Biyologlar - Biyolojiye Gerçekçi Yaklaşım

FOTOTROPİZMA NEDİR

---

Işığa yönelim anlamına gelen fototropizma bitkilerin ışıktan daha çok yararlanarak daha çok fotosentez yapmalarını sağlayan bir fizyolojik olaydır. Bitkilerin gövdeleri ve yapraklan pozitif, kökleri ise negatif fototropizma gösterirler.

Gövde Fototropizması

Pencere önüne konulan bitkilerin pencereye doğru eğildiklerini herkes gözlemiştir. Fizyologların merakını çeken bu olayın mekanizmasını aydınlatmak için çeşitli araştırmalar yapılmış ve teoriler ileri sürülmüştür. IAA (oksin) hormonunun keşfine de öncülük eden ve Went tarafından yapılan araştırmalar bunun ilklerinden sayılır.

Daha sonra başka teoriler de ileri sürülmüştür. Yapılan ilk deneylerde tek taraflı ışık verilen koleoptillerin ışığa yöneldikleri uç kısmı kapatılan koleoptilin ise ışığa yönelmediği ve dik büyüdüğü, ucu kesilen koleoptilin ise hem yönelme hem de büyüme göstermediği belirlenmiştir.

Bu deneyler, uç kısımda oksin sentezi yapıldığı ve dolayısıyla fbtotropizmada oksin hormonunun rol oynayabileceğini düşündürmüş ve çalışmalar oksinle ilgili olarak yürütülmüştür.
Bu husustaki teoriler şunlardır:
1- Oksin Taşınım Teorisi: Went tarafından ilen sürülen ve aynı zamanda Chlodony tarafından da desteklenen bu husustaki ilk teoridir. Buna göre ışık etkisiyle oksinin lateral olarak ışık gören taraftan ışık görmeyen tarafa doğru taşınması sonucu iki taraf arasındaki asimetrik oksin dağılımı sebebiyle oksinin fazla olduğu ışık görmeyen taraftaki fazla büyüme sonucu bitkinin gövdesi ışığa doğru eğilmektedir.
2- Oksin Parçalanması Teorisi: Buna göre ışık gören taraftaki oksin ışığın etkisiyle inaktive olmakta veya parçalanmaktadır. Böylece ışık ve gölge taraflar arasında bir oksin ve dolayısıyla büyüme asimetrisi oluşmaktadır. Gölge tarafın lehine oluşan büyüme sonucu bitki ışığa yönelmektedir.
3- Oksin Sentez Farkları Teorisi: Bu görüşe göre, bitkilerin ışık alan kısımlarında oksin sentezi azalır. Bunun sonucu iki taraf arasında bir oksin ve büyüme asimetrisi ortaya çıkar.
4- Ġnhibitör Etkisi Teorisi: Fototropizmada oksinin asimetrik dağılımı yanında bazı inhibitör maddelerin de rol oynayabileceği ileri sürülmektedir. Ayçiçeği hipokotillerinde asimetrik IAA dağılımına rastlanmadığı halde nasıl fototropizma gösterdikleri araştırılmış ve ışık gören tarafta daha çok inhibitör madde belirlenmiştir. Ancak inhibitör maddelerin mahiyeti ve fototropizmada nasıl rol oynadıkları hususunda henüz fazla bir şey bilinmemektedir.

Teorilerin ortak noktası gövdedeki fototropizmayı açıklamaları ve bunun mekanizmasını da gövdenin ışık gören ve görmeyen kısımları arasındaki oksin ve buna bağlı büyüme asimetrisine dayandırmalarıdır. Her üç teorinin de olayı aydınlatmada katkıları olduğu muhakkaktır. Nitekim radyoaktiviteli (C14 le işaretlenmiş) IAA emdirilmiş ağar bloğu bir koleoptil parçasına tek taraflı konulup koleoptilin altına da iki saf ağar yerleştirildikten sonra tek taraflı ışık verildiğinde alttaki ağar bloklardan ışık tarafındakinde daha az diğerinde ise daha fazla IAA biriktiği belirlenmiştir. Ancak üst ağardaki toplam lAA'nın tamamen alta geçmediği de anlaşılmıştır. Bu durum hem lAA'nın ışıktan gölge tarafa taşındığını hem de ışıkta parçalanmadan dolayı miktarının azaldığını düşündürmüştür.

