücre topluluğuna doku adını veriyoruz. TYT'deki «Bitkiler» dersinde damarlı bitkilerin iletim demetleri taşıdığını görmüştük; bu ders o demetlerin ve bitkinin öteki bölümlerinin hangi dokulardan kurulduğunu açıyor. Bitki dokuları iki ana gruba ayrılır: hücreleri bölünmeyi sürdüren bölünür doku (meristem) ve hücreleri farklılaşmış olan değişmez doku (sürekli doku).

Bölünür doku: meristem

Meristem hücreleri küçüktür; çeperleri incedir, çekirdekleri hücreye göre büyüktür, sitoplazmaları yoğundur ve kofulları ya çok küçüktür ya da hiç yoktur. Bu hücreler «Mitoz» dersinde gördüğümüz bölünmeyle sürekli çoğalır. Yeni oluşan hücrelerin bir kısmı meristem olarak kalır, bir kısmı ise büyüyüp farklılaşarak değişmez dokulara katılır. Bitkiler hayvanlardan farklı olarak ömürleri boyunca büyümeyi sürdürebilir; bunu sağlayan, meristemlerin bitkinin belli bölgelerinde hayat boyu etkin kalmasıdır.

Uç meristem ve boyca büyüme

Kök ucunda ve gövde ucunda (tomurcuklarda) bulunan meristeme uç meristem (apikal meristem) denir. Bu meristemin bölünmesiyle kök toprağın derinine, gövde de ışığa doğru uzar. Bu boyca büyümeye birincil büyüme denir. Otsu bitkilerin büyümesi büyük ölçüde bu türdendir. Dut ağacındaki çivi bu yüzden yerinde durur: uzama yalnız uçlarda olur, uçtan geride kalan bölümler yeni hücre eklemeyi bırakır.

Yanal meristem ve enine büyüme

Gövdenin ve kökün kalınlaşmasını sağlayan meristemler organ boyunca, yüzeye paralel ince katmanlar hâlinde uzanır; bunlara yanal meristem denir. Kambiyum (iletim kambiyumu), içe doğru yeni ksilem (odun), dışa doğru yeni floem (soymuk) hücreleri üretir. Mantar kambiyumu (fellojen), gövdenin en dışına doğru koruyucu mantar hücreleri üretir. Yanal meristemlerin sağladığı bu kalınlaşmaya ikincil büyüme (enine büyüme) denir.

İkincil büyüme özellikle çok yıllık odunsu bitkilerde, yani ağaçlarda ve çalılarda belirgindir: çift çenekli ağaçlarda ve çam gibi açık tohumlularda kambiyum her yıl yeni odun ekler. Tek çenekli bitkilerin çoğunda kambiyum bulunmaz; bu bitkilerde odunun yıllar boyunca katman katman kalınlaşması görülmez.

Yıllık halkalar

Ilıman iklimde kambiyum ilkbaharda hızlı çalışır; bu dönemde oluşan ksilem hücreleri geniştir ve çeperleri incedir, kesitte açık renkli görünür. Yaz sonuna doğru üretilen hücreler dardır, çeperleri kalındır ve daha koyu bir bant oluşturur. Kışın kambiyum durur, ertesi ilkbaharda yine geniş hücrelerle başlar. Böylece açık ve koyu bandın oluşturduğu her çift, bir yılda eklenen odunu gösterir; buna yıllık halka denir.

Tuncer'in saydığı halkalar bu yüzden ağacın her yerinden büyüdüğünü değil, kambiyumun yıllardır içe odun eklediğini gösterir. Halkalar yaş hakkında da yalnız kesildikleri yükseklik için bilgi verir. Varsayımsal bir örnek kuralım: bir ağacın dibindeki kesitte 30 halka, çok daha yukarıdaki bir kesitte 18 halka sayılıyor olsun. Yukarıdaki bölüm, uç meristem ağacı o yüksekliğe taşıdıktan sonra oluştuğu için kambiyum orada daha az yıl çalışmıştır. Halka genişliği de yıldan yıla değişir: suyun ve uygun sıcaklığın bol olduğu yıllarda kambiyum daha çok odun üretir ve halka genişler.

Koruyucu doku: epidermis ve mantar

Değişmez dokuların ilki bitkinin dış yüzeyini örter. Genç organların yüzeyindeki koruyucu doku epidermistir; çoğunlukla tek hücre katından oluşur, hücreleri canlıdır ve çoğunda kloroplast bulunmaz. Toprak üstündeki organlarda epidermis hücreleri dışa doğru mumsu bir tabaka salgılar: kütikula. Kütikula su kaybını azaltır, ama aynı nedenle suyun içeri alınmasını da engeller; bu yüzden kökün su emen bölgesinde bulunmaz.

