Bitkilerde Tepki Mekanizmaları (Tropizma ve Nasti) Konu Anlatımı

Bitkilerde Tepki Mekanizmaları (Tropizma ve Nasti)

Bitkiler kökleriyle toprağa bağlı yaşadıkları için çevredeki değişikliklere karşı hayvanlar gibi aktif yer değiştirme hareketi yapamaz. Buna rağmen ışık, yer çekimi, su, kimyasal maddeler, sıcaklık, sarsıntı ve dokunma gibi çevresel uyaranları algılar ve bu uyaranlara uygun tepkiler oluşturur. Bu tepkiler sayesinde bitkiler çevre koşullarından daha verimli yararlanabilir, su ve mineral gibi gereksinimlerine ulaşabilir ve olumsuz koşullara karşı uyum sağlayabilir.

Bitkilerde görülen tepki hareketleri, uyaranın yönüyle ilişkisine göre iki temel grupta incelenir: **tropizma** ve **nasti**.

Bitkilerde Hareketlerin Sınıflandırılması

Bitkilerde tepki hareketlerini sınıflandırırken temel ölçüt, hareketin uyaranın yönüne bağlı olup olmamasıdır.

• Uyaranın yönüne bağlı hareketler **tropizma (yönelim)** olarak adlandırılır.
• Uyaranın yönüne bağlı olmayan hareketler **nasti (ırganım, irkilme)** olarak adlandırılır.

Bu ayrım, aynı uyaranın farklı tepki tiplerinde kullanılabileceğini de gösterir. Örneğin ışık, fototropizmaya da fotonastiye de neden olabilir. Aralarındaki fark, tepkinin ışığın geldiği yöne bağlı olup olmamasıdır.

Tropizma (Yönelim) Hareketleri

Tropizma hareketleri uyaranın yönüne bağlı gerçekleşen hareketlerdir. Çevresel uyaranların etkisiyle salgılanan hormonlar tarafından kontrol edilir.

Tropizmaya neden olabilen uyaranlar arasında:

• ışık,
• yer çekimi,
• su,
• kimyasal maddeler,
• dokunma

bulunur.

Tropizma hareketinde bitkinin yönü, uyaranın geldiği yöne göre değerlendirilir.

• Bitki uyaranın yönüne doğru hareket ediyorsa **pozitif tropizma**,
• uyaranın tersi yönde hareket ediyorsa **negatif tropizma**

olarak adlandırılır.

Fototropizma

Fototropizma, ışığın etkisiyle oluşan yönelim hareketidir.

Bitkinin:

• gövdesinin ve yapraklarının ışığa doğru yönelmesi **pozitif fototropizma**,
• köklerinin ışıktan kaçması **negatif fototropizma**

örnekleridir.

Bitki gövdesinin ışığa yönelmesinde oksin hormonu önemli rol oynar. Oksin sürgün tepesinde üretilir ve gövdeden aşağı doğru taşınır. Işık tek yönden geldiğinde oksin az ışık alan tarafta daha fazla birikir. Bu taraftaki hücrelerde uzama daha fazla olur. Böylece iki taraf arasında büyüme farkı oluşur ve gövde ışığa doğru yönelir.

Geotropizma

Geotropizma, yer çekiminin etkisiyle oluşan yönelim hareketidir.

• Köklerin yer çekimi yönünde, toprağın derinliklerine doğru büyümesi **pozitif geotropizma**dır.
• Gövde ve sürgünlerin yer çekiminin tersi yönde, yukarı doğru büyümesi **negatif geotropizma**dır.

Tohum toprağa hangi yönde düşerse düşsün, kök yer çekimi yönünde; gövde ise yer çekimine ters yönde büyür.

Bu durum bitkinin:

• kökleriyle toprağa tutunmasını,
• su ve minerallere ulaşmasını,
• sürgünleriyle ışığa yönelmesini

kolaylaştırır.

Oksinin Kök ve Gövdede Farklı Etkisi

Kök ve gövde yüksek oksin konsantrasyonlarına aynı biçimde tepki vermez.

Yüksek oksin konsantrasyonu:

• sürgün ucu ve gövdede büyümeyi teşvik eder,
• kökte büyümeyi yavaşlatabilir veya durdurabilir.

Bu farklılık, bitkinin sürgününün yukarı ve kökünün aşağı doğru yönelmesine katkı sağlar.

Hidrotropizma

Hidrotropizma, suyun etkisiyle oluşan yönelim hareketidir.

Köklerin suya doğru yönelerek büyümesi hidrotropizmaya örnektir.

MEB kitabında köklerin suya yöneliminin, yer çekimine yöneliminden daha güçlü olabildiği belirtilir. Bu bilgi, aynı organda birden fazla uyaran bulunduğunda bitkinin suya ulaşmayı önceleyebildiğini gösterir.

