Bitkiler suya neden ihtiyaç duyarlar, suyu nasıl kullanırlar? Suyun bitkilerde kullanımı, fotosentez ve kimyasal reaksiyonlarda su.
Bitkiler Neden Suya İhtiyaç Duyar?
Bir paket kuru bezelyeyi uzun bir zaman kuru olan bir yerde muhafaza edebiliriz. Buğday taneleri çok uzun zaman silolarda depo edilir ve uzak yerlere kadar nakledilebilirler. Bu şartlar altında ne bezelyeler ve ne de buğday taneleri çimlenmezler. Fakat bu tohumlar, rutubetli, oksijeni bol ve çok soğuk olmayan bir toprağa ekiIirlerse çimlenirler.
Su çimlenme için, hiç şüphesiz, çak önemlidir. Belirli bir miktar su bulunmadığı takdirde, tohumda kimyasal reaksiyonlar durgun durumdadır ve ancak tohum gereken suyu bulduktan sonra çimlenme kabiliyeti gösterir. Bir tohum içinde ‘bulunan suyun miktarı umumiyetle tohumun tüm ağırlığının %15’i kadardır. Birçok kimyasal reaksiyonların meydana gelmekte olduğu protoplazmanın su oranını verebilmek için, tohumun topraktan çok miktarda su alması gerekir.
Protoplazma, yani bütün bitki ve hayvanların vücudunun en büyük kısmını teşkil eden peltemsi canlı maddenin tüm ağırlığının yaklaşık olarak %80-95’ini su teşkil eder. Örneğin, en büyük kısmı odunlu dokudan yapılmış olan ağaçların ağırlığının %50, tipik bir otsu bitkinin %70 ve suda yaşayan bir bitkinin %95’ini su teşkil eder.
Bir bitkinin içinde dolaşan besin maddelerinin hepsi eriyik halindedir. Katı halde olsalardı bitkinin içinde yayılamazlardı. Katı maddeler topraktan ince emici tüylere geçemezler, fakat bitkinin içinde cereyan eden kimyasal reaksiyonlarda birçoklarının önemli bir rol oynadığı mineraller, emici tüylere eriyik halinde girerler. Güneşin etkisi altında yapraklardan terleme suretiyle atılan su, bitkinin gövdesinde aşağıdan yukarıya doğru devamlı bir su akımını sağlar. Mineraller, transpirasyon akımı denilen, bu su akımıyla bitkinin çeşitli kısımlarına taşınırlar. Örneğin magnezyum klorofil maddesinin önemli bir kısmıdır (klorofil, bitkilerde bulunan yeşil renkli bir madde olup, bitkilerin besin meydana getirmelerini sonuçlayan fotosentez süreci için güneş ışığı enerjisini zapt eder). Kükürt birçok protein moleküllerinin bileşiminde bulunur, demir de klorofil molekülünde bulunmamasına rağmen, bu molekülün teşekkülü için elzemdir. Potasyumun fotosentezde ve hücre bölünmesinde önemli bir rolü vardır.
Su, bitkideki canlı hücreleri gergin bir durumda tutar. Yapraklarda, saplarda vb. (özellikle etli olanlarda) iletim sisteminin teşkil ettiği iskeletin az bulunduğu yerlerde, şekil ve biçimi sağlar. Su, havanın bir top veya bir tekerleğin iç borusunu şişirmesi gibi, hücreleri şişirir. ‘Bu işlem, özellikle destek dokunun ancak meydana gelmeye başladığı genç ve hızlı büyüyen bitkilerde çok önemlidir. Genç bir sap, dikliği su basıncıyla sağlanmış bulunduğundan, dikliğini destek dokuya borçlu olan yaşlı bir sap kadar esnek değildir ve bu sebepten daha kolay kırılır. Bununla beraber, suyun meydana getirmiş olduğu sertlik, sapın topraktan dışarı çıkması için yolunu açmaya ve köklerin toprak içinde daha çok su bulabilmek için ilerlemesini sağlamaktadır. Saplarda sertlik bulunmayıp yumuşak olsalardı bu işleri yapmak imkânını bulamazlardı. Bir bitki transpirasyonla çok su kaybedecek olursa, yumuşar ve pörsür. Su kaybı ciddi bir durum arz edecek olursa yaprakta bulunan deliklikler (stomalar) kapanır. Böylece bitkiye karbondioksit girmeye imkân bulamaz ve bu durumda karbondioksit kullanan fotosentez süreci durur. Bunun sonucu olarak, büyümekte olan bir bitkide gelişme durur ve bu durum devam ettiği takdirde bitkinin dokuları zarar görürler.
