BİTKİLERDE BÜYÜME , FARKLILAŞMA VE GELİŞME FİZYOLOJİSİ Bitkisel organların yapılarına yeni sentezledikleri maddeleri alarak geri dönüşümü mümkün olmayacak şekilde hacimlerini arttırarak yeni şekiller kazanması sürecine Büyüme denir. Büyümede genel olarak morfogenesiz ( hücrelerin ayrı tabakalar halinde ya da kitleler halinde organize olması) ve farklılaşmayı içine alır.

. Bu olayların yürütülmesinde etkili olan düzeni kontrol eden faktörleri iki grup altında toplamak mümkündür. 1. Birincisi, organizmanın gelişmesini kontrol eden bitki büyüme düzenleyicileri gibi içsel faktörlerdir. 2. İkincisi ise sıcaklık, ışık , su vs gibi dış faktörlerdir.

Bitkilerde büyüme olayı beş temel evrede gerçekleşmektedir 1. Hücre çoğalması: Bitki büyümesinde ilk basamak olan hücre çoğalması, somatik bitki hücrelerinin mitoz bölünmeler ile sayıca çoğalmasını ifade eder 2. Hücre büyümesi: Her bir hücrenin bir organizma gibi büyüyüp farklılaşmasıdır. Hücrenin temel maddesi olan plazma ve zara aynı türden yeni maddelerin katılması ile olur. Bu evre alt bölümlerde incelenebilir. Sırasıyla, hücrenin uzama evresi( hücre uzar), İçsel tamamlanma evresi ( hücre genişlemesi) ve olgunluk evresi( hücrenin farklılaşma evresidir) 3.Hücre farklılaşması(Diferansiyasyon): Bir hücrenin belli görev için belirli ve işlevsel yetenekleri sağlayıcı karakteristikleri kazanmasıdır. 4. Dokuların Şekillenmesi: Belli iş görevler için özelleşmiş hücreler morfogenez süreci için doku şekillenmesini sağlar. 5.Organların Şekillenmesi: Birçok çevre faktörünün kontrolünde gerçekleşen ve morfogenezin son evresini oluşturan gelişim peryodudur.

Bitkiler çiçeklenme durumlarına göre farklı gruplara ayrılırlar Eger bir bitki, bir kez çiçeklendikten sonra ölüyorsa bu bitki monokarpik olarak adlandırılır. Bunun yanında polikarpik olarak isimlendirilen bitkiler birçok kez çiçeklenirler. Monokarpik çiçeklerin çoğu tek yıllık( annual) olmasına rağmen, çok yıllık olanlarına da rastlamak mümkündür. Bu durumda bitki çiçekleninceye kadar vejetatif durumda kalır, sonunda çiçeklenir ve ölür. Buna en iyi örnek, tipik iki yıllık( biennial) bitkilerdir Genellikle çok yıllık bitkileri kapsayan polikarpik bitkiler bütün vejetatif meristemlerini çiçek meristemlerine dönüştürmezler. Odunsu çok yıllık bitkiler çiçeklenmeye birkaç yıl sonra başlarlar. Bu bitkilerin çiçekleninceye kadar geçen süreleri juvenil faz( gençlik faz) olarak bilinir.

Hücre büyümesi ve farklılaşması Birçok bitkide hücre büyüme ve gelişmesi üç temel basamakta gerçekleşir. Bunlardan ilki hücre bölünmesidir, ikincisi yavru hücrelerin her birinin hacminin arttığı hücre genişlemesidir. Üçüncü olay ise; hücre farklılaşmasıdır.

Farklı hücre yapılarının oluşmasında sadece hücre bölünmesinin yönü değil aynı zamanda hücre genişlemesinin yönü de oldukça önemlidir Çeper büyüme mekanizmasında iki farklı büyüme gerçekleşir. 1.İntüssusepsiyon: Yeni mikrofibrillerin genellikle mevcut alanların arasına girmesi ile 2. Apozisyon: ise birbirinin ardışık üst üste gelerek çeper büyümesi gerçekleşir

Hücre genişlemesi genel olarak iki olaydan etkilenir Hücre genişlemesi genel olarak iki olaydan etkilenir. Hücre çeperinin gevşemesi ve pozitif turgor basıncı Hücre çeperinin gevşemesi sırasında sitozolden hücre çeperi bölgesine (H ) iyonları pompalanarak ortamın asitleşmesi sağlanır. Oluşan asidik ortam, selüloz mikrofibriller arasındaki polisakkarit köprülerinin kırılmasını sağlayan enzimlerin sentezini uyarır Hücrede içsel büyüme maddelerin artması ve suyu aldıkça artan turgor basıncı ile birlikte oluşan yeni çeper materyalide kırılarak açılan liflerin arasına girerek genişlemeyi sağlar

