Beyaz Bir Bahçe, Boş Dallar
Nisan başında bir kiraz bahçesi bembeyaz çiçeğe bürünüyor. Haziranda ise dallarda yok denecek kadar az kiraz var. Hastalık yok, don olmadı, sulama düzenli. Ziraat mühendisi bahçeye bakınca sorunu hemen buluyor: bütün ağaçlar aynı çeşitten. Türkiye'de en çok yetiştirilen kiraz çeşitlerinden biri kendi poleniyle meyve tutmaz; yakınında uygun bir "tozlayıcı çeşit" ağacı ve polen taşıyacak arılar olmalıdır.
Çiçek vardı, polen vardı; eksik olan neydi? Cevap için çiçeğin içine ve hücre düzeyindeki olaylara bakmak gerekiyor.
Çiçekte Kim Ne Yapar?
| Kısım | Görev |
|---|---|
| Çanak yapraklar | Tomurcuğu korur |
| Taç yapraklar | Renk ve kokuyla tozlaştırıcıyı çeker |
| Erkek organ (başçık + sapçık) | Başçıkta polen üretilir |
| Dişi organ (tepecik + boyuncuk + yumurtalık) | Yumurtalıktaki tohum taslakları yumurta hücresini taşır |
Polen, başçıkta mayozla oluşur: $2n$ kromozomlu polen ana hücresi mayozla 4 tane $n$ kromozomlu hücre verir, her biri mitozla bölünerek iki çekirdekli polene dönüşür. Tohum taslağının içinde de mayoz ve ardından üç mitoz sonucu 8 çekirdekli embriyo kesesi oluşur; bunlardan biri yumurta hücresi, ortadaki ikisi kutup çekirdekleridir.
Böcekle tozlaşan çiçek renk, koku ve nektara yatırım yapar; böcek aynı türün çiçeklerini art arda gezdiği için polen boşa gitmez. Rüzgârla tozlaşan bitkiler (buğday, çam, fındık) sönük çiçekli olur ama bol ve hafif polen üretir; isabet olasılığı düşük olduğu için sayıyla dengeler.
Tozlaşmadan Tohuma Adım Adım
- Tozlaşma: Polen, aynı türün tepeciğine ulaşır.
- Tanıma: Kendine uyuşmaz bitkilerde tepecik kendi çeşidinin polenini tanıyıp reddeder. Kiraz bahçesindeki sorun bu adımdaydı; farklı çeşidin poleni kabul edilir.
- Polen tüpü: Polen çimlenir, tüp boyuncuk boyunca aşağı uzanıp tohum taslağına ulaşır ve iki sperm çekirdeğini taşır.
- Çift döllenme: Bir sperm ($n$) yumurtayı ($n$) döller: zigot $2n$. Öbür sperm ($n$) iki kutup çekirdeğiyle ($n + n$) birleşir: besi doku (endosperm) $3n$.
- Dönüşüm: Zigot embriyoya, tohum taslağı tohuma, tohum taslağının örtüleri tohum kabuğuna, yumurtalık meyveye dönüşür. Çanak ve taç yapraklar çoğunlukla dökülür.
Mini soru: Bezelyede $2n = 14$ ise polendeki sperm, embriyo ve besi doku hücreleri kaç kromozomludur? Sperm 7, embriyo 14, besi doku $7 \times 3 = 21$.
Tozlaşma ile döllenme bu yüzden aynı şey değildir: arı çiçeği ziyaret etse bile polen uygun değilse ya da tüp yumurtaya ulaşamazsa döllenme olmaz. Bahçelere arı kovanı konması ve tozlayıcı çeşit dikilmesi bu iki darboğazı açmak içindir.
