3.3.2. Çiçekli Bitkilerde Döllenme, Tohum ve Meyve Oluşumu

Çiçekli bitkilerde neslin devamlılığı, birbirinden kusursuz şekilde işleyen bir dizi biyolojik olaya dayanır. Tozlaşma ile başlayan bu süreç, döllenme, tohumun gelişimi ve nihayetinde tohumu koruyup uzak diyarlara taşıyacak olan meyvenin oluşumuyla sonuçlanır.

Döllenme: Çift Döllenme Mucizesi

Tozlaşma sonucunda, polen tanesi dişi organın nemli ve yapışkan olan tepeciğine (stigma) gelir. Burada stigma sıvılarını emerek şişer ve çimlenir. Polenin içindeki vejetatif (tüp) hücre, dişicik borusu boyunca aşağı doğru uzayarak bir polen tüpü oluşturur. Bu tüp, yumurtalığa (ovaryuma) doğru adeta bir tünel açar. Polen tüpü içinden ilerleyen generatif hücre ise, yolda bir kez mitoz geçirerek iki adet sperm hücresini oluşturur.

Polen tüpü, tohum taslağının alt kısmındaki açıklık olan mikropilden içeri girer. Tüpün ucu erir ve içerisindeki iki sperm hücresi embriyo kesesine boşaltılır. Kapalı tohumlu bitkilere özgü olan ve onlara büyük evrimsel avantaj sağlayan olay burada başlar: Çift Döllenme.

1. Birinci Döllenme (Zigot Oluşumu): Spermlerden biri (n), embriyo kesesindeki yumurta hücresi (n) ile birleşerek diploit (2n) kromozomlu zigotu oluşturur. Zigot ileride mitoz bölünmelerle bitkinin taslağı olan embriyoyu meydana getirecektir. Sperm (n) + Yumurta (n) → Zigot (2n) → Embriyo (2n)

2. İkinci Döllenme (Endosperm Oluşumu): Diğer sperm hücresi (n) ise kesenin ortasında bulunan iki adet polar çekirdek (n+n) ile birleşir. Üç haploid çekirdeğin kaynaşmasıyla triploit (3n) kromozomlu çekirdek oluşur. Bu triploit hücre, tohum çimlenene kadar embriyoyu besleyecek olan besi dokuyu (endosperm) oluşturur. Sperm (n) + Polar çekirdekler (n+n) → Triploit çekirdek (3n) → Endosperm (3n)

[!IMPORTANT] Çift döllenme SADECE kapalı tohumlu bitkilere özgü benzersiz bir üreme stratejisidir. Bu sistem, tohum boş yere besin harcamasın diye, ancak yumurta döllenirse endosperm (besi doku) oluşmasını garanti altına alır.

Tohum Oluşumu ve Yapısı

Başarılı bir döllenme sürecinin ardından tohum taslağı değişime uğrayarak tohumu oluşturur. Olgun bir tohum üç ana kısımdan oluşur: 1. Tohum Kabuğu (Testa): Tohum taslağının dış örtülerinin sertleşmesiyle oluşur (2n). Embriyoyu fiziksel hasarlardan, kuraklıktan ve aşırı sıcaklardan korur. 2. Endosperm (Besi Doku): Çift döllenme sonucu oluşan 3n kromozomlu dokudur. Nişasta, protein ve yağ depolar. 3. Embriyo: Zigotun art arda mitoz geçirmesiyle oluşan yavru bitki taslağıdır. Embriyonun yapısında; - Embriyonik Kök (Radikula): Çimlenince bitkinin kök sistemini oluşturur. - Embriyonik Gövde (Plumula): Çimlenince bitkinin sürgün (gövde ve yaprak) sistemini oluşturur. - Çenek (Kotiledon): Embriyoya bağlı olan tohum yapraklarıdır. Tohum çimlenirken endospermden aldığı besinleri embriyoya aktarır.

