Bitkilerde Su Ve Besinlerin Taşınması

Suyun Taşınması

Taşıma işleminin yapılacağı bitkinin büyüklüğü ne olursa olsun, taşıma sistemini oluşturan borular yaklaşık olarak 0.25 mm (meşede)-0.006 mm. (ıhlamurda) genişliğe sahip, kimileri ölü, kimileri de canlı bitki hücrelerinden oluşan, bu saydıklarımızdan başka herhangi bir özelliğe sahip olmayan odunumsu dokulardır. İşte bu yapılar bitkiler için gerekli olan suyu metrelerce yukarıya taşımak için gerekli olan en uygun tasarıma sahiptirler.

Bu taşıma sisteminin faaliyete geçmesi yaprakların su kaybetmesi ile başlar. Yaprakların alt kısmında ve bazı bitkilerde üst yüzde bulunan ince gözeneklerde (stomalar) meydana gelen işlemler nedeniyle bitkilerde taşıma sistemleri harekete geçer.

Eğer dışarıdaki havanın nemliliği %100'den az olursa su, yaprakta meydana gelecek buharlaşma nedeni ile bu gözeneklerden dışarı verilir. Hatta dışarıdaki nemlilik %99 bile olsa, bu durum yapraktaki suyun dışarı çıkması için değerlendirilecek bir potansiyel haline gelir ve yaprak süratle su kaybetmeye başlar. İşte bu şekilde bitkilerin, topraktan aldıkları suyun yapraklardan buharlaşmasıyla oluşan su eksilmesini hemen gidermeleri gerekmektedir.

Görüldüğü gibi yapraklardaki mekanizmalar nemdeki %1 gibi oldukça küçük bir oynamayı tespit edebilecek hassasiyete sahiptirler. Bu çok önemli bir özelliktir. Yapraklarda gerçekleşen diğer olaylar da incelendiğinde çoğu günümüz teknolojisiyle bile tam olarak çözülememiş işlemlerle karşılaşılacaktır. Çok küçük bir alanda gerçekleşen bu mucizevi işlemler akla yine pek çok soru getirecektir.

%1'lik nem değişikliğini dahi hissederek gereken işlemleri başlatacak mekanizmaya bitkiler nasıl sahip olmuşlardır? Bu mekanizmanın tasarımı kime aittir? Milyonlarca yıl öncesinden günümüze kadar kusursuz bir şekilde işleyen böyle bir teknoloji nasıl ortaya çıkmıştır?

Bu mekanizmayı tasarlayan, meydana getiren bitkilerin kendileri değildir. Böyle bir yapının yaprağa yerleştirilmesinde herhangi başka bir canlının müdahalesinin olması da söz konusu değildir.

Su Topraktan Metrelerce Yükseklere Nasıl Taşınıyor?

Topraktan yapraklara sıvıların nasıl iletildiği sorusu üzerine üretilen teorilerin en fazla kabul görenlerinden biri "kohezyon teorisi"dir. Kohezyon kuvveti, ağacın "ksilem" (iletim demetleri) adı verilen odun boruları ile sağlanan bir kuvvettir. Bu kuvvet, odun borularındaki suyu oluşturan moleküller arasında bulunan çekim kuvveti sayesinde ortaya çıkar. Odun boruları, suyun taşınmasını sağlayacak olan iki tipte hücreden oluşurlar. Bu hücrelerin bir türü (tracheids hücreleri) belli bir ebata ve şekle ulaştıklarında sitoplazmalarını yitirerek ölürler. Bunun çok önemli bir nedeni vardır. Suyun borularda taşınması sırasında, herhangi bir engelle karşılaşmadan rahatça hareket etmesi gerekir. Bunu sağlamak için sitoplazmanın tam anlamıyla boş bir boru oluşturması şarttır. Sitoplazmanın kalın selüloz hücre çeperini bırakarak yok olmasının nedeni budur. Yaşayan tüm bitkilerin ksilem boru hatları tamamıyla ölü hücrelerden oluşmaktadır. Bu sistemdeki bazı hücrelerse oyuklu bir yapıya (oyuklu tracheids) sahiptirler. Bunlar uzun hücrelerdir ve kalın, güçlü çeperleri vardır. Ayrıca yanlarındaki hücreler ile birleşecekleri yerlerde küçük deliklere (oyuklara) sahiptirler. Hücrenin oyuk bölgesi, birbirlerine kolay bağlanabilmeleri için, bir sonraki hücrenin oyuğu ile uyumludur. Bu uyum sayesinde hücre uzantıları gövde boyunca bir seri boru hattı meydana getirirler. Hücre çeperlerindeki delikler iki hücrenin birbiri ile birleştiği yerlerdir. Bu yapı, suyun akışı için boru hattının dayanıklılığını artırır.

