Biyologlar - Biyolojiye Gerçekçi Yaklaşım

GEOTROPİZMA (GRAVİTROPİZMA) NEDİR

---

Yerçekimine yönelim anlamına "geotropizma" veya "gravitropizma" olarak adlandırılan bu olayda fototropizmanın tersine kökler pozitif, gövde ise negatif geotropizma gösterir. Çimlenen bir tohumdan çıkan kökçüğün aşağıya gövdeciğin de yukarıya doğru büyümesi buna tipik bir örnektir. Tohumu ters çevirirseniz dahi olayı değiştiremezsiniz. Bunda da ihtiyaca cevap prensibine göre köklerin topraktaki su ve besinlerden, gövdenin ise toprak üstünde ışık, CO2 ve O2'den istifadesi söz konusudur.
Yeni çimlenmiş bir bezelye fidesinin bir boru içinde yatay olarak yerleştirilip duvara asılması halinde kökteki pozitif gövdedeki negatif geotropizmanın görünüşü.

Kökün aşağıya gövdenin ise tersi yönde yukarıya büyümesi genel bir olaydır. Ama bu her zaman böyle midir? Elbette istisnaları vardır. Birçok ağaç ve çalıların yan dalları çeşitli yönlerde veya yere parelel hatta yukarıdan aşağıya geliştiği görülür. Çilek bitkisinin sürünücü gövdesi yere paralel gelişme gösterir. Rizomlu bitkilerin rizomları toprak altında fakat yüzeye paralel büyüme gösterir. Bütün bunlara rağmen genel bir kural olarak primer bitki kökleri pozitif, primer gövde ise negatif geotropizma gösterir. Sonradan oluşan yan dallar ve yan kökler gibi organlarda ihtiyaca göre geotropik cevap değişebilir. Sonradan meydana gelen yapılar yerçekiminden ya hiç veya çok az etkilenirler.
Köklerin pozitif geotropizma gösterdiklerini önceden belirtmiştik. Bunun mekanizması hususunda bir çok araştırma yapılmış ve çeşitli görüşler ileri sürülmüştür. Bu görüşlere geçmeden önce bütün görüşlerde ortak noktanın yerçekimi uyartısını algılayan bölgenin kök şapkası (kaliptra) olduğunu belirtelim. Çünkü yapılan araştırmalarda şapkası uzaklaştırılan köklerin yeni şapka oluşana kadar yerçekimini algılamadıkları belirlenmiştir.
Geotropizmanın mekanizması hakkında ileri sürülen görüşlerin ilki "statolit nişastası" ile ilgilidir. Bu görüşün başlangıcı hayvanlarda yerçekimi algılama sistemine dayanır. Bazı Crustaceae ve Mollusca türlerinde "statosit" adı verilen yerçekimine duyarlı organlar bulunur. Statositlerde yerçekiminden etkilenen ve statolit adı verilen bir kaç kalsiyum karbonat veya kum taneciği bulunur. Statosit organları pozisyon değiştirdiğinde içindeki statolit tanecikleri de pozisyon değiştirir. Bu pozisyon değişikliği sinir sistemini uyarır ve buna göre yerçekimi algılanır. Hayvanlardaki bu durum bitki fizyologlarına ilham kaynağı olmuş ve acaba bitkilerde de böyle bir mekanizma olamaz mı? sorusuna cevap bulmak için araştırmalar yapılmıştır. Yapılan çalışmalarda kök şapkasının (kaliptra)merkezindeki hücrelerde amiloplastlar içinde iri nişasta tanelerine rastlanmış ve kök dikey pozisyonda iken hücrenin yerçekimi tarafında yer alan nişastaların kök yatay pozisyona getirildiğinde yer değiştirerek yine yer çekimi tarafında çökeldikleri tesbit edilmiştir.

