12 Sınıf Biyoloji Nasti hareketleri ve bitkilerin çevresel uyarılara tepkisi örn küs v 2

Biyolojide bitkilerin çevresel uyarılara verdiği tepkiler genellikle iki ana grupta incelenir: yönelme (tropizm) ve nastic hareketler. Tropizmlerde yanıtın yönü uyaranın yönüne göre belirlenir; mesela ışığa yönelim (fototropizm), yerçekimine karşı büyüyen gövde (negatif geotropizm) ve topraktaki kökler gibi. Nastic hareketler ise uyarının yönüne bağlı değil, eşik değerini aştığında yönü sabit bir şekilde ortaya çıkar. Örneğin nisan leylağı çiçeklerinin ışığa, sıcaklığa ya da kokuya tepkisi; Mimosa’nın dokunulduğunda yapraklarını kapatması ya da gündüzleri açılıp geceleri kapanan bitkilerin fotoperiyodik cevabı nastic hareket örnekleridir. İlgili mekanizmaların arkasında hücre duvarı elastisitesi, potansiyel farkı (turgor) ve su alımı ile salınımı yatmaktadır; ayrıca hücre içi Ca2+ sinyalleri, proton (H+) gradyanı ve aktin-miyozin sitoskeleton yapıları görev alır. Genel resimde bu süreçler, çevresel parametrelerin bitkide yol açtığı sinyal iletimi sayesinde hücresel seviyede farklı tepkiler doğurur. Nastic hareketlerin en bilinen örneklerinden biri Mimosa pudica’dır. Dokunma, sıcaklık dalgalanması ya da elektriksel uyaranlar, iletim hücrelerinden kök hücrelerine kadar yayılabilen bir sinyal ağıyla sonuçlanır. Bu sinyal, apoplast ve simplast yoluyla ilerleyerek turgor basıncını azaltan proton pompalarını devreye sokar; yaprak saplarındaki pulvinus denilen eklem bölgelerinde su kaybı sonucu hücreler büzülür ve sonuçta yapraklar hızla kapanır. Kapandıktan sonra potasyum iyonlarının (K+) geri taşınmasıyla turgor eski seviyesine döner; böylece nastic yanıt kısa süreli olur ve tekrarlanabilir. Bir başka örnek nisan leylağı çiçeğinin (Chrysanthemum ve benzer türler) gündüz açılıp gece kapanmasıdır. Burada fotoperiyod (gündüz uzunluğu) ve sıcaklık birleşerek etilenseviyesini, fotosentetik pigmentlerin durumunu ve osmoregülasyonu yöneten gen ağlarını harekete geçirir; böylece çiçek yaprakçıkları turgor farkları sayesinde gündüzleri açılır, geceleri kapanır. Küresel sıcaklık dalgalanmaları da “termonasti” adı verilen nastic yanıtları tetikleyebilir. Hava sıcaklığındaki artış, hücre duvarlarında mikroboşlukların su emilimini kolaylaştırdığı enzimler ve yüksek enerjili iyon aktarımlarıyla birleştiğinde, çiçek yaprakçıklarında açılım hızlanır; düşüş olduğunda tam tersi süreç yaşanır. Kimyasal uyarıcılar özellikle polinatör çekmek için oluşan uçucu organik bileşikler (VOC) ve özellikle bitkisel etilen gibi gazlar üzerinden etkili olur; bu gazların yoğunluğu bazen nastic açılımı ya da kokuya yönelmeyi (kimiotropizm gibi) destekler. Bitkilerin çevresel uyarılara tepkisi de bu sistemdeki sinyallerin aşamalı akışıyla gerçekleşir: çevresel değişim, reseptörle algılanır, ikincil haberci (Ca2+, ROS, NO gibi) zincirleri devreye girer, hormonlar (özellikle oksin ve etilen) taşınır, hücre içi ve hücreler arası sinyal iletimi tamamlanır ve en sonunda turgor yönetimi ile makroskobik hareket ortaya çıkar.