Bitki kökünde yer alan hücreler, hücre içindeki reaksiyonlarda kullanmak için topraktaki belli iyonları seçerler. Bu son derece önemli bir işlemdir. Çünkü bitki hücreleri, kendi içlerindeki iyonların yoğunluğu, topraktaki iyonların yoğunluğundan 1000 kez daha fazla olmasına rağmen bu iyonları hücre içine kolaylıkla alabilirler.
Normal şartlar altında yüksek yoğunluktaki bir bölgeden, yoğunluğu daha az olan bölgeye doğru madde akışı gerçekleşir. Fakat görüldüğü gibi bitki köklerinin topraktan iyon temininde bunun tam tersi meydana gelmektedir. İşte bu nedenle bu işlem için yüksek miktarda enerjiye ihtiyaç vardır.
İyonların hücre zarından geçişinde iki faktör etkili olmaktadır. Zarın iyon geçirgenliği ve zarın iki tarafındaki iyonların yoğunluk farkı.
Bu iki faktörü sorular sorarak inceleyelim. Bir bitkinin topraktaki elementlerin içinden kendisine "gerekli olanları seçmesi" ne anlama gelmektedir? Öncelikle buradaki "gerekli" kavramını ele alalım. Bu "gereklilik" için kök hücresinin bitkinin tamamındaki elementleri teker teker tanıması şarttır. Tanıdığı bu elementlerin de bitkinin her yerindeki eksikliğini tespit etmesi ve ihtiyaç olarak belirlemesi gerekmektedir. Yine soru soralım. Bir element nasıl tanınır? Eğer toprakta saf halde bulunmuyorsa, yani başka elementlerle bir arada bulunuyorsa, diğerlerinden ayırt etmek için ne yapmak gerekir?
Bir kişinin önüne demir, kalsiyum, magnezyum, fosfor gibi elementler karışık olarak koyulsa, hangisinin ne olduğunu hiç yardım almadan bulması mümkün müdür? Bu kişi elementleri nasıl ayırt eder? Eğer bu konuda detaylı bir eğitim almışsa ancak belli bir miktarını ayırt edebilecektir. Geri kalanların ise ne olduklarını bilmesine imkan yoktur. Peki bitkiler bu ayrımı nasıl yapmaktadırlar? Daha doğrusu bir bitkinin kendi kendine elementleri tanıması, ayırt etmesi ve kendisine faydalı olanları bulması mümkün müdür? Böyle bir işlemin milyonlarca yıldır her seferinde, en doğru şekilde gerçekleşmesi tesadüfen mümkün olur mu? Herbirinin cevabı "imkansız" olan bu sorular hakkında daha derin ve ayrıntılı düşünebilmek için köklerin nasıl bir seçicilik özelliğine sahip olduğunu ve bu sırada gerçekleşen olayları inceleyelim.
Köklerin Seçiciliği
Doğada çeşitli şekillerde bulunduğunu bildiğimiz elementler, mineraller hakkındaki kimya bilgilerimizi tekrar gözden geçirelim. Nerelerde bulunurlar, hangi madde hangi sınıfa girer, aralarındaki farklar nelerdir, hangisinin ne olduğunu anlamak için ne gibi deneyler ya da gözlemler yapmak gerekir, bu deneylerde kimyasal olarak mı, yoksa fiziksel olarak mı daha hızlı sonuç elde edilir? Sadece fiziksel olarak bakılacak olsa bir masaya koyulan bu maddeler arasında kolaylıkla doğru bir sıralama yapılabilir mi? Renklerinden ya da şekillerinden mineraller ayırt edilebilirler mi?
Bu soruları çoğaltmak mümkündür. Bunlara verilen cevaplarsa aşağı yukarı aynı olacaktır. Eğer bu konuda bir uzmanlaşma söz konusu değilse, lise ve üniversite bilgilerinden arta kalanlarla verilen üstün körü cevaplar kişiyi kesin bir sonuca götürmeyecektir. Mineraller hakkındaki bilgilerimizi sınamak için bu kez de insan vücudundan örnekler verelim.
Vücudumuzda toplam olarak yaklaşık üç kilo mineral vardır. Bunların bir kısmı organizmanın sağlığı için mutlaka gereklidir ve hepsinin vücutta bulunması gereken belirli miktarlar vardır. Örneğin vücutta kalsiyum olmasa dişler ve kemikler sertliğini kaybeder, demir olmayınca hemoglobin de olmayacağından dokularımıza oksijen ulaşamazdı. Potasyum ve sodyum olmasa hücrelerimiz elektrik yükünü kaybeder ve hızla yaşlanırdık.