Epidermis bazı hücrelerini özel işlere ayırır. Yaprakta ve genç gövdede gaz alışverişi yapılan açıklıklara stoma denir; her stomayı fasulye biçimli iki bekçi hücresi çevreler ve açıklığı bu hücreler açıp kapar. Bekçi hücreleri, epidermiste kloroplast taşıyan hücrelerdir. Kök epidermisindeki hücrelerin bir kısmı dışa doğru ince, uzun bir çıkıntı yapar; bunlara emici tüy denir. Her emici tüy tek bir hücrenin uzantısıdır ve topraktan su ile mineral alınan yüzeyi büyük ölçüde artırır. Yaprakta ve gövdede görülen tüyler (trikomlar) ise yüzeydeki hava akımını yavaşlatıp su kaybını azaltabilir ya da bitkiyi bazı hayvanlara karşı korur.

İkincil büyüme yapan bir gövde kalınlaştıkça epidermis bu genişlemeye ayak uyduramaz ve yırtılır. Yerini mantar kambiyumunun ürettiği mantar doku alır. Olgun mantar hücreleri ölüdür ve çeperleri süberin adlı su geçirmez bir maddeyle kaplanmıştır. Şişe mantarı, mantar meşesinin kabuğundaki bu dokudan elde edilir. Mantar dokusunun üzerindeki küçük gözenekli bölgeler (lentiseller) içerideki canlı hücrelerin gaz alışverişine izin verir.

Temel doku: parankima

Bitkinin gövdesindeki, yaprağındaki ve kökündeki dolgu hücrelerinin büyük kısmı parankimadır. Parankima hücreleri canlıdır, çeperleri incedir ve çoğunda büyük merkezî koful bulunur; TYT'deki «Bitki ve hayvan hücresi karşılaştırması» dersinin bitki hücresi çoğunlukla böyle bir hücredir. Parankima, bulunduğu yere göre farklı işler üstlenir ve adını da bu işten alır:

• Özümleme (fotosentez) parankiması: kloroplastça zengindir; yaprağın iç kısmında fotosentezin büyük bölümünü yürütür. «Fotosentezin genel denklemi» dersinde kloroplastta kurulan glikozun çoğu bu hücrelerde üretilir.
• Depo parankiması: nişasta, yağ ya da protein biriktirir; patates yumrusunun hücreleri ve tohumların besin dokusu buna örnektir.
• Su depolayan parankima: kaktüs gibi kurak bölge bitkilerinin etli gövdelerinde su biriktirir.
• Havalandırma parankiması: hücreleri arasında geniş boşluklar bulunur; nilüfer gibi su bitkilerinin sapında bu boşluklar havayı batık bölümlere iletir ve bitkinin suda yüzmesine yardım eder.

Parankima hücreleri canlı kaldıkları için, bir yaralanmadan sonra yeniden bölünme yeteneği kazanıp yarayı kapatabilir.

Destek doku: kollenkima ve sklerenkima

Kereviz sapını kırıp uzunlamasına çektiğinizde sapın sırtlarından sağlam ipler sıyrılır. Bu ipler, büyümekte olan organlara esnek destek veren kollenkima içerir. Kollenkima hücreleri canlıdır; çeperleri her yerden değil, özellikle köşelerden kalınlaşmıştır ve odunlaştırıcı madde olan lignini içermez. Bu yüzden genç gövdeyi ve yaprak sapını taşırken onların uzamasını engellemez.

Büyümesi tamamlanmış bölümleri ise sklerenkima taşır. Sklerenkima hücrelerinin çeperleri her yönden kalınlaşmış ve ligninle sertleşmiştir; olgunlaştıklarında sitoplazmalarını yitirirler, yani ölüdürler. Destek, geride kalan sağlam çeper iskeletinden gelir. Sklerenkimanın iki biçimi vardır. Uzun, iğ biçimli lifler keten ve kenevir gibi bitkilerde dokuma ipliğinin ham maddesidir. Kısa, düzensiz biçimli taş hücreleri (sklereitler) ceviz kabuğunu ve şeftali çekirdeğini sertleştirir; armut yerken dişe gelen kumlu taneler de bu hücrelerden oluşur.

