Yarpaqların quruluşu

YARPAQLARIN ÜMUMİ QURULUŞU

Həm ümumi quruluşu, həm də mikrobioloji cəhətdən araşdırıldıqda yarpaqların ən çox enerji istehsalını təmin etmək üçün planlanmış, çoxfunksiyalı və kompleks sistemlərə sahib olduqları görünəcək. Yarpaq enerji istehsal etmək üçün istilik və karbon dioksidi xarici mühitdən almalıdır. Yarpaqlardakı bütün strukturlar bu iki maddəni asanlıqla mənimsəyəcək formada yaradılmışdır. Əvvəlcə yarpaqların xarici strukturlarını araşdıraq. Yarpaqların xarici səthi genişdir. Bu da fotosintez üçün lazım olan qaz alış-verişinin (karbon dioksidin mənimsənilməsi və oksigenin xaric edilməsi kimi əməliyyatların) asanlıqla reallaşmasını təmin edir.

Yarpağın yastı forması isə bütün hüceyrələrin xarici mühitə yaxın olmasını təmin edir. Bu sayədə də qaz alış-verişi asanlaşır və günəş şüaları fotosintez edən hüceyrələrin hamısına çatır. Bunun əksinə bir vəziyyəti gözümüzün önünə gətirək. Əgər yarpaqlar yastı və incə quruluşa deyil, hər hansı bir həndəsi fiqura, ya da mənasız təsadüfi bir formaya sahib olsaydılar, yarpaq fotosintez prosesini yalnız günəşlə birbaşa təmas edən bölgələrdə reallaşdıra biləcəkdi. Bu da bitkilərin həddindən az enerji və oksigen xaric edə bilməməsi ilə nəticələnərdi. Şübhəsiz, bu canlılar üçün vacib olan enerji çatışmamazlığının meydana gəlməsinə səbəb olardı.         

    Sol tərəfdəki şəkildə mərhələ-mərhələ günəşə doğru hərəkəti görünən və mini  radar stansiyasına bənzəyən qaranquş otu çiçəyi (ranunculus ficaria) bütün bitkilərdə olduğu kimi günəşin istiqamətini izləyərək ona tərəf yönəlir. Beləliklə, bitki günəş işığından daha çox faydalanır. Aşağıdakı şəkildə görünən ayçiçəkləri də günəşin hərəkəti ilə öz istiqamətlərini dəyişdirən bitkilərdəndir. İşığa həssas olan yarpaq hüceyrələri dərhal istiqamətlərini müəyyən edərək günəşə doğru hərəkət edirlər.

Yarpaqlarda xüsusi olaraq "hazırlanmış" sistemlər bunlarla məhdud deyil. Yarpaq toxumasının əhəmiyyətli bir xüsusiyyəti vardır. Bu xüsusiyyət işığa qarşı həssaslıqdır. Bu sayədə işıq qaynağına yönəlmə, yəni fototropizm adı verilən hadisə reallaşır. Bu, saxsı bitkilərin də yarpaqlarını günəşin gəldiyi istiqamətə doğru çevirməsinə səbəb olan hadisədir. Bitki bununla günəş işığından daha çox faydalanır.

Yarpaqlar bitkilərin həm nüvə enerjisi hazırlayan stansiyaları, həm qida istehsal edən fabrikləri, həm də əhəmiyyətli reaksiyaları reallaşdırdıqları laboratoriyalarıdır. Yarpaqlarda həyati əhəmiyyət daşıyan bu əməliyyatların necə reallaşdığını anlamaq üçün yarpaqların fizioloji quruluşunu da araşdırmaq lazımdır. Yarpağın daxili quruluşuna baxılsa, dörd təbəqəli bir quruluş olduğu nəzərə çarpacaq.

            Yan tərəfdəki şəkildə bir yarpağın eninə kəsiyi göstərilir. Yarpağın quruluşu araşdırıldığında hər birində çox detallı dizaynlar olan dörd təbəqə ilə qarşılaşırıq. Detallar ətraflı araşdırılsa, bu təbəqələrin su keçirməyən, işığı daha çox mənimsəyən, tənəffüsü asanlaşdıran yarpağın işığı daha yaxşı alması və daha çox fotosintez edə bilməsini təmin edən xüsusiyyətlərə sahib olduqları görücəyik.

Bu strukturlardan birincisi xloroplast əmələ gətirməyən epidermis təbəqəsidir. Yarpağı altdan və üstdən örtən epidermis təbəqəsinin xüsusiyyəti yarpağı xarici təsirlərdən qorumaqdır. Epidermisin üstü qoruyucu və su keçirməz muma bənzər   maddə ilə örtülüdür. Bu maddəyə kutikula adı verilmişdir. Yarpağın daxili toxumasına baxdığımızda isə onun iki hüceyrə təbəqəsindən meydana gəldiyini görəcəyik. Bunlardan daxili toxumanı meydana gətirən Palizad toxumada xloroplast kimi zəngin hüceyrələr arasında heç boşluq buraxmadan yan-yana düzülürlər.

