Sularda yaşayan yosun gibi bitkilerin taşıma sistemi gelişmemiştir. Yosunlar (algler) madde alışverişini bütün yüzeylerini kullanarak gerçekleştirir. Bitkilerde taşıma sistemi sudan karaya geçiş olduktan sonra ortaya çıkmıştır. Bitkiler karasal yaşama uyum için kök, gövde ve yaprak gibi organlar geliştirmiştir. Bu organlar arasındaki bağlantıyı ise damar sistemi sağlamıştır. Taşıma sistemi olan bitkilere damarlı bitkiler denir. Atkuyrukları, kibrit otları ve eğreltiler gibi tohumsuz bitkilerle bütün tohumlu bitkiler damarlıdır.
Damarlı bitkilerde köklerden bitkinin sürgün sistemine ve sürgün sisteminden köklere doğru olacak şekilde iki yönlü taşıma gerçekleşir. Yanda bu taşınım ve bitkinin çevresiyle olan madde alışverişi özetlenmiştir.
1. Su ve mineraller kök sistemiyle topraktan gövdeye iletilir.
2. Kökten gövdeye ulaşan su ve mineraller dal ve yaprak gibi organlara iletilir.
3. Yapraklar havadan aldıkları karbon dioksiti ve köklerden gelen suyu fotosentez reaksiyonları ile birleştirerek şeker ve oksijen üretir.
4. Şeker, damarlar yardımıyla bitkinin gövde sistemine iletilir.
5. Gövde şekerleri, bitkinin en alt kısımlarını oluşturan kök sistemine iletir.
A. Su ve Minerallerin Taşınması
Bitkinin kök sistemiyle toprak çözeltisinden emdiği suyun ve minerallerin üst organlara taşınmasını trake ve trakeidler (odun boruları) yapar. Odun borularındaki su ve minerallerden oluşan çözeltinin iletimi pasiftir. Metabolik zehirlerle yapılan deneyler bu taşınımın etkilenmediğini göstermiştir.
İlk olarak bitki, köklerindeki emici tüyler yardımıyla toprak çözeltisindeki su ve mineralleri emer. Suyun çok büyük bir kısmı ozmozla pasif olarak alınır. Bunun için kök emici tüyü hücrelerinin ozmotik basıncının toprak çözeltisinin ozmotik basıncından yüksek olması gerekir. Mineraller pasif veya aktif taşımayla dış ortamdan alınır. Emici tüylerle alınan suyun ve minerallerin bir kısmı korteksin hücre arası boşluklarından geçerek, bir kısmı da hücreden hücreye sitoplazma bağlantıları yardımıyla taşınarak ksileme taşınır. Ksilemdeki suyun üst organlara taşınması kök basıncı, kılcallık ve terleme-kohezyon kuvvetleriyle gerçekleşir.
a. Kök Basıncı: Bitkiler topraktaki suyun %95 ini pasif, %5 ini de aktif yolla alır. Topraktaki suyu pasif yolla almanın ilk şartı kök emici tüylerinin emme kuvvetinin, dolayısıyla ozmotik basıncının toprak çözeltisinin ozmotik basıncından yüksek olmasıdır. Bu yüksek emme kuvvetinden dolayı kök devamlı toprak çözeltisiniden su emerek onu üstteki ksileme doğru iter. İşte bu itici kuvvete kök basıncı denir. Bazı bitkilerin gövdeleri kesildiğinde, suyun belirli bir süre bu kesik yüzeyden aktığı görülür. Bu kesik yüzeye ince bir boru oturturulursa, su borunun içinde 1 metreye kadar yükselebilir. Bütün bunlar kök basıncının etkinliği sonucu ortaya çıkar. Havadaki nemin ve toprak çözeltisindeki suyun yüksek olduğu durumlarda kök basıncıyla yukarı doğru itilen su sıvı halde yaprak kenarlarındaki hidatotlardan dışarı atılır (damlama = gutasyon).
b. Kılcallık: Kılcallık suyun adhezyon özelliğinin bir sonucudur. Adhezyon odun borularının iç çeperlerinin suyu hidrojen bağlarıyla kuvvetlice tutması veya çekmesidir. Trake ve trakeidlerin çaplarının çok küçük olması içlerindeki suyun büyük bir kısmının çepere tutunmasını sağlar. Böylece bitki adhezyon sayesinde yer çekiminin suyu aşağı doğru çekme etkisinin üstesinden gelmiş olur. Bu şekilde kısmen de olsa su ksilem borucuklarının üst kısımlarına doğru taşınmış olur.
c. Terleme-Kohezyon Kuvveti: Kara bitkileri her gün terlemeyle büyük miktarda su kaybeder. Terlemeyle kaybedilen bu su bitkinin topraktan aldığı suyun %90 nından daha fazladır. Bilindiği gibi susuzluk karasal bitkilerin en büyük sorunudur. Peki, o zaman karasal bitkiler neden bu kadar fazla suyu terlemeyle kaybeder? Bu sorunun cevabı suyun molekül yapısında yatmaktadır. Terleme bitkinin topraktan aldığı su ve minerallerin yapraklara kadar taşınmasında etkili olan en büyük kuvvettir.
Su molekülleri, aralarındaki hidrojen bağları nedeniyle büyük bir kohezyon gösterir. Yani su molekülleri aralarındaki yüksek çekim kuvvetinden dolayı birbirini çeker. Bu durum yaprakla kök arasında kesiksiz bir su sütunu meydana getirir.