Kemotropizma

Kemotropizma, kimyasal maddelerin etkisiyle oluşan yönelim hareketidir.

• Köklerin gübre gibi yararlı bileşiklere doğru yönelmesi **pozitif kemotropizma**,
• kireç, aşırı tuz ve zararlı kimyasal bileşiklerden uzaklaşması **negatif kemotropizma**

olarak adlandırılır.

Bu yönelim köklerin yaşamsal açıdan yararlı kimyasal maddelere ulaşmasına ve zararlı olanlardan uzak durmasına katkı sağlar.

Haptotropizma

Haptotropizma, dokunma etkisiyle oluşan yönelim hareketidir.

Asma ve sarmaşık gibi sarılıcı ve tırmanıcı bitkilerin özel ipliksi uzantıları bir desteğe dokunduğunda o yapıya doğru sarılır. Bu sarılma haptotropizmaya örnektir.

Nasti (Irganım, İrkilme) Hareketleri

Nasti hareketleri, uyaranın yönüne bağlı olmaksızın meydana gelen bitki hareketleridir.

Bu hareketler:

• hücrelerde ani turgor değişimi,
• hızlı hücre büyüme asimetrisi

sonucunda meydana gelebilir.

Nasti hareketinde uyaran hangi taraftan gelirse gelsin bitkinin tepki yönü değişmez. Bu nedenle nasti hareketleri tropizmada olduğu gibi pozitif ve negatif olarak sınıflandırılmaz.

Nasti hareketleri MEB kitabında:

• ışık,
• sarsıntı,
• dokunma,
• sıcaklık

uyaranlarıyla ilişkilendirilir.

Fotonasti

Fotonasti, ışık uyaranıyla oluşan nasti hareketidir.

Akşamsefası bitkisinin çiçekleri:

• düşük ışık şiddetinde açılır,
• yüksek ışık şiddetinde kapanır.

Burada tepki ışığın geldiği yöne göre değil, ışık şiddetine bağlı olarak gerçekleştiği için olay fotonasti olarak değerlendirilir.

Sismonasti

Sismonasti, sarsıntı veya dokunma gibi uyarılar sonucunda gerçekleşen nasti hareketidir.

Örnekler:

• küstüm otu yapraklarının dokunma sonrası kapanması,
• Venüs sinekkapan bitkisinin yapraklarının böceğin dokunması sonucunda kapanmasıdır.

Bu olaylarda tepki uyaranın hangi yönden geldiğine göre değişmez.

Termonasti

Termonasti, sıcaklık etkisiyle oluşan nasti hareketidir.

Lale bitkisinin çiçeklerindeki taç yapraklar:

• 5-10 °C sıcaklıkta kapalı,
• 15-20 °C sıcaklıkta açık

durumdadır.

Sıcaklık tekrar düştüğünde açılmış olan taç yapraklar yeniden kapanır.

Tropizma ve Nasti Arasındaki Temel Farklar

Tropizma

• Uyaranın yönüne bağlıdır.
• Pozitif veya negatif olabilir.
• Çevresel uyaranların etkisiyle salgılanan hormonlar tarafından kontrol edilir.
• Çoğunlukla büyüme ve yönelimle ilişkilidir.
• Fototropizma, geotropizma, hidrotropizma, kemotropizma ve haptotropizma örnekleridir.

Nasti

• Uyaranın yönüne bağlı değildir.
• Pozitif-negatif sınıflandırması yoktur.
• Ani turgor değişimleri ve hızlı hücre büyüme asimetrisiyle oluşabilir.
• Açılma-kapanma gibi durum değişiklikleri görülebilir.
• Fotonasti, sismonasti ve termonasti örnekleridir.

Bitkilerde Işığa Yönelmenin Tarımsal Önemi

Bitkilerin ışığa yönelmesi tarımsal üretimde verim ve kaliteyi etkiler. Bitkiler ışığa doğru büyüyerek daha fazla fotosentez yapabilir.

Bu özellik tarımsal uygulamalarda dikkate alınır:

• Seralarda bitkilerin eşit ışık alabilmesi için düzenli aralıklarla dikim yapılabilir.
• Işık dağılımı yetersizse yapay aydınlatma sistemleri kullanılabilir.
• Dikey tarımda bitkilerin ışığa yönelme özelliği dikkate alınarak katmanlı üretim yapılabilir.
• Tarlalarda bitkilerin gün boyunca ışığı daha dengeli alması için genellikle kuzey-güney doğrultusunda ekim yapılabilir.
• Meyve bahçelerinde ağaçların dikimi, budanması ve dalların düzenlenmesi ışık alma kapasitesini artıracak şekilde planlanabilir.

