İçindekiler
Organik çözeltilerin taşınması
Tesiste iki ana çözelti grubu taşınır. organik ve inorganik çözümler. Organik çözeltileri iki ana kategoriye ayırabiliriz: karbonhidratlar (genellikle sükroz olarak taşınır) ve organik azotlu bileşikler. (Bitki hormonlarını da taşırlar). Çözelti nakline yönelik klasik yaklaşımda, tüm yukarı taşımanın ksilemde ve aşağı akışta taşınmanın floemde gerçekleşeceği varsayılmıştır. Bununla birlikte, 1920 civarında, hem yukarı hem de aşağı yöndeki karbonhidratların büyük ölçüde floemde taşındığı keşfedildi.
Taşınım yönü ile ilgili ilk çalışmalarda genellikle rezonans deneyleri yapılmıştır. Bir ağacın gövdesinden bir halka şeklinde (tabii ki kabuk içerir) kabuk çıkarılırsa, karbonhidratların bu halkanın altındaki bitkinin tüm kısımlarına taşınamadığı ve bu kısımların öldüğü gösterilmiştir. depolanan besinler tükendiğinde. Bu deney, karbonhidratların akış aşağı taşınmasının gövdeden çıkarılan ksilem yoluyla değil, floem yoluyla gerçekleştiğini açıkça gösterdi. Gelişmekte olan bir tomurcuğun hemen arkasındaki bir daldan bir halka çıkarılırsa, tomurcuğa karbonhidrat taşınmasının durduğu da gösterilmiştir. Yine göç, kortekste gerçekleşmiş olmalıdır; Ancak bu durumda transfer yukarı yöndeydi. Bu deneylerin çoğu, botanikçilerin karbonhidratların taşınmasının çoğunlukla floemde gerçekleştiği sonucuna varmasına neden oldu.
Ancak, tüm botanikçiler bu görüşü kabul etmedi. Bazıları, bitkinin çok fazla karbonhidratı çok hızlı bir şekilde taşıdığına işaret ederek, floem tek başına böyle bir aktarım için yeterli olmayacağını öne sürmüştür. Ne olursa olsun, büyük bir ağacın gövdesindeki fonksiyonel kabuk dokusunun toplam miktarı azdır. Bu nedenle, bu kadar az sayıda elek borusundan bu kadar çok malzemenin geçmesi fiziksel olarak düşünülemez; Elek boruları ksilem elemanları gibi açık değildir.
Bununla birlikte, aralarında Trinidad’daki Cotton Araştırma İstasyonu’ndan T.G. Mason ve EJ Maskell’in de bulunduğu birçok botanikçinin dikkatli rezonans deneyleri yoluyla floem’in şekerlerin taşınması için birincil yol olduğunu ve bu taşınımın şaşırtıcı bir hızla gerçekleşir. Bu, Washington Eyalet Üniversitesi’nden Susan ve Orlene Biddulph tarafından yürütülen çeşitli deneylerde doğrulandı. Bu araştırmacılar, bitkileri radyoaktif karbondan üretilen karbondioksit içeren bir atmosferde büyüttüler. Bu bitkilerden birinin gövdesinin ince bir bölümünün fotoğraf filmi ile teması sonucu elde edilen görüntüden radyokarbon sentezlenen şekerin sadece kabukta transfer olduğu açıkça anlaşılmıştır.
Organik azotlu bileşiklerin taşınması hakkında fazla bir şey bilinmemektedir. Önceleri kökler tarafından esas olarak nitrat şeklinde emilen azotun ksilemden inorganik formda yapraklara aktarıldığı ve floemde taşınmak üzere yapraklarda organik maddeye dönüştüğü düşünülüyordu. Bu varsayımın bazı bitkiler için geçerli olduğu düşünülebilir. Ancak şimdi birçok türde nitrojenin köklerden hızla amidler ve amino asitler gibi organik bileşiklere dönüştürüldüğüne dair kanıtlar var. Bu organik azotlu bileşikler, bazı türlerin, özellikle otsu türlerin floeminde taşınır; Ancak diğer türlerde, özellikle ağaçlarda ksilemde taşınırlar. Bu nedenle, organik bileşiklerin birincil taşınmasının tamamen floemde gerçekleşmediğini görüyoruz. Organik bileşiklerin nihai taşınmasının tamamen floemde gerçekleştiği görülmektedir.