Terlemeyle su kaybının enerji kaynağı güneştir. Güneş ışınlarının gözeneklerin açılmasını teşvik etmesi, ayrıca yol açtığı sıcaklık yaprakların terlemeyle su kaybetmesine yol açar. Yapraklarda terlemeyle kaybedilen her su molekülü alttaki su molekülünü kendi yerine çeker. Bitkinin tepe noktasında başlayan bu emme gücü odun borularındaki suyun yapraklara doğru akmasına neden olur. Kök korteksinin ve emici tüylerin suyunun yukarı doğru çekilmesi bu bölgelerin ozmotik basıncını arttırır. Ozmotik basıncı artan bu bölgeler ise topraktan su çeker. Sonuç olarak terlemeyle yapraklardan kaybedilen su, kohezyon sayesinde kök emici tüylerine kadar etkili olarak suyun üst kısımlara doğru taşınmasını ve toprak-tan su alınmasını sağlar.
Terleme,
- Bitkinin toprak çözeltisinden su ve mineral almasını sağlar.
- Kök emici tüyleriyle alınan suyun ve çözünmüş tuzların üst organlara (yaprak) çekilmesini sağlar.
- Bitkinin sıcaklığını düzenler, aşırı ısınmasını önler.
Bitkilerde terleme stoma, lentisel ve kütikula yollarıyla olur. Bunlar içinde en büyük oran stoma yoluyla yapılan terlemedir.
Bitkileri Terleme Hızına Etki Eden Faktörler
Bitkilerin terleme hızını etkileyen faktörler çevresel ve bitkisel faktörler şeklinde ikiye ayrılır.
Çevresel Faktörler
Işık: Işık gözeneklerin açılmasına neden olduğun-dan, ayrıca dolaylı olarak bitkinin sıcaklığını arttırdığın-dan terlemeyi de artırır.
Sıcaklık: Belli sınırlar arasında olmak şartıyla sıcaklıktaki artış bitkinin terlemesini artırır. Fakat birçok bitki türünde, 30-35 °C yi geçen sıcaklık absisik asitin sentezini teşvik ederek stomaların kapanmasia yol açar ve terlemeyi azaltır.
Nem: Havanın nem oranı ile bitkinin terleme hızı arasında ters orantı vardır. Havanın nemi arttıkça bitkinin terleme hızı azalır. Hava neme doyduğunda terleme de durur. Çünkü terlemenin olabilmesi için yaprağın buhar basıncıyla havanın nemi arasında bir difüzyon basıncı farkı olmalıdır.
Rüzgar: Rüzgarın terleme üzerindeki etkisi duruma göre değişir. Artan rüzgar havayı kuruttuğu için, yani yaprağın dış yüzeyindeki nemi azalttığı için terlemeyi artırır. Fakat hızlı esen rüzgarın bir yerden sonra soğutucu etkisi gözenekleri kapatarak terlemeyi azaltır.
Toprağın Suyu: Toprak suyunun azalması bitkinin topraktan su almasını güçleştirir. Bu da bitkinin terlemesinin azaltır.
Bitkisel Faktörler
Kök/Gövde Oranı: Bitkide kökün gövdeye oranı arttıkça birim yaprak alanından yapılan terleme artar.
Yaprak Alanı: Bir bitkinin toplam yaprak yüzeyi ne kadar fazla ise terlemeyle kaybedeceği su miktarı da o kadar fazladır. Ancak birim yaprak için durum böyle değildir. Bazı yaprakların koparılması diğer yaprakların birim alanındaki terlemeyi artırır.
Yaprağın Yapısı: Yapraktaki kütikulanın kalınlığı, tüy miktarı, stomaların yeri ve sayısı terlemeyi etkiler. Örneğin kütikulanın kalınlığındaki veya tüy miktarındaki artış terlemeyi azaltır. Bundan dolayı kurak ortam bitkilerinde kütikula kalındır ve tüy miktarı çoktur.
B. Organik Besinlerin Taşınması
Damarlı bitkilerde organik besin taşınımının floemle gerçekleştiği, yapılan halkalama deneyleri ile gösterilmiştir. Otsu bir bitkinin gövdesi halka şeklinde soyulup floemi çıkarıldığında, organik madde taşınımının durduğu tespit edilmiştir. Ayrıca bu taşınımın metabolik nehirlerden ve oksijensizlikten etkilendiği, yani enerji gerektirdiği de belirlenmiştir.
Bitkilerde taşınan organik bileşikler karbonhidratlar, azotlu organik bileşikler ve hormonlar şeklinde üç gruba ayrılır. Karbonhidratlar genel olarak üretildikleri yerden (kaynak) depolanacakları yere (havuz) doğru taşınır. Bitkilerde taşınan şeker sakkarozdur.
Organik madde taşınmasını floemin kalburlu boruları gerçekleştirir. Kalburlu borulardaki iletim çift yönlüdür. Fotosentez reaksiyonlarıyla oluşan şeker ve amino asit gibi bileşikler yapraklardan köke doğru; köklerde üretilen amino asit ve diğer bazı azotlu organik bileşikler yapraklara doğru taşınır. Soymuk borularındaki çözelti sıvı basıncı farkına bağlı olarak kütle akışı halinde gerçekleşir.
Kütle akışı ile madde taşınması sırasında,
- Kaynakta üretilen şekerler arkadaş hücresi aracılığıyla difüzyon ve aktif taşıma ile kalburlu borulara yüklenir.
- Kalburlu borulara şeker yüklenmesi bu hücrelerin ozmotik basıncını artım ve odun borularından su emilmesine yol açar.
- Kalburlu borulara suyun emilmesi bir hidrostatik basınç yaratır. İşte bu basınç organik çözeltiyi floem boyunca bir kalburlu borudan bir diğerine iletir.
- Şekerin arkadaş hücresi aracılığı ile havuz hücrelerine boşaltılması kalburlu borunun su kaybetmesine ve sıvı basıncının düşmesine neden olur.
- Odun boruları havuzdan kaynağa suyun bir kütle halinde akarak geri dönmesini sağlar.