Tohumlar embriyodaki çenek sayısına göre ikiye ayrılır: - Tek Çenekli (Monokotil) Bitkiler: Tohumunda tek bir çenek yaprağı barındırır. Buğday, mısır, lale, orkide ve soğan gibi bitkilerdir. Endosperm genellikle tohum olgunlaşana kadar varlığını korur. - Çift Çenekli (Dikotil) Bitkiler: Tohumunda iki adet çenek yaprağı bulunur. Fasulye, nohut, mercimek, elma, ceviz gibi bitkilerdir. Bunların çoğunda endospermin besinleri tohum olgunlaşmadan çeneklere geçer. Bu yüzden fasulye tohumunun içini açtığınızda o iri, etli kısımlar aslında besinle dolmuş çeneklerdir.

Meyve Oluşumu ve Yayılma Adaptasyonları

Döllenmeden sonra çiçekteki çanak, taç ve erkek organlar görevlerini tamamlayıp kuruyarak dökülür. Tohumu (veya tohumları) saran yumurtalık (ovaryum) çeperleri etlenip kalınlaşarak meyve adını verdiğimiz yapıyı oluşturur. Meyvenin birincil biyolojik amacı insanları beslemek değil, uyku halindeki tohumları korumak ve uzak mesafelere yayılmalarını (böylece rekabeti azaltmayı) sağlamaktır.

Meyveler gelişimlerine göre üç tipe ayrılır: - Basit Meyve: Tek bir çiçeğin tek bir yumurtalığının gelişmesiyle oluşan meyvelerdir. Erik, kiraz, şeftali, kayısı, limon, üzüm basit meyve örnekleridir. - Küme (Agregat) Meyve: Bir çiçeğin içindeki birden fazla serbest yumurtalığın ayrı ayrı gelişerek bir bütün halini almasıyla oluşur. Çilek, dut ve böğürtlen buna harika birer örnektir; üzerlerindeki her bir küçük çıkıntı aslında ayrı bir yumurtalıktan gelişmiştir. - Bileşik Meyve: Aynı sap üzerindeki birden fazla çiçeğin yumurtalıklarının kaynaşmasıyla meydana gelir. Ananas en tipik örneğidir.

Ayrıca meyveler yapılarına katılan organlara göre de adlandırılır: - Gerçek Meyve: Yalnızca yumurtalığın (ovaryum) etlenip gelişmesiyle oluşur. Ör: Kiraz, erik, limon. - Yalancı Meyve: Yumurtalıkla birlikte çiçek tablası, taç yaprak gibi çiçeğin diğer kısımlarının da etlenip meyve oluşumuna katıldığı durumlardır. Ör: Elma, armut, çilek. (Yediğimiz elmanın o sulu kısmı aslında etlenmiş çiçek tablasıdır, gerçek meyve kısmı ise içindeki çekirdekleri saran sert zarlı odacıktır.)

Tohum ve Meyvelerin Yayılması

Tohumların ana bitkiden uzağa taşınması neslin devamı için elzemdir. Doğadaki bitkiler bunun için harika mekanizmalar geliştirmiştir: - Rüzgârla Yayılma: Akçaağacın "helikopter" pervanesine benzeyen kanatlı tohumları rüzgârda döne döne uzağa uçar. Karahindiba tohumları tüylü paraşütleriyle havada süzülür. - Hayvanlarla Yayılma: Pıtrak ve devedikeni gibi meyvelerin üzerindeki kancalar ve dikenler, ormanda gezen hayvanların tüylerine takılarak kilometrelerce uzağa taşınır. - Sindirim Sistemiyle Yayılma: Sulu ve lezzetli meyveleri (kiraz, böğürtlen, incir) yiyen hayvanlar ve kuşlar, sindirilemeyen tohumları dışkılarıyla çok uzaklarda, üstelik gübreli bir ortamda toprağa bırakırlar. - Suyla Yayılma: Hindistan cevizi, su geçirmez kalın lifli kabuğu sayesinde okyanuslarda aylarca yüzerek yeni adalara ulaşır. - Patlama/Fırlatma: Acı kavun ve sardunya gibi bitkiler, meyveleri kuruyup gerildiğinde ani bir patlama mekanizmasıyla tohumlarını fırlatırlar.

Bu karmaşık adaptasyonlar, bitkilerin dünya üzerindeki başarısının ardındaki sırrı göstermektedir.