Su, bilinen diğer maddelere nazaran, daha çabuk sıcaklık kazanır ve daha çabuk sıcaklık kaybeder. Bitkilerde bu kadar çok su bulunmasaydı, civardaki atmosferin ani sıcaklık değişmelerinin bitki üzerindeki etkisi çok daha fazla olurdu. Kimyasal reaksiyonlar sıcaklığın yükselmesiyle hızlanır ve alçalmasıyla yavaşlar. Bitkilerde bulunan su, sıcaklığı hemen hemen sabit tuttuğundan dolayı, bitkinin maruz kaldığı çok yüksek veya alçak sıcaklıklar karşısında da kimyasal reaksiyonlarını ani olarak değiştirmez.
FOTOSENTEZ İÇİN SU
Transpirasyon akımındaki su da bitki tarafından fotosentez için kullanılmaktadır. Fotosentezde su molekülündeki ve karbondioksitteki atomlar şeker ve daha sonra nişasta halinde birleşmektedirler. Atmosferdeki karbondioksit, yaprağın üstünü örten örtüdeki küçücük deliklerden yaprağa girmekte, fakat bitki tarafından kullanılmadan evvel eriyik haline gelmesi gerekmektedir. Karbondioksit, yaprağın içindeki hücrelerin üzerini örten incecik su tabakasında erir ve ancak eriyik halinde hücrelerin içine girer. Burada su molekülünün bazı atomları ile birleşir. Bu sebepten su, bitkinin şeker ve nişasta meydana getirmek üzere faydalandığı iki hammaddeden biri olmakla kalmaz, aynı zamanda diğer hammaddenin, karbondioksidin fotosentez süresine dahil olabilmesini sağlamak üzere, eriticisi vazifesini de görür.
KİMYASAL REAKSİYONLAR İÇİN SU
Bitkide bütün kimyasal süreçler sulu bir eriyik içinde cereyan etmektedir; kimyasal maddelerin kendileri de su içinde erimiş bulunmakta ve su içinde yayılmaktadır. Fotosentez işlemi ile meydana gelmiş olan basit besin maddeleri, hücrede protoplazmanın sulu yerlerinde bulunmakta ve eriyik halinde besin iletici hücreler tarafından (floem), yapraklardan bitkinin diğer taraflarına iletilmektedir. Hücrenin protoplazması içinde, enzimler aracılığıyla, bunlar birbiriyle veya mineral moleküllerin bazı kısımlarıyla birleşerek selüloz (hücre çeperlerinin en büyük kısmını teşkil eden madde), proteinler veya yağlar gibi daha büyük moleküller teşkil etmektedirler. (Enzimler, canlı hücrelerde kimyasal reaksiyonların hızını idare eden kimyasal maddelerdir). Bir bitki, bizim laboratuvarda yaptığımız gibi bir deney tüpü içinde maddeleri ısıtarak bunları birleştirmek imkânında değildir; bitkilerde, basit molekülleri bir araya getirerek daha karmaşık moleküller vücuda getirmek veya bunları daha basitlere ayrıştırmak işini yapan enzimlerdir. (Enzim molekülleri ancak sulu bir ortamda çalışabilirler).
Enzimler ve diğer proteinler, yağlar, karbonhidratlar ve bitkilerdeki diğer organik maddelerin hepsi hidrojen atomu taşımaktadırlar. Bu hidrojen atomlarının hemen hepsi, iki hidrojen ve bir oksijen atomundan meydana gelmiş olan, su molekülünden gelirler.