Çiçekli Bitkilerde Döllenme, Tohum ve Meyve Oluşumu

Tozlaşma: Erkek organ başçığının açılması sonucunda olgunlaşan polenlerin böcekler, kuşlar, rüzgâr, su vb. etkenlerle dişi organın tepeciğine taşınmasına tozlaşma denir. Bir çiçeğin dişi organına, aynı çiçekten veya aynı bitkinin başka çiçeğinden polenlerin taşınmasına kendi kendine tozlaşma denir.

Monoik bitkilerde ve tam çiçek taşıyan bitkilerde hem polen hem de yumurta üretildiği için bitkinin kendisi ile tozlaşma ihtimali de vardır ancak kendi kendine tozlaşma, kalıtsal çeşitliliğin azalmasına neden olduğu için birçok bitkide bunu engelleyen adaptasyonlar da gelişmiştir. Bir bitkinin çiçeğindeki polenin, aynı türden başka bir bitkinin dişi organına taşınmasına ise çapraz tozlaşma denir. Çapraz tozlaşma ile kendi kendine tozlaşmaya göre daha fazla kalıtsal çeşitlilik meydana gelir. Böylece değişen ortama daha fazla uyum yeteneği olan bireyler oluşur.

Döllenme: Tozlaşmadan sonra, polenin yapısındaki vejetatif çekirdek, polen tüpünü oluşturur. Polen tüpü dişi organın tepecik kısmından aşağıya doğru büyüyerek embriyo kesesine ulaşır. Bu sırada generatif çekirdek, polen tüpünde ilerlemeye başlar ve bir mitoz bölünme geçirerek haploit kromozomlu iki sperm çekirdeğini oluşturur. Sperm çekirdekleri, polen tüpünde yer alan tohum taslağının mikropil adı verilen açıklığına ulaştığında tüpün ucu erir ve çekirdekler ovaryuma (yumurtalık) girer. Yumurta hücresini, sperm hücrelerinden biri dölleyerek diploit kromozomlu zigotu, diğeri de merkezdeki iki polar çekirdeği ile birleşerek triploit (3n) kromozomlu çekirdeği oluşturur. Döllenmeden sonra zigot; mitoz bölünmeler ile embriyoyu oluştururken, triploit çekirdek ise hızla mitoz bölünmeler geçirerek tohumun besinlerinin depolanacağı endosperm dokusunu (besi dokusu) oluşturur. İki sperm çekirdeğinin embriyo kesesindeki farklı çekirdeklerle birleşmesi çift döllenme olarak adlandırılır.

Tohum ve Meyve Oluşumu

Döllenmeden sonra tohum taslağının gelişmesiyle tohum oluşur. Bir tohumda içten dışa doğru embriyo, endosperm (besi doku) ve tohum kabuğu olmak üzere üç kısım bulunur. Döllenmeden sonra tohum taslağındaki bazı hücreler, değişerek tohum kabuğunu oluşturur. Tohum kabuğu, tohumu çimlenmeden önce mekanik etkilerden ve uygun olmayan çevre şartlarından korur. Endosperm, protein, karbonhidrat ve yağ gibi besin maddelerini depolar ve embriyoya besin sağlar. Çift çenekli bitkilerin bazılarında tohumlar endosperm içermediklerinden, gerekli besinler çeneklerden sağlanır. Diploit kromozomlu (2n) olan zigot, döllenmeden sonra mitoz bölünmeler geçirerek embriyoyu oluşturur. Embriyoda; embriyonik kök, embriyonik gövde ve çenek bulunur. Embriyonik kök, bitkinin kök sistemini, embriyonik gövde ise sürgün sistemini oluşturur. Tohumlu bitkilerde embriyoyu kaplayan etli kısma çenek denir. Çenek, endospermden aldığı besini embriyoya iletir. Tohum taslağında bir çenek bulunduran bitkilere tek çenekli bitkiler, iki çenek bulunduran bitkilere ise çift çenekli bitkiler denir.

Döllenmeden sonra tohum taslağı gelişerek tohumu, yumurtalık da gelişerek meyveyi oluşturur. Şeftali, kayısı, erik, kiraz vb. tek yumurtalıktan oluşan meyvelere basit meyve, çilek, böğürtlen, ahududu, dut vb. çok sayıda yumurtalığın bir araya gelerek oluşturduğu meyvelere ise bileşik meyve denir.