Hücre çeperi bitkiye mekanik dayanıklılık kazandıran, hücreleri birbirine bağlayan, hücrenin şeklini belirleyen bir yapıdır. Hücre çeperinin selüloz mikrofibrilleri sıvı bir matriks içerisine gömülüdür. Matriks, hemisellüloz ve pektin polisakkaritlerden oluşur Matriksde bulunan polisakkaritler içerdikleri şeker monomerlere göre tanımlanırlar. Örnegin, glukozdan oluşanlar glukan, ksilozdan oluşan ksilan ve galaktozdan oluşanlar galaktan olarak adlandırılmıştır Hemisellülozlar selüloz mikrofibrillere baglanabilen esnek yapılı polisakkaritlerdir. En fazla bulunan ksiloglukan sonra da sırasıyla glukuronarabinoksilanlar ve glukomannanlar Pektinler, selüloz-hemiselüloz ağı içerisinde yeralan sulu bir jel faz yapısındadır. Genel olarak şekerlerden galaktronik asit( asidik), ramnoz, galaktoz ve arabinoz(nötr) içerirler .

ORGANLARIN BÜYÜMESİ  Organları meydana getiren hücrelerin büyümeleri bölünerek sayıca çoğalmaları sonunda olur. Buna göre bir organın büyümesi iki faktörün etkisi altındadır. Organı oluşturan hücrelerin bölünerek sayıca artması, bölünen her hücre hacminin artması sonunda da organ hacminin artması.

KÖK Embriyonun radikula hücreleri sürekli bölünerek kökçüğü oluşturur. Kökçük uzarken kökün yapısına katılan dokularla, esas kök ve emici tüyler gelişir. GÖVDE Embriyonun plumula adı verilen kısmının bölünmesi ile gövde ekseni ve bunu da farklılaşması ile çeşitli bölgeler oluşur. Uzunlamasına büyüme devam ederken, lateral kalınlaşmalarda meydana gelerek iletim sistemi gelişir. Yapısal özellikler nedeni ile gövdenin primer büyümesi köke göre daha karmaşıktır.

YAPRAK Vejetasyon bölgesinden küçük çıkıntılar halinde beliren primordiyum hücreleri daha sonra bölünmeler sonucu yanal uzantıları oluştururlar. Sonradan bu uzantıların farklı kısımları genişleyip uzayarak yaprağın tipik kısımlarını meydana getirebilir ÇİÇEK Bitkinin bir veya daha fazla vejetatif ucu sonunda yaprak ve tomurcukları verir. Tomurcuklarda daha sonra çiçekleri oluşturur. Bu değişimin esası gövde ucundaki yapısal farklılaşmaya dayanır

BİTKİ BÜYÜME VE GELİŞME DÖNGÜSÜ Bu döngü iki evreden oluşur. Ergin bir tohum uygun koşullarda çimlenir ve fideyi verir. Sonra da bu fide büyüyüp gelişerek normal bitkiye meydana getirir 1. Bu döngü iki evreden oluşur. Ergin bir tohum uygun koşullarda çimlenir ve fideyi verir. Sonra da bu fide büyüyüp gelişerek normal bitkiye meydana getirir 2. . İşte tohumun çimlenmesi ile başlayan, genç fidenin büyüyüp gelişmesi ile devam eden ve çiçeklenme periyoduna kadar süren bu evre vejetatif( bünyesel) büyüme ve gelişme evresi adı verilir. Bu evreyi izleyen üreme organları, çiçek, meyve ve tohumların oluşumunu içine alan evreye de reprodüktif( üretken) büyüme ve gelişme evresi denir.

Bitki vejetatif büyüme ve gelişme evresinde üç önemli değişim geçirir 1. Bitkinin belli bölgelerinde hücreler bölünür 2. Bölünen hücreler uzar ve genişler 3. Uzayıp genişleyen hücreler farklılaşmaya başlar.