İletim doku: ksilem ve floem

Kökün aldığı su yaprağa, yaprağın yaptığı besin de köke ulaşmak zorundadır. Bu iki taşımayı iki ayrı doku üstlenir.

Ksilem (odun borusu) suyu ve içinde çözünmüş mineralleri kökten yapraklara taşır. Taşımayı yapan hücreler trakeler ve trakeitlerdir. Trakeitler bütün damarlı bitkilerde bulunur; uçları sivri, uzun hücrelerdir ve su bir trakeitten ötekine çeperlerindeki ince geçitlerden geçer. Trakeler başlıca kapalı tohumlularda görülür; uç uca dizilmiş hücrelerin aradaki enine çeperleri erimiş olduğundan kesintisiz bir boru oluşur. İki hücre türü de olgunlukta ölüdür: protoplast yok olur, ligninle kalınlaşmış çeper geride kalır. İçi boş bir boru suyun akışına engel çıkarmaz, lignin de borunun çökmesini önler. Ksilemde taşıma kökten yaprağa doğru, tek yönlüdür.

Floem (soymuk borusu) yaprakta üretilen organik maddeyi, çoğunlukla da sakarozu, bitkinin ihtiyaç duyan bölümlerine taşır. Taşımayı yapan hücreler kalburlu borulardır; uç uca dizilen bu hücrelerin aradaki çeperleri kalbur gibi deliklidir. Kalburlu boru hücreleri canlıdır, ama olgunlaştıklarında çekirdeklerini yitirir. Her birinin yanındaki çekirdekli arkadaş hücresi onun metabolizmasını destekler. Floem, kaynağın ve ihtiyacın yerine göre maddeyi yukarı da aşağı da taşıyabilir: yapraktan köke, ilkbaharda ise kökteki depodan açılan tomurcuğa.

İki dokuda da taşıyıcı hücrelerin yanında parankima hücreleri ve destek lifleri bulunur; yani iletim dokusu tek tür hücreden oluşmaz.

Ölü mü canlı mı: çeper görevi ele verir

Dokuları tek tek ezberlemek yerine bir ilişkiyi akılda tutmak işe yarar. Görevini çeperiyle yapan dokularda hücre ölür: sklerenkimada sert çeper desteği, trakede boş çeper suyun yolunu, mantarda süberinli çeper su geçirmez bir örtüyü sağlar. Görevini sitoplazmasıyla yapan dokularda hücre canlı kalır: meristem bölünür, parankima fotosentez yapar ve depolar, kollenkima uzayan organla birlikte büyür, kalburlu boru madde aktarır, epidermis kütikulayı salgılar, bekçi hücreleri de açılıp kapanır.

Bu ilişki Tuncer'in ikinci sorusunu da yanıtlar. Bir ağaç gövdesinin büyük kısmı odundur ve odunun çoğu, ölü trake, trakeit ve liflerin çeperlerinden oluşur. Ağacın canlı ve çalışan kısmı dıştaki ince katmandır: kabuktaki floem, kambiyum ve suyu hâlâ taşıyan en genç odun halkaları. Çoğu ağaçta en iç halkalar zamanla su taşımayı bırakır ve yalnız destek görevi görür. İçi oyulmuş dut bu yüzden yaşar; buna karşılık kabuğu gövdeyi saran bir şerit hâlinde soyulmuş bir ağaç, floemi kesildiği için köklerine besin gönderemez ve zamanla kurur.

Dokuları tek tek tanıdık. Bitkinin organlarında ise bu dokular belli bir düzenle yan yana gelir: emici tüylü epidermisin ardında kökün merkezine doğru hangi katmanlar dizilir, gövdedeki iletim demetleri tek ve çift çeneklilerde nasıl yerleşir, yaprakta özümleme parankiması ve stomalar nerede durur? Sıradaki ders kök, gövde ve yaprağın iç yapısını bu sorularla açıyor.

Örnek 1 — Doku ile görevi eşleştirmek

Soru: Aşağıdaki doku–görev eşleştirmelerinden hangisi yanlıştır?

• A) Uç meristem — kökün ve gövdenin boyca uzaması
• B) Havalandırma parankiması — su bitkilerinin batık bölümlerine hava iletmek
• C) Kollenkima — genç organlara esnek destek
• D) Floem — su ve mineralleri kökten yaprağa taşımak
• E) Mantar doku — kalınlaşan gövdenin dış yüzeyini korumak

Çözüm: Su ve mineralleri taşıyan doku ksilemdir; floem organik madde taşır. Öteki dört eşleştirme doğrudur: uç meristem boyca büyümeyi, havalandırma parankiması batık bölümlerin havalanmasını, kollenkima genç organların desteğini, mantar doku da ikincil büyüme yapan gövdenin korunmasını sağlar. Cevap: D.