Meyveler, uyku hâlindeki tohumları koruyarak, yayılmalarına yardım eder. Tohumların ana bitkiden uzağa yayılması, bitkinin neslinin devamlılığı için avantaj sağlar. Meyvelerin yayılmasında hayvanlar, su, rüzgâr vb. faktörler etkilidir. Bazı bitkilerde tohumun meyve tarafından yayılmasını kolaylaştıracak adaptasyonlar gelişmiştir.

Karahindiba ve akçaağaç bitkilerinin tohumlarında, rüzgârda uçmasını sağlayacak kanat veya paraşüt benzeri yapılar bulunur. Böylece bu tohumlar rüzgârın etkisiyle çevreye yayılır. Bazı meyveler de çengelli, dikenli, tüylü veya yapışkan yüzeyleri sayesinde hayvanların kürklerine, kuşların tüylerine veya insanların kıyafetlerine tutunarak taşınır. Hindistan cevizi gibi bazı meyve türleri de suyla taşınarak yayılır.

Yalnızca yumurtalığın gelişmesiyle oluşan meyvelere gerçek meyve denir. Örneğin; kiraz, portakal, kayısı, domates, kabak vb. Meyvenin yapısına ovaryumla beraber taç yaprak, çanak yaprak ve çiçek tablası da katılırsa yalancı meyve olarak adlandırılır. Örneğin; elma, armut, ayva, incir vb.

Çimlenme

Tohum embriyosunun uygun ortam koşullarında yeni bir bitki oluşturmak için tohum kabuğundan dışarı çıkarak büyümesine çimlenme denir. Çimlenmenin gerçekleşebilmesi için su, uygun sıcaklık ve oksijen gereklidir. Tohum yeterince olgunlaşmamışsa bu koşullar sağlansa bile çimlenme gerçekleşmez. Döllenmeden sonra çevreye dağılan tohumlar, uygun ortam şartları oluştuğunda su alır ve tohum kabuğu çatlar. Embriyoda enerji üretimi artar ve mitoz bölünmeler gerçekleşir. Mitoz bölünme sonucu embriyonik kök ve gövde oluşur. Bunlar da gelişerek bitkiyi (fide) oluşturur. Bu sırada fotosentez yapamayan embriyo besin ihtiyacını, endospermden (besi doku) sağlar. Fasulyede olduğu gibi çift çenekli bitkilerin bazılarında çimlenme sırasında tohum içinde kalan embriyonik gövde yukarı doğru büyürken çenekler toprak üstünde kalır. Bezelye gibi çift çenekli ve mısır gibi tek çenekli bitkilerin çoğunda çenekler toprak altında kalır.

Çimlenmeye etki eden çevresel faktörleri sıralayacak olursak;

▶ Su: Çimlenmenin başlaması için tohumun öncelikle su alması gerekir. Su enzimlerin çalışmasında etkilidir ve hücrelerin bölünmesi, büyümesi için gerekli metabolik faaliyetleri başlatır. Ortamda su gereğinden fazla ise tohumun oksijen almasını
engelleyerek tohumun çürümesine neden olabilir.

▶ Sıcaklık: Enzimlerin çalışma hızını etkilediğinden, çoğu bitkinin çimlenmesi için uygun sıcaklık 25-30 °C civarıdır. Diğer koşullar uygun olsa da sıcaklığın çok düşük veya yüksek olması çimlenmeyi durdurabilir.

▶ Oksijen: Tohum kabuğu çatlayıp çimlenme başladığında, embriyoda metabolizma hızı artar ve çok miktarda oksijene ihtiyaç duyulur.

Dormansi ve Çimlenme

Embriyo, tohum oluşumunun sonlarına doğru içindeki su oranının büyük bir kısmını kaybeder. Suyun azalmasıyla beraber, absisik asitin de etkisiyle embriyonun gelişimi durur ve çimlenme zamanına kadar dormansi (uyku hâli) söz konusu olur. Tohum kabuğunun dayanıklılığı, tohumda depolanan besin miktarı ve çeşidi tohumun dormansi süresini etkiler. Çevresel faktörler uygun hâle geldiğinde tohum dormansi evresinden çıkarak çimlenir. Tohumlar dormansi ile kuraklık, aşırı nem, donma gibi olumsuz koşullara karşı direnç sağladığından zarar görmeden çimlenir.