Bu toxuma fotosintezi icra edən toxumadır. Bunun altında olan Süngər toxuması isə tənəffüsü təmin edən toxumadır. Süngər toxumasındakı hüceyrələr digər hissələrdəki hüceyrələrə nisbətən daha zəif şəkildə bir-birinə birləşmişlər. Bu toxumanın hüceyrələri arasında hava ilə dolu boşluqlar vardır. Göründüyü kimi, bu toxumaların hamısı yarpağın quruluşunda son dərəcə əhəmiyyətli vəzifələrə malikdir. Bu cür tənzimləmələr yarpaqda işığın daha yaxşı yayılmasını təmin edərək fotosintez əməliyyatının reallaşması baxımından son dərəcə böyük əhəmiyyətə malikdirlər. Bununla bərabər, səthi böyük olan yarpağın əməliyyat (tənəffüs, fotosintez kimi) qabiliyyəti də artıq olur. Məsələn, bir-birinə qarışmış tropik yağış meşələrində geniş yarpaqlı bitkilər yetişir. Bunun çox mühüm səbəbləri vardır. Həmişə və çox miqdarda yağan yağış bir-birinə qarışmış ağaclardan ibarət olan tropik meşələrdə günəş işığının bitkilərə çatmasını çətinləşdirir. Bu da işığı tutmaq üçün yarpaq səthinin artırılmasını tələb edir. Günəş işığının çətin düşdüyü bu sahələrdə bitkilərin qida hazırlaya bilməsi üçün yarpaq səthlərinin böyük olması həyati əhəmiyyət daşıyır. Çünki bu xüsusiyyətləri sayəsində tropik bitkilər dəyişik yerlərdən, ən çox faydalanacaq şəkildə günəş işığına çatırlar.

Əksinə, quru və sərt iqlimlərdə isə kiçik yarpaqlı bitkilərə rast gəlmək mümkündür. Çünki bu iqlim şəraitində bitkilər üçün səmərəsiz olan istilik itkisidir. Yarpaq səthi genişləndikcə su buxarlanması, bu səbəbdən də istilik itkisi artır. Buna görə də işığı mənimsəyən yarpaq səthi suya qənaət etmək üçün bu şəkildə hazırlanmışdır. Çöl mühitində yarpaqların məhdudlaşdırılması maksimum həddə çatır. Məsələn, kaktuslarda yarpaq yerinə tikanlar mövcuddur. Bu bitkilərdə fotosintez ətli gövdənin özündə aparılır. Gövdə suyun yığıldığı yerdir. Lakin su itkisinə nəzarət edilməsi üçün bu kifayət deyil. Çünki yarpaq nə qədər kiçik olsa da, məsamələrin olması su itkisini davam etdirəcək. Buna görə buxarlanmanı nizamlayan bir mexanizmin varlığı zəruridir. Bitkilər də buxarlanmanı çox həyata keçirən sistemlərdir. Gövdələrindəki su itkisini məsamə açıqlığının idarəsi ilə nəzarət altında saxlayırlar. Bunun üçün məsamə açıqlıqlarını (porları) genişlədir və ya da daraldırlar.

Tropik bölgələrdəki bitkilərin quruluşu ilə çöl mühitlərində yetişən bitkilərin ümumi quruluşu şəkillərdən də göründüyü kimi bir-birindən fərqlənir.

Yarpaqların yeganə vəzifəsi fotosintez üçün işığı mənimsəməkdən ibarət deyil. Havadakı karbon dioksidi alıb onu fotosintezin meydana gəldiyi yerə çatdırmaları da eyni dərəcədə əhəmiyyətlidir. Bitkilər bu əməliyyatı da yarpaqların üzərində yerləşən məsamələr vasitəsilə reallaşdırırlar.

NÖQSANSIZ  YARADILIŞ: MƏSAMƏLƏR

Yarpaqların üstündəki  bu mikroskopik deşiklər  istilik və su alış-verişini təmin etmək və fotosintez üçün lazım olan karbondioksidi (CO₂) atmosferdən almaqla vəzifəlidirlər. Məsamə adlandırılan bu deşiklər lazım olanda açılıb-bağlana bilən quruluşa sahibdirlər. Məsamələr açıldığında yarpağın hüceyrələri arasındakı oksigen və su buxarı fotosintez üçün lazım olan karbondioksidlə dəyişdirilir. Beləcə, istehsal çoxluqları çölə atılarkən, ehtiyac duyulan maddələr qiymətləndirilmək üçün içəri alınır.

Məsamələrin maraqlı istiqamətlərindən biri də yarpaqların əsasən alt qisimlərində yer tutur. Bu sayədə, günəş işığının mənfi təsiri daha az olur. Əgər yarpaqların üst tərəfində suyu çölə atan məsamələr daha sıx olsaydı, uzun müddət günəş işığına məruz qalardı. Bu vəziyyətdə də bitki istidən ölməmək üçün məsamələrin tərkibindəki suyu daim çölə atacaq, beləliklə da bitki həddindən artıq su itkisinə məruz qaldığı üçün öləcəkdi. Məsamələrin bu xüsusi yaradılışı sayəsində bitkinin su itkisindən zərər görməsinin qarşısı alınır.