Örnek 2 — Hücrenin canlılığı

Soru: Olgunlaşmış hâlleriyle düşünüldüğünde, hangi hücre türü canlıdır?

• A) Trake
• B) Taş hücresi
• C) Kalburlu boru hücresi
• D) Mantar hücresi
• E) Sklerenkima lifi

Çözüm: Kalburlu boru hücresi olgunlukta çekirdeğini yitirir ama canlıdır; zarı ve sitoplazması madde aktarımını sürdürür. Trake su yolunu, taş hücresi ile lif sert çeperleriyle desteği, mantar hücresi de süberinli çeperiyle yalıtımı sağlar; dördü de görevini ölü çeperle yapar. Çekirdeksiz olmak ölü olmak demek değildir. Cevap: C.

Örnek 3 — Çivinin yüksekliği

Soru: Varsayımsal bir durumda, genç bir ağacın gövdesine yerden 1,5 metre yükseğe bir çivi çakılıyor. On yıl sonra ağacın boyu iki katına çıkmış, gövdesi de belirgin biçimde kalınlaşmıştır. Çivi için ne beklenir?

• A) Yaklaşık 1,5 metre yükseklikte kalır; kalınlaşan gövde çivinin başını kabuğa gömebilir.
• B) Ağacın boyu iki katına çıktığı için 3 metre yükseğe çıkar.
• C) Kambiyum çiviyi her yıl biraz yukarı iter.
• D) Kalınlaşma olmadığı için çivi aynı görünür.
• E) Çivi kökün uç meristemine doğru aşağı kayar.

Çözüm: Boyca uzama yalnız gövdenin ucundaki meristemde olur; çivinin bulunduğu bölüm uzamayı bırakmıştır ve çivi yükselmez. Kalınlaşmayı ise kambiyum ve mantar kambiyumu yürütür; bu, çiviyi yukarı itmez, gövdenin çevresini genişletir. B seçeneği gövdenin her yerinden uzadığını varsayar, D de soruda verilen kalınlaşmayı yok sayar. Cevap: A.

Örnek 4 — Ksilem ile floemin ayrıldığı nokta

Soru: İletim dokuları için verilen ifadelerden hangisi doğrudur?

• A) Ksilemde organik madde yapraktan köke taşınır.
• B) Floemin taşıyıcı hücreleri ölüdür ve ligninle kalınlaşmıştır.
• C) Kambiyum dışa doğru ksilem, içe doğru floem üretir.
• D) Trakeitler yalnızca kapalı tohumlularda bulunur.
• E) Floem, organik maddeyi bitkinin ihtiyacına göre yukarı da aşağı da taşıyabilir.

Çözüm: Floemde taşıma kaynak ile ihtiyaç arasında kurulur ve iki yönlüdür. A ksilemin ve floemin görevini, C kambiyumun üretim yönünü ters çevirir. B, ksilemin özelliğini floeme yükler. D de yanlıştır: trakeitler bütün damarlı bitkilerde, trakeler başlıca kapalı tohumlularda bulunur. Cevap: E.

• Ksilemin organik madde taşıdığını sanmak. Ksilem suyu ve mineralleri yukarı taşır; organik madde floemin işidir.
• Çekirdeksiz kalburlu boruyu ölü saymak. Kalburlu boru hücresi çekirdeğini yitirir ama canlıdır; ölü olan ksilemin trake ve trakeitleridir.
• Sklerenkimayı kollenkimayla karıştırmak. Kollenkima canlıdır, köşelerden kalınlaşır, lignin içermez; sklerenkima olgunlukta ölüdür ve her yönden ligninle sertleşmiştir.
• Ağacın her yerinden uzadığını düşünmek. Boyca büyüme yalnız uçlardaki meristemde, kalınlaşma kabuk altındaki yanal meristemlerde olur.
• Kambiyumun üretim yönünü ters kurmak. Ksilem içe, floem dışa doğru eklenir; bu yüzden odun içte, soymuk kabuğa yakın durur.
• Kütükteki halka sayısını ağacın her yerine genellemek. Halka sayısı yalnız kesildiği yükseklikteki yaşı verir; yukarıdaki kesitler daha az halka taşır.