Ucu Kapatılan Fide Eğilmedi
1880'de Charles Darwin ve oğlu Francis, kanarya otu fidelerini pencereden gelen tek yönlü ışığa koydu. Fideler birkaç saat içinde ışığa doğru eğildi. Sonra deneyi değiştirdiler:
| Düzenek | Sonuç |
|---|---|
| Fidenin ucu ışık geçirmeyen bir başlıkla örtüldü | Eğilme yok |
| Uç, ışık geçiren saydam bir başlıkla örtüldü | Eğilme var |
| Uç açık, alt kısım ışık geçirmeyen bir boruyla sarıldı | Eğilme var |
Eğilme uçtan birkaç milimetre aşağıda oluyordu, ama ışığı algılayan uçtu. Darwin'ler uçtan aşağıya bir "etki" iletildiği sonucuna vardı. 1920'lerin sonunda Frits Went, fidelerin ucunu jelatin benzeri agar bloklarına koyup bu maddeyi topladı; blok kesik bir fidenin bir yanına konunca fide ters yana eğildi. Maddeye oksin adı verildi.
Beş Hormon, Beş Görev
Bitkilerde hormon salgılayan özel bezler yoktur; hormonlar büyüyen uçlar, genç yapraklar, tohumlar gibi dokularda üretilir ve hücreden hücreye ya da iletim demetleriyle taşınır.
| Hormon | Başlıca etkisi |
|---|---|
| Oksin | Hücre uzaması, yönelimler, tepe tomurcuğu baskınlığı, köklenme |
| Giberellin | Gövde uzaması, tohumun çimlenmesi |
| Sitokinin | Hücre bölünmesi, yaprak yaşlanmasının gecikmesi |
| Etilen | Gaz hâlinde; meyve olgunlaşması, yaprak ve meyve dökümü |
| Absisik asit | Kuraklıkta stomaları kapatır, büyümeyi baskılar, tohumu uykuda tutar |
Aynı Derişim, Zıt Sonuç
Oksinin etkisi derişime ve organa bağlıdır. Ders kitaplarındaki klasik grafikte kök için en uygun derişim yaklaşık $10^{-10}$ mol/L, gövde için yaklaşık $10^{-5}$ mol/L dolayındadır. Yani kök, gövdeden yaklaşık 100 000 kat daha duyarlıdır. Gövdenin büyümesini hızlandıran bir derişim kökü baskılar. Her iki organda da eğri bir tepe yapıp iner: aşırı oksin büyümeyi durdurur.
Yer çekimi yönelimi bu ilkeyle açıklanır. Yan yatırılan bir fidede oksin alt tarafta birikir. Gövdenin alt tarafı daha çok uzar, gövde yukarı kıvrılır. Kökün alt tarafında ise aynı birikim büyümeyi baskılar, üst taraf daha çok uzar, kök aşağı kıvrılır. Tek hormon, iki zıt yön.
Mini soru: Kökün yer çekimine yönelimini ışığın etkisinden ayırmak için deney nasıl kurulur? Fideler karanlıkta, yan yatırılmış saksılarda büyütülür; kontrol grubu dik saksıdadır.
Yön Uyarana Bağlıysa Yönelim
- Fototropizma: ışık bir yandan gelince oksin gölge tarafa geçer, o taraf daha çok uzar, gövde ışığa eğilir. Darwin'lerin fideleri bunu gösterdi.
- Gravitropizma (jeotropizma): gövde yer çekimine ters, kök yer çekimi yönünde büyür.
- Tigmotropizma: sarmaşık ve fasulye dokunduğu desteğe sarılır. Böylece kalın odunsu gövde kurmadan, az kaynakla ışığa yükselir.
Yönelimler büyümeye dayandığı için saatler, günler sürer ve geri dönmez.
Küstüm Otu Neden Saniyede Kapanır?