Buraya kadar saydığımız tüm özellikler bitkilerde taşımanın güvenli bir şekilde gerçekleşmesi için gerekli olan alt yapının ilk basamaklarıdır. Bu hücrelerin oluşturduğu borular öncelikle suyun emilmesi sırasında oluşacak basınca dayanıklı olmalıdır. Yukarıda da görüldüğü gibi bu sağlamlık hücreler arasındaki oyuklar yoluyla sağlanmıştır. Daha sonra maddelerin taşınma sırasında bir engelle karşılaşmasının önlenmesi gerekir, çünkü katedecekleri yolda karşılacakları herhangi bir engel birbirine çok bağlı olan bu sistemde aksaklıklar oluşmasına neden olacaktır. Bu ihtimal de sitoplazmanın ölümü ve boş borular oluşturması ile önlenmiştir.

Ksilem (odun) borularının hücre çeperleri oldukça kalındır çünkü su, emilme yoluyla ve belli bir basınç altında, ağacın içinde bulunan bu boru-yolda ilerleyecektir. Borular oldukça güçlü olan bu negatif basınca karşı koymak zorundadırlar. Ksilem borularında bir nevi su kolonu oluşur. Bu kolonun gerilme kuvveti, bilinen en yüksek ağacın en üst noktasına kadar suyu taşıyabilecek güçte olmalıdır ki bitki hayatını sürdürebilsin. Su, bu güç sayesinde Mamut ağacında olduğu gibi 120 m. yükseğe kadar çıkabilir..

Ksilem borularına suyun topraktan gelişi ise kökler vasıtasıyla gerçekleşir. Bu noktada kökün iç tabakasının önemi ortaya çıkmaktadır. Kökteki hücrelerin protoplazmaları vardır. Hücrenin çevresini oluşturan bu protoplazmalar; büyük bölümü sudan, kalan bölümüyse karbon, hidrojen, oksijen, azot, kükürt, bazen de fosfor içeren proteinler, nişasta ve şeker gibi karbonhidratlar, yağlar ve çeşitli tuzlardan oluşan yapılardır. Ve özel bir yarı geçirgen zar ile kaplanmışlardır. Bu da belirli iyonların ve bileşimlerin kolaylıkla dışarı çıkmalarını sağlar. Kökün bu özel yapısı suyun alımını kolaylaştırmaktadır.

Besinin Taşınması

Besinlerin taşındığı soymuk boruları (Phloem) sistemi de iki farklı tür hücreden oluşur. Bu hücreler besinlerin taşındığı temel (eleyici) hücreler ve bağlantı hücreleridir. Her iki hücre de uzundur ve yapı olarak ksilem sistemindeki hücrelerden tamamiyle farklıdırlar. Bu farklılık hücrelerin yapısı incelendiğinde net bir şekilde görülmektedir. Phloem sistemindeki hücrelerin her ikisi de oldukça ince bir hücre çeperine sahiptir. Ayrıca bunlar canlı hücrelerdir. Ksilem sistemindekiler ise ölüdürler.

Soymuk (phloem) borularını oluşturan temel (eleyici) hücreler üzerindeki araştırmalar bunlarda çekirdek bulunmadığını ortaya koymuştur. Buna karşın, bağlantı hücrelerininse oldukça yoğun sitoplazmaları ve dışarı doğru çıkık bir çekirdekleri vardır.

