34.15:
Su Kaybını Azaltan Uyarlamalar
34.15:
Su Kaybını Azaltan Uyarlamalar
Bitki yapraklarından buharlaşma terlemeyi tetiklese de su kaybına da neden olur. Su, fotosentetik reaksiyonlar ve diğer hücresel süreçler için kritik önem taşıdığından, farklı ortamlarda bitkiler üzerindeki evrimsel baskılar, su kaybını azaltan adaptasyonların elde edilmesini sağlamıştır.
Kara bitkilerinde, epidermis adı verilen bitki yaprağının en üstteki hücre tabakası, kütikül adı verilen mumsu bir maddeyle kaplıdır. Bu hidrofobik katman, epidermal hücreler tarafından sentezlenen polimer kütin ve diğer bitkilerden türetilmiş mumlardan oluşur. Bu maddeler istenmeyen su kaybını ve gereksiz çözünen maddelerin girişini engeller. Kütikülün özgül bileşimi ve kalınlığı bitki türüne ve ortama göre değişir. Diğer yaprak adaptasyonları da, öncelikle yüzey alanını azaltarak buharlaşmayı en aza indirebilir. Örneğin bazı otların su kaybını azaltan kıvrımlı yapısı vardır. Alternatif olarak, diğer çim türleri, buharlaşmaya karşı korumak için ayasının yuvarlanmasına maruz kalır. Çölde yaşayan bazı bitkiler, su buharını hapseden ve dolayısıyla buharlaşmayı azaltan mikroskobik tüylerle kaplı yapraklara sahiptir.
Su, öncelikle stoma adı verilen bitki yapraklarındaki küçük deliklerden buharlaşır. Bazı bitkilerin stomaları, onları aşırı ısıyla ilişkili buharlaşmadan koruyarak, yalnızca yaprak yüzeyinin alt kısmında bulunur. Diğer bitkiler, yapraklarındaki çukurlarda bulunan stomaların yakınında su buharını hapsederek, stoma açıklığını çevreleyen bekçi hücreler bağıl nemi algılayabildiğinden, buharlaşmalı su kaybını azaltır. Bazı çöl bitkileri stomalarını yalnızca buharlaşmanın daha az olduğu geceleri açar. Bu stratejiye Krassulasean Asit Metabolizması (KAM) adı verilir ve onu kullanan bitkiler geceleri karbondioksiti yakalayıp sabitler ve gün boyunca ışığa bağlı fotosentetik reaksiyonlar yürütür. Bazı bilim insanları, küresel sıcaklıkların artmasıyla ilişkili buharlaşmayı azaltma çabası olarak KAM kullanarak karbon fiksasyonunu fotosentezden ayırmak için biyomühendislik tesisleri önermektedirler.
Suggested Reading
Buckley, Thomas N., Grace P. John, Christine Scoffoni, and Lawren Sack. "The sites of evaporation within leaves." Plant Physiology 173, no. 3 (2017): 1763-1782. [Source]
Borland, et al. "Climate‐resilient agroforestry: physiological responses to climate change and engineering of crassulacean acid metabolism (CAM) as a mitigation strategy." Plant, Cell & Environment 38, no. 9 (2015): 1833-1849. [Source]
Yang X et al. A roadmap for research on crassulacean acid metabolism (CAM) to enhance sustainable food and bioenergy production in a hotter, drier world. New Phytol. 2015 Aug;207(3):491-504. [Source]
Jalakas, Pirko, Ebe Merilo, Hannes Kollist, and Mikael Brosché. "ABA-mediated Regulation of Stomatal Density Is OST1-independent." Plant Direct 2, no. 9 (September 1, 2018). [Source]