İnorganik solüsyonların taşınması
Kalsiyum, kükürt ve fosfor gibi organik iyonlar köklerden yapraklara öncelikle ksilem ile taşınır. Bununla birlikte, bu minerallerin radyoaktif formlarının kullanıldığı deneylerde, bazı inorganik iyonların bitkilerde çok hareketli olduğu gösterilmiştir. Yani kabuğun altına veya kabuktan eski yapraklara ve daha yeni, daha gelişmiş yapraklara göç ederler. Örneğin fosfor, ksilemde yukarı, floemde aşağı kolayca hareket ederek bitkinin her yerine kolayca taşınır. Radyoaktif fosfor içeren bir çözelti içinde yaklaşık bir gün büyütüldükten sonra bir fotoğraf plakasına yerleştirilen bir bitkide, genç yaprakların en fazla radyoaktif fosfor içerdiğini göreceksiniz. Bitki daha sonra radyoaktif fosfor içermeyen bir çözeltiye aktarılırsa, bir gün veya daha uzun süre büyümesi için bırakılırsa ve tekrar görüntüleme plakasına yerleştirilirse, ortaya çıkan görüntü, radyoaktif fosforun daha önce konsantre olan yapraklardan genç yapraklara geçtiğini gösterecektir. yeni gelişen yapraklar.
Kalsiyum ise floemde hareketsiz olduğu için eski yapraklardan yeni oluşan yapraklara geçemez. Bu nedenle bitkilerin sürekli olarak topraktan yeni kalsiyum almaları ve ksilem yoluyla ihtiyaç duydukları yerlere düzenli olarak ulaştırmaları gerekir. Buna karşılık, fosfor bir bitki içinde yer değiştirebildiği ve birçok kez yeniden kullanılabildiği için, bu element ara sıra verilse bile bitkiler kolaylıkla hayatta kalabilir. Farklı mineral besin maddelerinin özelliklerindeki bu farklılıklar, iyi planlanmış gübreleme programlarında dikkate alınır.
Floem fonksiyonu ile ilgili olarak basınç-akış hipotezi
Organik çözeltilerin floem yoluyla yukarı ve aşağı doğru taşındığını gördük. Mineraller çoğunlukla floemde taşınır. Floemin ulaşımdaki işlevi uzun yıllardır araştırılmaktadır. Bu konuda bazı hipotezler ileri sürülse de hiçbiri tamamen ikna edici değil. Floemdeki taşıma mekanizmasıyla ilgili herhangi bir hipotezde bazı gerçekler dikkate alınmalıdır:
(1) Konveksiyon genellikle tek başına basit difüzyondan çok daha hızlıdır (1 m/saatten fazla). Hatta şekerin pamuk bitkisinin kabuğunda sıvı halde olduğundan 40.000 kat daha hızlı hareket ettiği hesaplanmıştır.
(2) Elek borularında farklı malzeme aktarım hızları farklıdır.
(3) Belirli bir elek borusu içinde hareket yönü periyodik olarak geri dönebilir.
(4) Taşıma, bitişik elek borularında zıt yönlerde gerçekleşebilir.
(5) Sitoplazmasını kaybetmemiş elek elemanlarında (sitoplazması diğer birçok hücreninki gibi olmasa da) translokasyon ksilemin tersi yönde gerçekleşir.
(6) Ksilemdeki tracheidlerin uçlarının aksine her elek elemanının uçları çok açık değildir. Sadece elek plakalarındaki küçük gözeneklerin oluşturduğu açıklıklara sahiptirler. Gelişmiş ksilemde olduğu gibi nekrotik tübüllerdeki tamamen mekanik süreçlerle ifadeyle değil, aktif hücrelerde meydana gelen ifadeyle açıkça ilgileniyoruz.