Bu uygulamaların amacı fotosentezden daha iyi yararlanmak ve ürün miktarı ile kalitesini artırmaktır.

Koleoptil Deneyleri ve Fototropizmanın Açıklanması

MEB kitabında bitki gövdesinin ışığa yönelmesinin nasıl gerçekleştiğini açıklamak için tarihsel koleoptil deneyleri verilir.

Koleoptil, buğday, yulaf ve mısır gibi bitkilerin fidelerinde henüz açılmamış yaprağı saran silindir biçimindeki kılıftır.

1880 Deneyi

Dört grup üzerinde yapılan deneylerde:

• Kontrol grubunda ışığa yönelim görülür.
• Koleoptil ucu kesildiğinde yönelim olmaz.
• Uç ışık geçirmeyen opak başlıkla kapatıldığında yönelim olmaz.
• Uç saydam başlıkla kapatıldığında yönelim olur.
• Koleoptil ucu açık bırakılıp tabanına opak yapı geçirildiğinde yönelim yine gerçekleşir.

Bu sonuçlardan:

• ışığın koleoptil ucunda algılandığı,
• uçtan alt kısımlara bir sinyal gönderildiği

sonucuna ulaşılmıştır.

1913 Deneyi

Koleoptil ucu ile gövde arasına farklı maddeler yerleştirilmiştir.

• Kimyasal madde geçişini engelleyen **mika** yerleştirildiğinde yönelim olmaz.
• Kimyasal madde geçişine izin veren **jelatin** yerleştirildiğinde yönelim gerçekleşir.
• Mika koleoptilin karanlık tarafına yerleştirildiğinde yönelim olmaz.
• Mika aydınlık tarafa yerleştirildiğinde yönelim gerçekleşir.

Bu deneyler uçtan alt kısımlara hareketli bir kimyasal madde gönderildiği düşüncesini desteklemiştir.

1918 Deneyi

Koleoptil uçları kesilmiş, ardından karanlık ortamda kesik uç gövdenin yan tarafına yerleştirilmiştir.

Kesik ucun bulunduğu taraf diğer taraftan daha fazla büyümüş ve koleoptil, ucun yerleştirildiği tarafın tersine doğru kıvrılmıştır.

Bu deney, yönelmenin bitki dokusunda yayılan ve büyümeyi sağlayan kimyasal bir maddeyle ilişkili olduğunu göstermiştir.

1926 Deneyi

Karanlık ortamda agar bloklarla deneyler yapılmıştır.

• Oksin içermeyen agar blok konulan kontrol grubunda büyüme ve yönelme olmaz.
• Oksinli agar blok koleoptilin tam üstüne konulduğunda koleoptil dik büyür.
• Oksinli agar blok koleoptilin yan tarafına konulduğunda koleoptil agarın olmadığı tarafa doğru yönelir.

Bu deney:

• sinyalin difüzyonla geçen bir madde olduğunu,
• bu maddenin sentezlenmesi için ışığa gerek olmadığını

göstermiştir.

Bu kimyasal maddeye **oksin** adı verilmiştir.

Işık Yönü ve Büyüme Deneyinin Yorumlanması

Karanlık ortamda çimlenen bitkilerde büyüme olabilir ancak belirli bir ışık yönü olmadığı için fototropik yönelim oluşmaz.

Tek yönden ışık verildiğinde, sürgün ışığa doğru yönelir. Bu deneylerde:

• bağımsız değişken ışığın yönü,
• bağımlı değişken bitki fidelerinin büyüme/yönelim biçimi

olarak değerlendirilebilir.

Deney tasarımında:

• kontrol grubu,
• bağımsız değişken,
• bağımlı değişken,
• güvenlik önlemleri,
• verilerin kaydedilmesi,
• deney sonuçlarının analiz edilmesi

gibi bilimsel süreç basamakları dikkate alınır.