Statolitlerin hücrede çökelmesiyle hücre zarına ve özellikle endoplazmik retikuluma basınç uygulayarak plasmodesnmalar vasıtasıyla yapılan madde alışverişini ve hücre zarında hormon metabolizmasını düzenlemede görev yapan enzimleri aktive ettikleri tahmin edilmektedir.
Kökün pozitif geotropizmasıyla ilgili olarak savunulan görüşlerden birisi de eksinin asimetrik dağılımıdır. Yatay bırakılan bir kök bir süre sonra tekrar aşağıya yönelerek büyür. Bu kökün yerçekimi yönündeki hareketidir. Bu şekilde yatay bırakılan kökün alt yüzeyinde oksin konsantrasyonunda artış, üst yüzeyinde ise azalma tesbit edilmiştir. Bu durum gövdedekinin tersidir. Yani kökte oksin fazlalığı büyümeyi engelleyici etki gösterir ve oksinin az olduğu üst kısım daha fazla büyüyerek kökün aşağıya yönelmesini sağlar. Kökteki oksinin bu ters etkisi, etilen sentezine sebep olarak büyümeyi engellemesi şeklinde izah edilmektedir.
Bir başka görüşe göre geotropizmada inhibitör maddeler rol oynamaktadır. Kök şapkasının ürettiği inhibitör bir madde kökte bazipetal olarak büyüme bölgesine taşınmaktadır. Kök yatay konumda tutulduğunda inhibitör madde yerçekiminin etkisiyle kökün alt yüzeyinde birikerek bu kısmın büyümesini engeller ve kökün üst tarafının büyümesi engellenmediğinden üst kısmın lehine meydana gelen asimetrik büyüme sonucu kök ucu aşağı kıvrılarak büyür. Ancak bu inhibitör maddenin mahiyeti açıklanamamıştır. Oksin fazlalığından dolayı oluşan etilen hormonu olduğunu ileri sürenler olduğu gibi ABA hormonu veya başka bir çeşit inhibitör olduğunu iddia eden araştırıcılar da vardır.

Geotropizmada pH'nın etkili olduğunu ileri sürenler vardır. Hidrojen iyon konsantrasyonunun fazla olduğu bölgede büyümenin daha fazla olmasından dolayı asimetrik kök büyümesinin meydana geldiğini ve yerçekiminin hidrojen iyon konsantrasyonunu etkilediğini iddia edenler vardır.
Bazı çalışmalara göre ise kök ve koleoptillerin yerçekimine gösterdikleri geotropik harekette Ca++ iyonları rol oynamaktadır. Yatay durumdaki kökün alt tarafında yerçekimi etkisiyle daha çok Ca+ iyonu belirlenmiştir. Bu hususta ileri sürülen mekanizmaya göre Ca++ artışı IAA artışına ve alt taraftaki bu IAA artışı ise etilen sentezine sebep olur. Buda burada büyümeyi engellediği için üst kısım lehine bir asimetrik büyümeyle kök aşağı kıvrılır.

Klinostat Çalışmaları
Geotropizma ile iligili çalışmalarda bazen klinostat adı verilen
aletlerden yararlanılır. Klinostat, yatay bir eksen etrafında dönmeyi sağlayan alettir. Klinostata saksı içinde yatay yerleştirilen ve döndürülen bir bitkide hiç bir geotropik hareket görülmez, bitkinin kök ve gövdesi horizontal doğrultuda büyümesini sürdürür. Bunun sebebi, dönmekte olan bitkinin her tarafreşit oranda yerçekimi kuvvetine maruz kaldığından bitkide asimetrik bir hormon dağılımı oluşmamakta ve bundan dolayı asimetrik büyüme olmamaktadır
Klinostat
kontrol
Klinostat aletine yerleştirilen ve döndürülen bitkide hiçbir geotropizma görülmezken (solda), masa üzerinde aynı şeklide konulmuş kontrol bitkisinde gövdenin yukarıya köklerin de saksı içinde aşağıya doğru büyüdüğü görülür (Önder, 1985).

Geotropizma ile ilgili olarak son çalışmalardan bazısı ise NASA tarafından uzayda kurulan uzay istasyonlarında yerçekimsiz ortamda yürütülmektedir. Yerçekimi olmayan uzayda bitkilerin nasıl bir davranış gösterecekleri araştırılmaktadır.

---