Ünite 4: Bahçe Bitkilerinin Biyolojik Esasları

Çiçek Tomurcuğu Oluşumu

Bitkilerde üreme iki tipte olur.

• Vegetatif (Eşeysiz) Üreme
• Generatif (Eşeyli) Üreme

Bir bitkide kök, gövde, dallar ve yapraklar vegetatif organları oluştururlar. Ayrıca, bazı bitkilerde oluşturulan soğan, yumru, rizom ve stolon (kol) gibi bitki kısımları da vegetatif organlardır. Üzerinde tomurcuk ve benzeri büyüme merkezlerini taşıyan, örneğin aşı gözü, çelik, soğan, yumru ve rizom gibi vegetatif bitki parçalarıyla gerçekleşen üremeye ise vegetatif üreme adı verilir. Vegetatif üremede erkek ve dişi eşey hücrelerinin döllenme yoluyla birleşmesi söz konusu olmadığından, bu üreme şekli eşeysiz üreme kapsamında incelenir. Bir bitkide çiçek, tohum ve meyveler generatif organları oluştururlar. Çiçekte bulunan eşey organlarındaki eşey ana hücrelerinde mayoz bölünme sonucunda erkek ve dişi eşey hücreleri meydana gelir. Bu hücrelerin döllenme yoluyla birleşmesi sonucunda tohum, tohum oluşumuna bağlı olarak da birçok bitkide meyve meydana gelir. Olgun ve sağlıklı bir tohumun uygun ortamlarda çimlenmesi sonucunda ise yeni bir bitki oluşur. Böylece tohumlu bitkilerde neslin devamı sağlanır. Bu durumda, üreme materyali tohumdur. Generatif üreme, eşey hücrelerinin birleşmesi sonucu meydana geldiğinden, bu üreme şekline eşeyli üreme de denilir. Bir bitkide oluşan çiçekler, sürgünler ve yapraklar; tomurcuk (göz) adı verilen ve içerisinde bu organ taslaklarının bulunduğu büyüme merkezlerinden meydana gelirler. Tomurcuklar, oluşturdukları organlara göre çiçek tomurcuğu, yaprak tomurcuğu veya sürgün tomurcuğu gibi isimler alırlar. Genellikle çiçek tomurcukları geniş ve kabarık, sürgün ve yaprak tomurcukları ise daha dar ve yayvan şekillidir. Çiçek tomurcuğu içinde çiçek organ taslaklarının bulunan ve gelişip açılarak çiçeği oluşturan yapıdır. Çeşitli bitkilerin çiçekleri incelendiğinde, çiçek organlarının sayı, şekil, renk ve irilik yönünden büyük farklılıklar ortaya koydukları görülür. Çiçek sapının tepe kısmı genellikle genişleyerek çiçek tablasını oluşturur. Normal gelişen bir çiçekte organlar çiçek tablası üzerinde iç içe halkalar şeklinde dizilirler. Bu halkalarda dıştan içe doğru sırasıyla çiçeği koruma görevindeki genellikle yeşil renkli çanak yapraklar; ikinci sırada gösterişli, renkli ve kokulu olması nedeniyle böcekleri çekerek tozlanmaya yardımcı olan taç yapraklar; üçüncü sırada filamentler (ipçik) ucunda polenleri taşıyan anterlerden (başçık) oluşan erkek organ ve en içte tepecik, boyuncuk ve yumurtalıktan oluşan bir dişi organ bulunur.

Çiçeklerde ve Bitkilerde Eşeysel Farklılıklar

Genellikle bitkiler hermafrodittir. Yani erkek ve dişi organ aynı çiçek üzerinde bulunurlar. Bazı durumlarda erkek ve dişi organ farklı çiçekler üzerinde bulunurlar. Bu tip çiçeklere ise tek eşeyli çiçekler denir. Hermafrodit çiçekli bitkilere monoklin, tek eşeyli çiçeklere sahip bitkilere ise diklin denir. Diklin bitkilerde erkek ve dişi organlar aynı bitki üzerindeki çiçeklerde olabileceği (Monoik) gibi aynı türe ait farklı bireyler üzerinde de olabilir (Dioik). Bu grup içerisinde; üzerinde sadece dişi çiçekleri taşıyan bireylere dişi bitki (Gynoik bitki), üzerinde sadece erkek çiçekleri taşıyanlara ise erkek bitki (Androik bitki) adı verilir Monoik bitkilere örnek olarak; fındık, kestane, ceviz verilebilir. Dioik bitkilere örnek olarak ise Antepfıstığı, kivi, dut, incir verilebilir.