Sık Karıştırılan Noktalar

• Tropizma ile nasti aynı hareket değildir.
• Tropizmada uyaranın yönü önemlidir; nastide önemli değildir.
• Tropizma pozitif veya negatif olabilir; nastide bu sınıflandırma yapılmaz.
• Fototropizma ile fotonasti aynı değildir.
• Geotropizma yer çekimiyle, hidrotropizma suyla ilişkilidir.
• Kemotropizma kimyasal maddelere yönelme veya onlardan uzaklaşmadır.
• Haptotropizma dokunmaya bağlı yönelimdir.
• Sismonasti dokunma veya sarsıntıyla oluşan yönsüz harekettir.
• Küstüm otu yapraklarının kapanması haptotropizma değil sismonastidir.
• Sarmaşığın desteğe sarılması sismonasti değil haptotropizmadır.
• Akşamsefasının ışık şiddetine göre açılıp kapanması fotonastidir.
• Kökün suya yönelimi hidrotropizmadır ve kitapta yer çekimine yönelimden daha güçlü olduğu belirtilir.
• Oksin gövde ve kökte yüksek konsantrasyonda aynı etkiyi oluşturmaz.
• Koleoptil deneylerinde ışığın algılandığı bölge koleoptil ucudur.
• Mika kimyasal madde geçişini engeller; jelatin geçişe izin verir.
• Oksinli agar blok ortaya konulursa dik büyüme, yan tarafa konulursa asimetrik büyüme ve yönelim oluşur.

Soru Çözerken Kullanılabilecek Yaklaşım

1. Önce hareketin uyaran yönüne bağlı olup olmadığını belirle.
2. Uyaran yönü önemliyse tropizma, değilse nasti olarak sınıflandır.
3. Tropizmada hareket uyaran yönündeyse pozitif, ters yöndeyse negatif olduğunu kontrol et.
4. Işık → fototropizma/fotonasti; yer çekimi → geotropizma; su → hidrotropizma; kimyasal → kemotropizma; dokunmaya yönelme → haptotropizma bağlantılarını kullan.
5. Dokunma veya sarsıntıyla yönsüz kapanma görürsen sismonastiyi düşün.
6. Sıcaklığa bağlı açılıp kapanmada termonastiyi değerlendir.
7. Koleoptil sorularında “ışık nerede algılanır?” ile “kimyasal sinyal nereden nereye gider?” sorularını ayır.
8. Mika-jelatin deneylerinde kimyasal madde geçişinin engellenip engellenmediğine bak.
9. Oksinli agar deneylerinde blok ortaya konulmuşsa simetrik, yana konulmuşsa asimetrik büyüme bekle.
10. Deney sorularında bağımsız değişkeni araştırmacının değiştirdiği etken, bağımlı değişkeni ölçülen sonuç olarak belirle.

Konu Özeti

Bitkiler aktif yer değiştirme yapamaz ancak çevresel uyaranlara hareket oluşturarak tepki verir. Bu tepkiler uyaran yönüne bağlıysa tropizma, bağlı değilse nasti olarak adlandırılır.

Tropizma hareketleri pozitif veya negatif olabilir. Fototropizma ışık, geotropizma yer çekimi, hidrotropizma su, kemotropizma kimyasal maddeler, haptotropizma dokunma etkisiyle oluşan yönelimlerdir.

Nasti hareketleri uyaran yönünden bağımsızdır. Fotonasti ışık şiddeti, sismonasti dokunma veya sarsıntı, termonasti sıcaklık değişimiyle ilişkilidir. Nasti hareketlerinde ani turgor değişimleri ve hızlı hücre büyüme asimetrileri rol oynayabilir.

Fototropizmada oksin sürgün tepesinde üretilir ve tek yönlü ışıkta az ışık alan tarafta daha fazla birikir. Bu taraftaki hücrelerin daha fazla uzaması gövdenin ışığa yönelmesine neden olur.

Koleoptil deneyleri; ışığın koleoptil ucunda algılandığını, uçtan alt bölgelere kimyasal bir sinyal taşındığını ve asimetrik büyümenin yönelmeyi oluşturduğunu göstermiştir. Daha sonraki deneylerde bu kimyasal maddenin oksin olduğu belirlenmiştir.

Konuyu Bitirdiğinde Bunları Yapabiliyor Olmalısın

• Tropizma ve nasti hareketlerini ayırt edebilmelisin.
• Pozitif ve negatif tropizmayı açıklayabilmelisin.
• Fototropizma, geotropizma, hidrotropizma, kemotropizma ve haptotropizmayı örneklerle eşleştirebilmelisin.
• Fotonasti, sismonasti ve termonastiyi ayırt edebilmelisin.
• Aynı uyaranın tropizma ve nasti oluşturabileceğini açıklayabilmelisin.
• Kök ve gövdede yer çekimine verilen zıt yönlü tepkileri açıklayabilmelisin.
• Oksinin fototropizmadaki rolünü açıklayabilmelisin.
• Kök ve gövdenin yüksek oksin konsantrasyonuna farklı tepki verdiğini yorumlayabilmelisin.
• 1880, 1913, 1918 ve 1926 koleoptil deneylerinin temel sonuçlarını yorumlayabilmelisin.
• Mika, jelatin ve agar deneylerinin neyi gösterdiğini açıklayabilmelisin.
• Bitkilerde yönelim deneylerinde bağımlı ve bağımsız değişkenleri belirleyebilmelisin.