Vejetatif büyümeye etki eden faktörler 1. Sıcaklık: Büyüme için esas olan fotosentez ve solunum olayları sıcaklığa karşı çok duyarlıdırlar. Bu neden ile büyüme sıcaklık ile çok yakından ilgilidir. Genellikle her bitkinin en iyi büyüyüp gelişim gösterdiği optimum sıcaklık derecesi ile en en fazla ve en az tahammül edebildiği sıcaklıklar farklıdır. Bitkilerin bu davranışı için termoperyodisite terimi kullanılır. 2. Işık: Işık, fotosentez yönünden bitkilerin büyüme ve gelişmeleri için mutlak gereklidir. Klorofil sentezi, stoma açılması, transpirasyon ve permeabilite gibi fizyolojik olaylara etkinliği de bitki büyümesinde gerekliliğini ortaya koymaktadır. Bitkilerin vejetatif büyümesi üzerine ışık etkisi üç ayrı özelliğine bağlı olarak açıklanabilir. Bitkilerin bu davranışı için fotoperyodisite terimi kullanılır

3. Su ve nemlilik: Su, bitki yaşamında önemli bir maddedir 3. Su ve nemlilik: Su, bitki yaşamında önemli bir maddedir. Büyüme ve gelişme olaylarının düzenlenmesinde etkin rol oynar. Su fazlalığı genel olarak büyümeyi hızlandırır. Kurak ortamlarda yetişen bitkilerde büyüme gerilemesi ve bodurluk göze çarpar. Su kıtlığında büyütülen bitkilerde terlemeyi azaltan farklılaşmaların meydana gelmesine neden olurken, yapraklar küçülür, yüzeyi sık tüyler ile örtülür, birim yüzeye düşen stoma sayısı azalır. Stomalar epiderm tabakasının daha altında ve çukurda bulunur 4. Yer çekimi etkisi:Yer çekimi bitki büyümesini olumsuz etkiler. Yer çekimi etkisinden bir süre kurtulan bitkilerde vejetatif büyümede bir hızlanma görülür. Bu etkinin hormonal bir yol ile olduğu ve dolaylı olarak büyümeyi azalttığı düşünülmektedir

Bitkinin Reprodüktif Büyüme ve Gelişmesine etki eden faktörler 1.Işık: Işıgın şiddeti, kalitesi ve aydınlanma süresinin reprodüktif gelişmede de ayrı ayrı etki etmektedir. Çiçeklenme kuvvetli ışıkta daha hızlı olurken zayıf ışık çiçeklenmeyi yavaşlatır. Gün uzunluguna bağlı olarak çiçeklenebilen bitkiler farklı gruplandırılır( fotoperyodizma) 1. Kısa gün bitkileri 2. Uzun gün bitkileri 3. Nötr gün bitkileri

2.Sıcaklık: Bitkilerde çiçeklenme bakımından sıcaklık periyotlarına da bağlıdırlar. Buna termoperyodizm adı verilir. Buna göre bitkiler iki gruba ayrılırlar. a.Kış tipi bitkiler: Bazı bitkiler çiçeklenme dönemi öncesinde soğuk bir periyoda gereksinim duyarlar. Örneğin, buğday sonbaharda ekildikten sonra, kışı tarlada geçirirken ilkbaharda çiçeklenerek yaz başlarında meyvelerini verir. Buğday, arpa gibi bazı tohumların soğuk periyodu gereksinimi vernalizasyon (soğuklama) yöntemi ile giderilebilir. Bu etki anaerobik ortamda ve yüksek sıcaklık uygulaması ile ortadan kaldırılabilir, buna devernalizasyon denir b.Yaz tipi bitkiler. Çiçeklenebilmeleri için toprağa ekildikten sonra bir soğuk periyodu geçirmelerine gerek yoktur

3. Su: Reprodüktif büyüme devresinde suyun önemli etkisi vardır 3.Su: Reprodüktif büyüme devresinde suyun önemli etkisi vardır. Özellikle bazı bitkilerin polinasyonu ve tohum dağılımı su ile gerçekleşir. Hatta bazı bitkilerin döllenmesi için su mutlaka gereklidir 4. Yer çekimi: Yatay büyütülen elma ağaçlarının çiçeklenmesinin dikey büyüyen elma ağaçlarının çiçeklenmesinden daha hızlı olduğu yer çekiminin çiçeklenmede etkili olabileceğini göstermektedir 5. Karbonhidrat ve azot miktarı: Çiçeklenme devresi daha çok hormonal mekanizmalar ile kontrol edilirken meyve devresi hem hormonal mekanizma hem de beslenme mekanizmaları ile kontrol edilmektedir 6. Bazı kimyasal bileşikler: Bitkilerde çiçeklenme bazı sentetik hormonlar ile ve bazı kimyasallar ile hızlandırılabilir