Bitkiler yerçekimini nasıl algılar?
Bitkiler, bazı özelleşmiş hücrelerinde yoğun taneciklerin yer değiştirmesini büyüme sinyaline çevirebilir. Gravitropizma denen bu yanıt, köklerin çoğunlukla aşağı, sürgünlerin yukarı yönelmesini sağlar; bütün organların aynı açıyla büyümesi gerekmez.
Süreç ve temel mekanizma
1. Algılayıcı hücrelerin yeri Kök ucundaki şapka bölgesinde bulunan bazı hücreler yerçekimi algısında özellikle önemlidir. Sürgünlerde benzer algılama çoğunlukla endodermisle ilişkili hücrelerde gerçekleşir. Bu hücrelerin görevi yalnızca dokuya ağırlık vermek değildir; konum bilgisiyle büyüme düzeni arasında bağlantı kurarlar. Kök şapkası ayrıca hassas büyüme dokularını korur. Dolayısıyla yerçekimi algısı, kökün toprak içinde ilerlemesine yardım eden daha geniş bir anatomik düzenin parçasıdır. 2. Nişasta tanecikleri nasıl bilgi sağlar? Statolit adı verilen, nişastaca zengin amiloplastlar hücre içinde yerçekimi yönünde çökelebilir. Bitki yana yatırıldığında taneciklerin hücreye göre konumu değişir. Bu fiziksel değişim, hücresel sinyaller ve taşıyıcıların yeniden düzenlenmesiyle bağlantılıdır. Mekanizmanın bütün ayrıntıları tek bir basit anahtara indirgenemez. Statolitlerin zara veya hücre içi yapılara etkisi ve bunun sinyale çevrilmesi araştırılmaya devam eder. Tanecikler, hayvan kulağındaki bir organın birebir karşılığı değildir. 3. Bilgi oksin dağılımını değiştirir Yön değişiminin ardından oksin taşınması iki taraf arasında eşitsizleşebilir. Taşıyıcı proteinlerin hücre zarındaki yerleri bu düzenlemede rol oynar. Yerçekimini algılayan bölgenin sinyali, hücrelerin uzadığı bölgeye aktarılır. Böylece fiziksel aşağı yön bilgisi farklı büyüme hızlarına dönüşür. Kökün bir tarafının diğerinden kısa kalması uç kısmın kıvrılmasını sağlar. Kıvrılma bütün kökün sert bir çubuk gibi döndürülmesiyle değil, büyüyen kısmın biçim değiştirmesiyle oluşur.
Çevresel koşullar ve biyolojik sınırlar
4. Kök ve sürgün neden ters yönelir? Kökler oksine sürgünlerden farklı duyarlılık gösterir. Kökte alt tarafta artan oksin etkisi uzamayı baskılayabilir; üst taraftaki hücreler daha fazla uzayınca kök aşağı kıvrılır. Genç sürgünde alt taraftaki uzama artışı yukarı kıvrılma oluşturabilir. Aynı hormonun iki organda farklı sonuç üretmesi, hormonların tek başına sabit bir komut taşımadığını gösterir. Sonuç dokuya, derişime ve gelişme aşamasına bağlıdır. 5. Bütün kökler dik aşağı büyümez Yan köklerin yerçekimine göre tercih ettiği açı ana kökten farklı olabilir. Bu açılar, bitkinin toprağın hangi bölümlerini araştıracağını etkiler. Nem dağılımı, fiziksel engeller ve besin koşulları da büyümeyi yönlendirir. Bir kökün yatay ilerlemesi, yerçekimini algılamadığını kanıtlamaz. Gerçek kök mimarisi birden fazla uyaranın ve genetik gelişme programının ortak sonucudur. Toprakta gözlenen tek bir kıvrımdan mekanizmanın tümü hakkında karar verilmez. 6. Işık ve deney koşulları Yana yatırılan bir fide, yeterince zaman geçince yeni büyümesini yeniden yönlendirebilir. Ancak ışığın tek taraftan gelmesi fototropizmayı da devreye sokar; iki etkiyi ayırmak için kontrollü gözlem gerekir. Mikroçekim araştırmaları, yerçekimi sinyali azaldığında büyümenin nasıl değiştiğini inceler. Bu koşullarda bitkiler tamamen yönsüz kalmak zorunda değildir; ışık ve başka çevresel işaretler sürer. Eski odunsu dokuların tepkisi genç uzama bölgeleriyle aynı değildir.