Görüldüğü gibi bitkilerin taşıma sistemlerindeki borular, yapı, şekil ve oluşum olarak birbirlerinden tamamen farklıdır. Bu farklılığın nedeni, hücrelerin yerine getirdikleri görevler ile bağlantılıdır. Hücre çekirdeği, hücreyle ilgili tüm bilgilerin saklandığı bir merkezdir. Böyle bir merkezin hücre içinde bulunmaması ise oldukça olağan dışı bir durumdur. Temel (eleyici) hücrelerin çekirdekleri yoktur, çünkü bu hücrelerdeki bu tip organeller besin maddelerinin akışını engelleyebilirler.

Bitkilerdeki taşıma sistemlerinde çok detaylı bir tasarım söz konusudur. Her hücrenin görevi ve buna bağlı olarak da yapısı çok farklıdır. Bu detaylar karşısında akla çok küçük alanlara yerleştirilmiş olan bu düzenlerin nasıl ortaya çıktığı sorusu gelecektir.
Böyle bir sistemin tesadüfen oluşması mümkün değildir. Bu sistem özel olarak hazırlanmış bir tasarımın sonucudur. Böyle kompleks ve benzersiz bir sistemin neden tesadüfen oluşamayacağını sorular sorarak inceleyelim:

Bahsettiğimiz oluşum yani hücre çekirdeğinin sadece bu hücre türünde yok olması nasıl bir zamanlama ile, ya da nasıl bir yöntemle ayarlanmış olabilir? Tesadüfler sadece belli hücrelerin çekirdeklerini kaybetmeleri gerektiğine nasıl karar vermiş olabilirler? Karar verdiklerini farzedelim, bu durumda söz konusu yapının, binlerce, milyonlarca yıl tesadüfleri bekleyerek oluşması mümkün müdür? Bu sorunun mutlaka cevaplandırılması gerekecektir. Bu kesinlikle mümkün değildir. Düşünelim ve bunu görelim. Bir bitkideki soymuk borularının eğer çekirdekleri olsaydı ne olurdu? Bu durumda oluşan ilk tıkanmada bitki yavaş yavaş ölürdü. Bu da bitkinin yok olması, dolayısıyla bir süre sonra da bu türün yok olması anlamına gelirdi. Bu sistemin yeryüzünde bulunan diğer tüm bitki türlerinde de oluşması gerektiğini göz önüne alacak olursak, bitkilerdeki taşıma mekanizmalarının tesadüfen oluşamayacağı gerçeği daha net görülecektir. Görüldüğü gibi soymuk borularının bitkiler ilk ortaya çıktıkları andan itibaren bugünkü özellikleriyle eksiksiz var olması zorunludur. Bitkilerde zamanla gelişme diye bir şey söz konusu değildir.

Bununla birlikte böyle karmaşık ve kusursuz bir sistemdeki dengenin bir kere sağlanmış olması da yetmeyecektir. Çünkü, ağaçlarda ve büyük bitkilerde odun boruları (ksilem sistemi) ve aynı zamanda da soymuk boruları (phloem) sistemi her sene yeni baştan oluşmaktadır. Sistem; tüm yapıları, kendine has özellikleri, özel hücre yapıları, sistemin işleme hızı gibi detaylarıyla birlikte hiçbir aksama olmadan her sene yenilenmektedir. Dahası, gıdaların taşınmasında suyun taşınmasının aksine canlı hücreler kullanılmaktadır. Peki, bu ayrımın sebebi nedir?

Aynı bitkinin gövdesi içinde yer alan iki sistemdeki bu fark çok önemlidir, çünkü besin taşınmasında (phloem sisteminde) minerallerin bitki içinde iletilebilmeleri için direkt olarak hücreler görev yaparlar, bu yüzden hücrelerin canlı olmaları gerekir. Ksilem sistemindeki hücrelerse suyun taşınmasında sadece bir boru görevi görürler, suyun yapraklara iletimini sağlayansa içerideki basınçtır. Besin taşınmasında canlı hücrelerden oluşan bir sistemin kurulmasının nedeni işte budur.