Tohum Bir Paket, Meyve Bir Taşıyıcı
| Yapı | Neyden gelişir? | Görev |
|---|---|---|
| Embriyo | Zigot | Yeni bitki |
| Besi doku | Sperm + iki kutup çekirdeği | Çimlenmenin ilk yakıtı |
| Tohum kabuğu | Tohum taslağının örtüleri | Koruma |
| Meyve | Yumurtalık | Tohumu korur ve yayar |
Meyve tohumu ana bitkiden uzağa taşır ve ışık ile su için ana bitkiyle rekabeti önler. Etli, renkli meyveyi hayvan yer, tohumu başka yere bırakır; karahindibanın tüylü, akçaağacın kanatlı meyvesini rüzgâr taşır; pıtrağın çengelleri hayvan tüyüne takılır. Elmada yediğimiz etli kısmın büyük bölümü yumurtalıktan değil çiçek tablasından gelişir; bu yüzden elmaya "yalancı meyve" denir.
Uyku, Soğuk ve Çekirdeksiz Meyve
Olgun tohum hemen çimlenmez; dormansi (tohum uykusu) çimlenmeyi uygun zamana erteler. Sonbaharda düşen bir tohum ılık bir ekim gününde çimlenseydi fide ilk donda ölürdü. İki hormon anahtar gibi çalışır: absisik asit uykuyu sürdürür, giberellin çimlenmeyi başlatır; hangisinin oranı yüksekse o kazanır.
Ilıman kuşak bitkilerinin çoğunda uyku ancak belirli bir süre soğuk gördükten sonra kalkar. Fidancılar bazı ağaç tohumlarını ekimden önce 1-2 ay nemli kum içinde buzdolabı sıcaklığında (yaklaşık 4 °C) bekletir; buna soğuklama denir ve doğadaki kışın taklididir. Sert kabuklu tohumlarda ise kabuğun aşınması gerekir; bu, hayvanın sindirim kanalından geçerken ya da toprakta beklerken olur.
Çekirdeksiz meyve de hormonla açıklanır. Normalde döllenmeden sonra gelişen tohumlar yumurtalığı büyüten hormonları salgılar. Bu hormonlar dışarıdan verilirse yumurtalık döllenme olmadan meyveye dönüşür ama tohum oluşmaz. Tohum vermeyen bu bitkiler çelik ya da aşıyla, yani vejetatif yolla çoğaltılır.
Sık Yapılan Hata
Tohum ile meyvenin kaynağını ters çevirmek. Tohum, tohum taslağından; meyve, yumurtalıktan gelişir. Zigot tohumun içindeki embriyoyu oluşturur; "tohum döllenmiş yumurtadan oluşur" demek yanlıştır, doğrusu "döllenmiş tohum taslağından (ovül) gelişir".
Besi dokuyu $2n$ sanmak. Besi doku bir sperm ve iki kutup çekirdeğinin birleşmesinden oluştuğu için $3n$'dir. Embriyo $2n$, tohum kabuğu ana bitkiye ait olduğu için yine $2n$'dir.
Tozlaşan her çiçeğin meyve vereceğini sanmak. Kiraz bahçesi tersini gösterdi.
AYT ipucu: Kromozom sayısı sorularında önce $n$'yi bul; sperm ve yumurta $n$, zigot ve embriyo $2n$, besi doku $3n$. Soruda "tozlayıcı çeşit" ya da "arı kovanı" geçiyorsa sorun döllenme aşamasındadır, çiçek sayısında değil.
Sık sorulanlar
Arılar azalınca meyve neden azalıyor?
Birçok meyve ağacı polenini böceklerle taşır. Tozlaşma olmazsa döllenme, döllenme olmazsa tohum ve meyve oluşmaz.
Bazı tohumlar neden ekilmeden önce soğukta bekletilir?
Ilıman kuşak bitkilerinin çoğunda uyku, belirli süre soğuk gördükten sonra kalkar. 1-2 ay yaklaşık 4 °C’de bekletmek doğadaki kışı taklit eder.
Besi doku neden 3n kromozomludur?
Çift döllenmede ikinci sperm (n), embriyo kesesindeki iki kutup çekirdeğiyle (n + n) birleşir; sonuç 3n’dir.