Floemdeki konveksiyon için en çok kabul edilen hipotezler arasında basınçlı akış veya kütle akışı yer alır. Kütle akışı, bir turgor basınç gradyanı boyunca elek tüplerindeki suyun ve çözünenlerin kütle akışıdır. Bu süreç, fotosentetik şekerlerin yaprakların floem hücrelerine aktif olarak taşınmasıyla başlar. Daha sonra bu hücrelerin şeker içerikleri yüksek konsantrasyonlara ulaştığında su potansiyelleri azalır; Suyun içinden geçme eğilimi difüzyonla artar. Şekerden sonra suyun negatif ozmozu, hücre basıncında bir artışa yol açar. Böylece, ortaya çıkan hidrostatik basınç altında, malzemeler elek boruları boyunca toplu halde hücreden hücreye geçmeye zorlanır. Aynı zamanda, şekerler tükenip elek borularından etkili bir şekilde uzaklaştırıldıkça, depolama organlarında veya aktif büyüme dokularında su potansiyeli artar. Bu nedenle borular su kaybetme eğilimi gösterir ve basınçları düşer.
O halde elek borularının içeriği, tesisin bir kısmında (“kaynak”) büyük basınç altındadır ve tesisin diğer kısmında (“gölet”) daha az basınç altındadır. Sonuç olarak, elek boruları içindeki malzeme, yüksek basınç kaynağından veya “ürün” alanından (sıklıkla ayrılır; ancak bazen, erken ilkbaharda olduğu gibi, rezervler kullanım için dolduğunda bazen depolama organlarından ayrılır) daha düşük basınçlı alanlara gider. (Gölet genellikle aktif olarak büyüyen bir “tüketici” alanıdır.) “Depolama alanları veya rezervuarlar) kütle akışı ile taşınır. Tüm bu işlemler kaynakta veya sonunda çok büyük miktarlarda su tüketen hücrelere bağlıdır. Çünkü bu hücrelerin su potansiyeli düşüktür. Bunlara bağlı bir diğer sorun ise havuzdaki veya tüketici tarafındaki hücrelerden büyük miktarlarda su kaybı olan bu süreçlerdir. ksilemde taşıma, terlemenin geri çekilme kuvvetine dayanan TATC teorisine göre gerçekleşirken, merkezkaç kuvvetine dayalı basınç akışı hipotezi.
Basınçlı akış hipotezi itiraza açıktır. Bu hipotez altında, maddenin bir elek borusu elemanından diğerine nispeten serbestçe akabileceği varsayılır. Ancak, birbirini izleyen elek boru elemanları arasındaki elek plakalarındaki açıklıklar gerçekten çok küçüktür.
Ek olarak, yıllarca süren araştırmalar, elek elemanlarındaki sitoplazmanın, özellikle elek plakalarının çevresinde çok akışkan olduğunu göstermiştir. Bununla birlikte, 1950’lere kadar sitoplazma örnekleri almak için invaziv yöntemler kullanıldı. Takılan tüpler, elek tüplerinde istenmeyen hasarlara neden oldu. Böyle bir hasar oluşursa, elek plakalarındaki gözenekler hızla kapanır. Bu, içindeki çok yoğun bir sıvının göstergesi olsa bile, muhtemelen bitkinin yara iyileştirme sisteminin etkinliğini gösterir. İlginç bir şekilde, yaprak bitleri gibi gövdelerdeki kabuk sıvılarını emen küçük böcekler, bitkinin yaralanmaya karşı herhangi bir tepkisini tetiklemeden narin formlarını sokabilirler. Son yıllarda yapılan çalışmalarda yaprak bitlerinin kesilerek bitki üzerinde beslenme yöntemi ele alınmaktadır. Bu iğne daha sonra kabuk örneğini incelemek için kullanılır. Şimdiye kadar elde edilen sonuçlar sıvının çok akışkan olmadığını göstermiştir. Bu, basınç-akış hipotezinin, çözeltilerin dikey taşınımı için en olası açıklama olduğunu gösterir.
kaynak:
https://www.sciencedirect.com
yazar: bronzlaştırıcı tonik
Diğer gönderilerimize göz at
[wpcin-random-posts]