Küstüm otunun (Mimosa) yaprağına dokununca yaprakçıklar 2-3 saniyede kapanır ve sap aşağı sarkar. Dokunuşun yönü ne olursa olsun kapanma aynıdır; hareketin yönü uyaranın yönünden bağımsız olduğu için buna ırkilme (nasti) denir. Bu hız büyümeyle açıklanamaz. Yaprak sapının dibindeki şişkin hücrelerden su hızla dışarı çıkar, hücrelerin iç basıncı (turgor) düşer, yaprak çöker. Birkaç dakika içinde su geri alınır ve yaprak açılır.
Bazı baklagillerin yapraklarını akşam kapatıp sabah açması (uyku hareketi) da turgor değişimine dayanır. Gece fotosentez yapılamadığı için açık kalmanın yararı yoktur; kapanma ısı ve su kaybını azaltır.
Tarlada ve Serada
- Çelikle çoğaltma: kesilen dal ucu oksinli köklendirme tozuna batırılınca kök daha hızlı oluşur.
- Olgunlaştırma: ham muz olgun elmayla aynı poşete konursa elmanın saldığı etilen muzu da olgunlaştırır. Depolarda aynı ilke kontrollü etilenle uygulanır.
- Çalılaştırma: tepe tomurcuğundaki oksin yan tomurcukları baskılar. Tepe kesilince baskı kalkar ve bitki dallanır; bahçıvanın budama mantığı budur.
- Yabani ot ilacı: 2,4-D gibi yapay oksinler geniş yapraklı yabani otlarda aşırı derişim etkisiyle kontrolsüz büyüme yapıp bitkiyi öldürür.
Tohum uykusu bir kusur değil güvenliktir. Absisik asit tohumu uykuda tutar; kışın kısa bir ılık haftada çimlenen tohum sonraki donda ölürdü. Koşullar uygun olunca giberellin çimlenmeyi başlatır.
Kuraklıkta da aynı hormon devreye girer. Topraktaki su azalınca köklerde ve yapraklarda absisik asit artar, bekçi hücreleri su kaybeder ve stomalar dakikalar içinde kapanır. Bitki su kaybını keser ama $\mathrm{CO_2}$ girişi de durduğu için büyüme yavaşlar. Absisik asidin "stres hormonu" diye anılması bu yüzdendir: büyümeyi değil hayatta kalmayı öne alır. Kuraklığa dayanıklı çeşitlerin ıslahında bu yanıtın hızı ölçülen özelliklerden biridir.
Sınavdan Önce Dört Uyarı
Sık yapılan hata 1: Küstüm otunun hareketini büyümeye bağlamak. Saniyeler içinde ve geri dönebilen hareket turgor değişimidir.
Sık yapılan hata 2: "Hormon arttıkça etki artar." Grafik tepe yapıp iner; aşırı derişim baskılar.
Sık yapılan hata 3: Bitki hormonlarını hayvan hormonları gibi sanmak. Özel salgı bezleri yoktur ve kanla taşınmazlar; aynı hormon farklı dokularda farklı iş görür.
Sınav notu (AYT): Deney sorusunda her yönden aydınlatılan kutu kontrol grubudur; fidelerin zaten eğik büyümediğini gösterir. Tabloda "yön uyarana bağlı değil" yazıyorsa cevap ırkilmedir.
Sık sorulanlar
Darwin'lerin deneyi neyi gösterdi?
Işığı fidenin ucu algılıyordu, eğilme ise daha aşağıda oluyordu. Uçtan aşağıya bir etki iletildiği anlaşıldı; bu etki sonradan oksin olarak tanımlandı.
Aynı oksin derişimi neden gövdeyi uzatırken kökü baskılar?
Kök hücreleri oksine gövdeden çok daha duyarlıdır. Gövde için uygun olan derişim kök için aşırıdır ve büyümeyi baskılar.
Muz neden elmanın yanında çabuk olgunlaşır?
Olgun elma etilen gazı salar. Kapalı ortamda biriken etilen muzun olgunlaşmasını hızlandırır.