Kənardan baxdıqda bəzən yalnız yaşıl bir cisim olaraq düşünülən yarpaqlardakı mikroskopik sahələrdə qüsursuz bir yaradılış mövcuddur. Bitkilər üçün son dərəcə əhəmiyyətli strukturlardan biri olan məsamələr də bu yaradılışının  çox əhəmiyyətli bir parçasındır. Vəzifələri istilik və su çevrilməsini təmin etmək və karbondioksidi  atmosferdən almaqdır. Yanda tərəfdəki yarpaq kəsiyində də göründüyü kimi, yarpağın alt tərəfində  mövcud olan məsamələr bilkinin su ehtiyacına görə açılıb-bağlanan xüsusiyyətinə sahibdir. Xarici mühitdəki dəyişikliklər məsamələrin hərəkətlərini təyin edən faktorlardır.

Yarpaqların üst dəri toxumasının üzərində bir-bir  yerləşmiş məsamələrin formaları paxlaya bənzəyir. Qarşılıqlı çökük strukturları yarpaqla atmosfer arasındakı qaz alış-verişini təmin edən məsamələrin açıqlığını nizamlayır. Məsamə ağzı deyilən bu açıqlıq xarici mühitin şərtlərinə (işıq, nəm, istilik, karbondioksidin nisbəti) uyğun olaraq və bitkinin su ilə əlaqədar vəziyyətindən asılı olaraq dəyişir. Məsamə ağızlarının açıqlığı ya da kiçik olması ilə bitki su və qaz alış-verişini nizamlayır.

Xarici mühitin bütün təsirləri nəzərə alınaraq təşkil edilmiş məsamələrin quruluşunda çox incə detallar vardır. Məlumdur ki, xarici mühit şəraiti həmişə dəyişir. Nəm nisbəti, istilik dərəcəsi, qazların nisbəti, havadakı çirk… Yarpaqlardakı məsamələr bütün bu dəyişən şərtlərə uyğun şəkildə yaradılmışdır.

İki qisimli (dicot) və tək qisimli (monocot) bitkilərdə məsamələrin xüsusiyyətləri dəyişir. Bu iki tip bitkidə məsamələrini qoruyucu hüceyrələri fərqlidir. Bir çox monocot qoruyucu hüceyrəsinin mərkəzi dar, ucu qalın olmasına baxmayaraq, dicot qoruyucu hüceyrələri paxla formalıdır. Hər bir monocot qoruyucu hüceyrəsi epidermisdəki xüsusi hüceyrə ilə birləşmişdir. Məsamələrin fərqli qoruyucu hüceyrələrinin sahib olduqları xüsusiyyətlər sayəsində hər bir bitkiyə lazım olan karbondioksid təmin edilir və susuzluqdan qorunur.

Bunu bir nümunədə açıqlaya bilərik. Şəkər qamışı və qarğıdalı kimi uzun müddət istiyə və quru havaya məruz qalan bitkilərdə məsamələr suyu mühafizə edə bilmək üçün gün ərzində tamamilə, ya da qismən bağlı qalırlar. Bu bitkilər də gündüz fotosintez edə bilmək  üçün karbondioksid götürməlidirlər. Normal şəraitdə bunu təmin edə bilmək üçün məsamələr maksimum açıq olmalıdır. Bu mümkün deyil. Çünki belə bir vəziyyətdə bitki istiliyə baxmayaraq, daim açıq olan məsamələri ucbatından su itirər və bir müddət sonra da ölər. Bu səbəblə bitkinin məsamələri bağlı olmalıdır.

Lakin bu problem də həll edilmişdir. Qarğıdalı və şəkər qamışı kimi isti bölgələrdə yaşayan bitkilər məsamələri bağlı olsa da, yarpaqlarına karbondioksidi ala bilmək üçün kimyəvi nasosdan istifadə edirlər. Bu kimyəvi nasos olmasa, CO₂ təmin edə bilməyən bitki qida çıxara bilməyəcək və öləcək. Bu da yarpaqlardakı bu kompleks sistemin təsadüflərlə meydana gəlməsinin mümkün olmadığının  bir göstəricisidir. Bitkilərdəki bu sistem də digərləri kimi ancaq bütün parçaları nöqsansız  olduğunda funksiyalarını yerinə yetirirlər. Bu səbəbdən, bitkilərdəki məsamələrin də təsadüf nəticəsində  təkamül keçirərək ortaya çıxmaları ehtimal edilə bilməz. Son dərəcə xüsusi dizayna sahib olan məsamələr də vəzifələrini ən gözəl şəkildə yerinə yetirmək üçün xüsusi olaraq hazırlanaraq, yaradılmışdır.