Bitkilerin su taşımalarında olduğu gibi, besinleri taşımalarında da sadece teoriler geçerlidir. Botanikçiler bu sistemin nasıl çalıştığıyla ilgili oldukça yoğun araştırmalar yapmışlardır. Yapılan araştırmalarla ortaya çıkan sonuçlardan en kabul göreni "toplu akış hipotezidir".( Prof. Dr. İlhami Kiziroğlu, Genel Biyoloji, Desen Yayınları, Aralık 1990, s.78) Bu hipoteze göre yaprakların iç dokularında besin olarak üretilen şeker, aktif taşıma yoluyla taşıyıcı kanalda canlı olan özel hücrelere iletilir. Bu taşıyıcı kanalı oluşturan hücrelere yani çekirdeğini kaybeden hücrelere gelen şekerli çözelti, kanal boyunca bitkinin şeker yoğunluğu az olan diğer bölgelerine taşınır. (Milani, Bradshaw, Biological Science, A molecular Approach, D.C.Heath and Company, Toronto, s. 431)

Evrimin Taşıma Sistemleriyle İlgili Çıkmazları

Evrimciler bitkilerdeki tüm bu sistemlerin milyonlarca yıllık bir zaman süreci içinde, kontrolsüz tesadüfler sonucunda, bu mükemmel hallerine ulaştıklarını iddia ederler. Ve evrimcilere göre bu işlemlerin tamamlanmasını bekleyen bitkilere nedense hiçbir şey olmamıştır. Her tesadüf yerinde gerçekleşirken, geçiş aşamalarında bitki besin üretemediği için ölmemiş, susuz kalıp kurumamış ve bütün bunlara milyonlarca yıl dayanmıştır.

Buraya kadar saydığımız tüm özellikler bitkilerde su ve besin taşımanın güvenli bir şekilde gerçekleşmesi için gerekli olan alt yapının genel hatlarıdır. İnce ayrıntılarına girmeden genel hatlarıyla incelediğimiz bu kompleks mekanizmalar hiç kuşkusuz ki eşsiz ve üstün bir aklın eseridir. Suyun taşınmasında bu iş için özel seçilmiş hücrelerin oluşturduğu borular vardır ve bunlar suyun emilmesi sırasında oluşacak basınca dayanıklı olmalıdır. Ayrıca bu yapının suyu kolay iletebilmesi için sitoplazması olmamalıdır. Besin taşıyan hücreler ise tam aksine canlı olmak zorundadırlar ve besini iletebilmek için de bir sitoplazmaya sahip olmalıdırlar. Peki öyleyse bitkilerdeki su ve besin taşıma işlemini en ince ayrıntısına kadar sağlayan bu mekanizmaları kim oluşturmuştur? Bitkiler mi? Suyu taşıyan kanallardan, fotosentez yapan yapraklardan, dallardan, kabuklardan oluşan bitkiler suyun fiziksel özelliklerini, basınç sistemlerini ve bunlara benzer diğer ayrıntıları bilmeden kendi kendilerine taşıma işlemine uygun alt yapıyı nasıl kurabilirler? Yine besin taşıyan kanallar şekerin yapısını bilmeden bu maddeyi en iyi şekilde taşıyacak sistemi nasıl bulabilirler?

Bu gibi sorular çoğaltılabilir, ne var ki hepsinin tek bir cevabı vardır. Bitkilerin böyle kusursuz sistemleri "kurmaları", "tasarlamaları" veya "bulmaları" gibi bir şey söz konusu bile değildir. Bitkilerin bir iradeleri yoktur. Bilim adamlarının dahi "anlayabilmekte" güçlük çektikleri bu kusursuz sistemleri oluşturanlar bitkilerin kendileri değildir. Tesadüfler de değildir.