İnsan vücudunda bulunan minerallerin aynısı toprakta da bulunur. Bunların da hepsinin oranları, görevleri ve toprakta bulunuş şekilleri farklıdır ve bu minerallerden faydalanan pek çok canlı vardır. Örneğin bitkilerde, kendileri için gerekli olan elementleri topraktan kolaylıkla alabilecek şekilde sistemler tasarlanmıştır. Yapılarında yer alan elementlerin hepsinin farklı kullanım alanları, dolayısıyla topraktan alındıktan sonra gitmeleri gereken farklı yerler vardır. Hepsinin görevi ayrıdır.
Bitkiler ihtiyaçları olan tüm mineral besinlerini topraktan alırlar. Bu maddeler toprakta tek olarak bulunmadığı için, bitki bunları iyon olarak emer. Toprak çözeltisinde bulunan çok sayıdaki inorganik iyon arasından bitkiler sadece ihtiyaçları olan 13 tanesini alırlar. Bitkiler, aslında bunlara toprakta bulundukları yoğunluktan daha yüksek yoğunlukta ihtiyaç duyarlar. Bu da gerçekte köklerin ne kadar mükemmel bir toplama sistemine sahip olduklarını gösterir. Öyle ki kökler, ihtiyaçları olan iyonları kendi bünyelerindeki yüksek yoğunluğa rağmen kök hücrelerinden geçirerek pompalarlar.
Basınç sisteminin tersine işleyen bir şekilde gerçekleşen bu pompalama işlemi oldukça zorlu bir iştir. Bu nedenle pompalara yüksek enerji sağlanması gereklidir. Sonuçta, istenilen iyonları çeken ve istenmeyenleri geri iten bir tanıyıcı sistem olması da zorunludur. Bu da iyon pompalarının sadece basit birer pompa olmadıklarını, iyonları seçme özelliğine de sahip olduklarını göstermektedir. Ayrıca bitkilerin topraktan seçilmiş iyonları emerek kullanması, onların tüm canlılar için neden değerli bir mineral besin kaynağı olduğunu da açıklamaktadır.
Bir bitkinin sağlıklı olarak yaşayabilmesi için nitrojen, potasyum, fosfor, kalsiyum, magnezyum, sülfür gibi ana elementlere ihtiyacı vardır. Bu maddelerin çoğunu bitkiler topraktan direkt olarak temin edebilirken azot için durum farklıdır. Atmosferde %80lik bir orana sahip olan bu gazı bitkiler havadan doğrudan alamazlar. Ancak toprakta bulunan ve nitrojen bağlayan bakterilerden bu ihtiyaçlarını karşılayabilirler.
Diğer elementler de sağlıklı gelişim için gereklidir. Fakat bunlara oldukça az miktarlarda ihtiyaç duyulur. Bu grup demir, klor, bakır, manganez, çinko, molibden ve bor içerir.
Bu on üç gerekli minerale ek olarak bitkiler karbon, hidrojen ve oksijen gibi üç temel yapı taşına da ihtiyaç duyarlar ve bunları atmosferdeki karbondioksit, oksijen ve sudan alırlar. Tüm bitkiler toplam olarak bu 16 elemente ihtiyaç duyarlar.
Bu elementlerin yeteri kadar alınamaması ya da fazla alınması durumunda bitkide çeşitli eksiklikler ortaya çıkacaktır.
Örneğin nitrojen, topraktan fazla alınması durumunda yüksek ısıda kolay kırılmaya ve güçsüz büyümeye sebep olabilir, az alınması durumundaysa bitkilerde sararma, kırmızılıkların ve morlukların oluşması, az tomurcuklanma ve geç büyüme gibi sonuçlar doğurabilir. Fosfor eksikliğindeyse, büyüme yavaşlar, renk koyulaşır, bazı bitkilerdeki yapraklarda kahverengileşme ve morarma oluşur, yine tomurcuklanma azalır ve alttaki yapraklar dökülür, çiçek açımı azalır. Körpe bitkilerin gelişmesi ve tohumlanma için fosfor çok önemli bir elementtir. Kısacası bitkilerin sağlıklı büyümeleri için bu iyonların varlığı ve topraktan gerektiği kadar alınmaları şarttır.
Bitkiler bu iyon seçici mekanizmaya sahip olmasalardı ne olurdu? Topraktan sadece gerekenleri değil de her türlü minerali alsalardı ya da gereğinden daha az ya da fazla mineral alsalardı neler olurdu? Hiç kuşkusuz ki şu anda yeryüzünde bulunan kusursuz dengede önemli bozulmalar meydana gelirdi.
Hiç yorum yok:
Yorum Gönder
Teşekkürler