Tozlanma ve Döllenme ile Bunları Etkileyen Faktörler

Erkek organların anterlerinde oluşan polenlerin dişi organda tepeciğe taşınması işlemine tozlanma denir. Bir çiçeğin anterlerinde oluşturulan çiçek tozlarının aynı çiçeğin veya aynı bitki üzerindeki herhangi bir çiçeğin tepeciği üzerine taşınmasına kendine tozlanma denir. Ayrıca, aynı çeşide ait bitkiler arasındaki tozlanma işlemi de yine kendine tozlanma kapsamında incelenir. Kendine tozlanma işlemi belirli bir amaca yönelik olarak (örneğin ıslah amacıyla) insanlar tarafından kontrollü bir şekilde yapılırsa, kendilemeden söz edilir. Tozlanma rüzgar yada böceklerle olabilir. Bu farklılıklar çiçeğin yapısal durumlarından kaynaklanmaktadır. Böceklerle tozlanan bitkilere entomofil bitkiler adı verilir. Böcekler, çiçeklere besin kaynağı olarak çiçek tozu ve nektar (balözü) almak üzere gelirler. Rüzgarla tozlanan bitkiler ise anemofil bitkiler olarak adlandırılır. Polen dişi organdaki tepeciğe ulaştıktan sonra çimlenerek polen tüpünü oluşturur ve yumurtaya kadar ulaşır. Çimlenme olayından sonra, çiçek tozu içinde bulunan ve kalıtsal materyalin sonraki nesillere aktarılmasını sağlayan generatif çekirdek ile kalıtsal özellik taşımayan vegetatif çekirdek, çim borusunun içine aktarılır. Bundan sonra döllenme gerçekleşir. Tozlanma ve polen tüpü oluşumu gibi olayların başarısında iklim faktörleri büyük önem taşır. Bu faktörlerden biri olan düşük sıcaklık koşullarında bitki bünyesindeki enzim ve hormon faaliyetleri yavaşladığından, hücre bölünmesi de yavaşlar. Bu nedenle anterlerde üretilen çiçek tozu miktarı azalırken, sağlıklı çiçek tozu oluşumunda da azalmalar olur. Diğer bir faktör olan hava nemi düşük olduğunda, tepecik yüzeyi kurur ve çiçek tozlarının çimlenmesi engellenir. Ayrıca, çiçek tozları aşırı miktarda su kaybederek kuruyabilir. Çiçek tozu çimlenmesi engellendiğinde, döllenme ve buna bağlı olarak tohum oluşumu da engellenir. Şiddetli yağışlar, çiçek tozlarının yıkanarak kaybolmasına neden oldukları gibi, böcek aktivitesini de olumsuz etkiler. Çiçeklenme döneminde esen şiddetli rüzgarlar çiçek dökümlerine neden olur. Ayrıca, böcek aktivitesini de olumsuz etkiler. Ultraviyole ışınları, çiçek tozu canlılığını olumsuz etkiler. Beslenme ve bakım, çiçeğin eşey organları, taç yaprakları, erkek organların dizilimi, polen salınımının zamanlaması gibi yapısal faktörlerde tozlanma ve döllenme üzerine etkilidir.

Tohum ve Meyve Oluşumu

Döllenmeden sonra oksin, gibberrelin ve sitokinin gibi büyüme düzenleyici maddelerin senteziyle su ve besin çekimi sağlanır. Sağlanan bu su ve besin tohum taslağına aktarılarak tohum oluşturulur. Aynı zamanda çevre doku ve organlar tarafından da çekilir. Döllenme sonucu oluşan zigot endospermdeki besin sayesinde embriyoyu ve tohumu oluşturur. Tohum oluşumunu takiben yumurtalık ve çiçek tablası gibi kısımlar etlenerek meyveyi oluşturur. Meyve, içerisinde yer alan tohumları yüksek ve düşük sıcaklık, su kaybı, zararlı böcek ve diğer canlıların neden olacağı olumsuz dış etkilerden korur. Ayrıca, birçok canlı için besin kaynağı olduğundan, tohumların değişik canlılar tarafından çevreye yayılmasını sağlar. Bazen eşey organlarındaki kısırlık, eşey hücrelerindeki gamet kısırlıkları, kalıtsal nedenlerden kaynaklanan eşeysel uyuşmalıklar tohum ve meyve oluşumunu etkileyen faktörlerdir.

Döllenme Olmaksızın Tohum ve Meyve oluşumu

Döllenme olmaksızın tohumsuz meyve oluşumuna partenokarpi denir. Partenokarpi, üç kısımda incelenir:

• Vegetatif Partenokarpi
• Fakültatif Partenokarpi
• Uyartılı Partenokarpi

Vegetatif partenokarpide herhangi bir dış etkiye gereksinim olmadan bitkinin genetiksel olarak kendiliğinden tohumsuz meyve oluşturması söz konusudur. Bu bitkilerde çoğunlukla gamet kısırlıkları görüldüğünden, istense de tohumlu meyveler elde edilemez. Fakültatif Partenokarpide bitki üzerindeki bazı yumurtalıklar normal döllenerek tohumlu meyveler oluştururken, döllenmeyenlerin bir bölümü tohumsuz meyve oluştururlar. Bu durum, dişi eşey hücresi sağlıklı olduğu halde, çiçek tozu kısırlığı görülen ve bu nedenle yabancı tozlanma zorunluluğu vardır. Uyartılı partenokarpide de fakültatif partenokarpide olduğu gibi normal döllenme yoluyla oluşan tohumlu meyvelerin yanında, tohumsuz meyvelerin de oluşumu söz konusudur. Ancak, fakültatif partenokarpiden farklı olarak, partenokarpik meyve oluşumu kendiliğinden değil, bir uyartıma bağlı olarak gerçekleşir. İyi gelişmemiş veya cansız bir çiçek tozu veya yabancı bir türe ait çiçek tozları tepecik üzerinde uyartım sağlayabilir. Bu durum, özellikle kendine uyuşmazlık görülen çeşitlerde ve yabancı tozlanmanın da olumsuz ekolojik koşullar nedeniyle engellenmesi halinde gerçekleşir. Ayrıca, tohum taslağı veya dişi eşey hücresi gelişiminde sorun olan çeşitlerde ve triploid çeşitlerde de görülür. Kendiliğinden oluşan partenokarpiye örnek olarak ananas bitkisi; uyarı sonucu görülen partenokarpiye örnek olarak ise sofralık incir ve yeni dünya gibi bazı meyveler verilebilir. Bazı üzüm türlerinde görülen stenospermokarpi sonucu tohumsuz meyveler oluşmaktadır. Burada oluşan embriyo gelişimindeki aksamalar tohum oluşumunu engellemektedir ve partenokarpi ile karıştırılmamalıdır. Döllenme olmaksızın tohum oluşumuna apomiksis adı verilir. Bu durumda embriyo, döllenme olmadığı halde ya nusellus hücrelerinden veya embriyo kesesi içindeki döllenmemiş yumurta hücresi, sinergit ve antipod gibi hücrelerden meydana gelir. Ancak en yaygın olan durum,nuseller embriyoni de denilen bazı nusellus hücrelerinden embriyo oluşumudur. Tamamen genetiksel kaynaklı olan bu durum, başta birçok turunçgil türü olmak üzere, bazı elma, üzüm, ceviz, ahududu ve böğürtlen çeşitlerinde görülebilmektedir. Bu olay sonucunda, tohum taslağı içerisinde bir tanesi normal döllenme sonucu oluşmuş zigotik embriyo, diğerleri nusellus hücrelerinden oluşmuş nuseller embriyolar olmak üzere 1’den fazla sayıda embriyo meydana gelir. Elma, üzüm ve ceviz gibi bitkilerin bazı türlerinde bu genetik kaynaklı olay görülmektedir. Bu iki döllenme olmaksızın gerçekleşen olayda bitki büyüme düzenleyicilerinin rolü büyüktür.

Meyve Tutumunu Arttırmaya Yönelik Önlemler

Çiçeklenme döneminde yüksek veya düşük sıcaklıklar, şiddetli yağış ve rüzgar, kuraklık, hava neminin çok yüksek veya düşük olması gibi olumsuz iklim koşullarında; tozlanma, döllenme ve buna bağlı olarak tohum ve meyve oluşumu olumsuz etkilenir. Sulama, gübreleme budama, toprak işleme, tarımsal mücadele gibi bakım işlemlerinin zamanında ve gerektiği şekilde yapılması durumunda, bitki sağlığı ve buna bağlı olarak meyve tutumu olumlu etkilenir. Özellikle kısırlık ve eşeysel uyuşmazlık gibi nedenlerle yabancı tozlama gerektiren durumlarda tozlayıcı ile ana bitkinin aynı zaman diliminde çiçeklenmeleri önem taşır. Bitkilerin meyve taşıyacak dallarının kuvvetli olması, bitkideki çiçek sayısı ve bunların sağlıklı olmaları, çiçeklerin döllenme zamanları, tozlayıcı ve ana bitkinin eşeysel olgunluk zamanları, tozlayıcı böcek etkinliği veya rüzgarla tozlananları için hava akımının uygunluğu gibi faktörler meyve tutumunu etkileyen faktörlerdir. Yetiştiricilik alanı içerisinde bulunan tozlayıcı bitki sayısı arttıkça, meyve tutma olasılığı da artar. Ancak, tozlayıcı bitkilerin sadece sayısı değil, yetiştiricilik alanı içerisinde düzenli dağılımı da önem taşır. Böcekle tozlanan bitkilerde tozlayıcı böcek etkinliğinin; rüzgarla tozlananlarda ise hava akımının istenen düzeyde olması halinde meyve tutumu olumlu etkilenir. Bu faktörlerin yeterli olmadığı durumlarda meyve tutumu azalır.