Daha sonraki çalışmalarda oksinin parçalanmasında bazı pigmentlerin rol oynadıkları belirlenmiştir. Riboflavin ve beta-karoten gibi pigmentlerin ışığı absorblayarak ışık enerjisinin lAA'nın parçalanmasında kullanıldığı bazı araştırıcılarca ileri sürülmektedir. Diğer taraftan ışığın hangi dalga boylarının bu işte etkili oldukları araştırılmıştır. Riboflavin ve beta-karoten pigmentlerinin ışık absorbsiyon spektrumları ile fototropizma aksiyon spektrumunun 400-500 nm arasındaki mavi ışınlar bölgesinde olması bu görüşü desteklemektedir.

Yaprak Fototropizması

Bitkilerin yaprakları da pozitif fototropizma göstererek ışığa doğru yönelirler. Yaprakların bitki üzerinde ışığı en iyi alacak şekilde ışığa karşı düzenlenmelerine "yaprak mozaikleri" denir. Duvar sarmaşığı (Hedera helix) bitkisinin yapraklarının duvar üzerinde gösterdikleri diziliş buna en iyi örnektir. Bunu bütün bitkilerde değişik derecelerde görmek mümkündür. Ancak en iyi şekilde bir yönden ışık alan ev bitkilerinde görülür.
Yapraklarda görülen en ilginç hareketlerden birisi de "güneşi izleme" hareketidir. Bitkilerin çoğunda görülen bu olayda yapraklar gün boyunca güneşe belli bir açıda yönelerek onu takip ederler. Bu durum pamuk, soya, yonca ve ebegümeci bitkilerinde iyi görülür. Güneşi izleme olayı gerçek bir pozitif fototropizma hareketidir. Çünkü yaprakların düzenlenişi güneş ışınlarının yönü ile tayin edilir.
Yapraklarda görülen pozitif fototropistik hareketin mekanizması bazı bilim adamlarına göre büyüme asimetrisine dayanır. Buna göre yaprakların gölgede kalan kısımlarında oksin birikirken daha çok ışığa maruz kalan kısımlarında oksin miktan azalır. Böylece gölgede kalan taraf daha fazla büyüme göstererek yaprak ışığa yönelir. Bazı bilim adamları ise yaprak yönelişini turgor asimetrisine dayandırırlar. Buna göre güneş ışınlarının yönü laminadaki ana damar boyunca dizilen hücreler vasıtasıyla algılanır ve yaprağın hareketini sağlayan pulvinustaki motor hücrelerine mesaj olarak aktarılır. Ancak mesajın taşınmasında oksinin görev yaptığı ile ilgili bulgular vardır. Belki de her iki görüş bitki türüne göre değişmektedir. Çünkü orta damar kenarında dizilmiş bulliform hücreleri ile pulvinuslardaki motor hücreleri bütün bitkilerde görülmez.

Kök Fototropizması

Bir bitkinin kökü tek taraftan ışıklandırıldığında kök ışıktan kaçarak aksi yönde büyümeye başlar. Yanı kökler negatif fototropızma gösterir. Bunun mekanizması tam olarak bilinmemekle birlikte bazı araştırıcılara göre oksin düzeyinin kökte yüksek olmasından dolayı ışık verildiğinde gölge tarafta çok fazla oksin birikmekte bu da büyümeyi engelleyici etki yapmaktadır. Işık tarafinda ise oksin konsantrasyonu azalır ve büyüme hızlanır. Köklerle ilgili bir husus, bitkinin köklerinin genç ve yaşlı oluşuna göre ışığa verdikleri cevap farklı olmaktadır. Genç köklerin ışığa yönelmesine karşın yaşlı köklerin kaçtığı belirtilmektedir.
Bitkide çiçeklerin de genellikle pozitif forotropizma gösterdikleri bilinmekle birlikte bazen tersi olabilmektedir. Mesela, Cymbalaria vulgaris bitkisinde genç çiçeklerin pozitif fototropizma göstermesine karşılık, döllenmiş çiçeklerin negatif fototropizma gösterdikleri belirlenmiştir. Bu da bitki hareketlerinde amacın tamamen ihtiyaca cevap prensibine dayandığını gösterir. Çünkü bitkinin bu davranış değişimi ile başlangıçta çiçekler güneşe ihtiyaç duyduklarından ona yönelmekte, döllenmeden sonra ise ışığa ihtiyaç kalmamış, tohumların toprağa saçılması için çiçeklerin yönü güneşe değil toprağa dönmüştür.

---