Bitkiler, çöllerden ılıman ormanlara ve denizin dibine kadar dünyadaki hemen hemen her ekosistemde bulunur. Doğal seçilimin bir sonucu olarak, bitkiler farklı çevresel zorluklarla başa çıkmak için çarpıcı bir adaptasyon çeşitliliği geliştirmiştir. Bitkilerin karşılaştığı en önemli zorluklardan biri uygun hidrasyonu sağlamaktır. Su, fotosentez, yapısal destek ve besinlerin ve diğer önemli moleküllerin taşınması için bağımlı oldukları kritik bir kaynaktır. Bitkilerin su dengelerini kontrol edebilmelerinin bir yolu, esasen bir bitkinin hava kısımlarından suyun buharlaşması olan terleme olarak bilinen bir süreci düzenlemektir. Bu su kaybı öncelikle stoma adı verilen yapraklardaki gözeneklerden meydana gelir. Ama su buraya nasıl geliyor?
Bu soruyu cevaplamak için yeraltına daha yakından bakalım. Burada su, ozmoz yoluyla bitki köklerine girer ve daha sonra ksilem adı verilen vasküler bir doku yoluyla yapraklara kadar hareket eder. Bu su kanalı, terleme akışı olarak bilinir. Su molekülleri birbirine ve ksilem duvarlarına yapıştığı için, stomalardan buharlaştığında, terleme akımının alt kısmından gelen su, yerini almak için yukarı doğru çekilir ve bu da köklerden yukarı doğru akışa neden olur. Şimdi bir stomaya daha yakından bakalım. Her stoma gözeneği, gözeneği açmak için genişleyebilen ve kapatmak için büzülebilen iki koruyucu hücre ile sınırlanmıştır. Bitkiler fotosentez için karbondioksit almak ve oksijen gazını serbest bırakmak için stomalarını açarlar. Terleme yoluyla su kaybı, bu işlemin kaçınılmaz bir yan etkisidir.
Bu değiş tokuş, kurak ortamlarda yaşayan bitkiler için özel bir zorluk teşkil etmektedir ve bu nedenle su kayıplarını mümkün olduğunca azaltmak için stratejiler geliştirmişlerdir. Bunu yapabilmelerinin bir yolu, küçük yüzey alanlarına sahip yapraklar yetiştirmek ve üzerinde terlemenin meydana gelebileceği küçük bir alan sunmaktır. Bu nedenle kreozot gibi çöl bitkilerinin yaprakları nispeten küçüktür. Ancak bir adım daha ileri giderek, kurak ortamlardan gelen bitkilerin yapraklarında birim alan başına daha az stoma bulunur ve bu da terleme yoluyla su kaybını en aza indirmelerine olanak tanır.
Buna karşılık, yağmur ormanları gibi bol su bulunan ortamlarda yaşayan bitkiler, terleme yoluyla çok fazla su kaybetmeyi göze alabilir. Örneğin, bu taro gibi bu tür bitkiler, genellikle fotosentezi beslemek için ışığı engelleme kapasitelerini artıran geniş yüzey alanlarına sahip yapraklar geliştirir. Bu bitkiler ayrıca kurak habitatlardan gelen bitkilere kıyasla yüksek bir stoma yoğunluğuna sahiptir, bu da yüksek fotosentez oranlarını korumalarına ve büyük yaprak ve gövdeleri desteklemelerine olanak tanır.
Bu laboratuvarda, terleme oranlarını ölçecek ve farklı habitatlardan gelen bitkilerin terlemeyi düzenleme sorununu nasıl çözdüğünü ortaya çıkarmak için çeşitli bitki türlerinde yaprak stomalarının sıklığını inceleyeceksiniz.
Yaprakların Terleme Oranlarının Karşılaştırılması
ul class="lab-items">
Farklı bitki türlerinden yaprakların terleme oranlarını ölçmek için deneye başlamak için önce bir parça plastik boru ve 5 mL kalibre edilmiş pipet kullanarak potometre adı verilen bir araç oluşturacaksınız.
Cihazı monte etmek için lastik hortumu pipetin ucuna takmanız yeterlidir.
Ardından, cihazı bir kova suya daldırın ve kabarcık oluşturmamaya dikkat ederek tüpü tamamen doldurmak için pipeti suyun altında hareket ettirin.
Ardından, suyu içeride tutmak için tüpün açık ucunu bir pipet ampulüyle kapatın.
Şimdi, potometreden su dökmemeye dikkat ederek, pipetin kapaklı ucunu pipet ampulünün yaklaşık 1 - 3 inç altında tutmak için bir kelepçe ve stand kullanın.
Ardından, kauçuk borunun açık ucunu sabitlemek için aynı standın altına takılan ikinci bir kelepçe kullanın.
Ardından, potometrenin pipet kısmındaki su seviyesi sıfır çizgisinde durana kadar borunun açık ucundan suyu çıkarmak için bir transfer pipeti veya damlalık kullanın. HİPOTEZLER: Bu deneyde, deneysel hipotez, daha sıcak veya kurak ortamlara daha adapte olmuş bitki türlerinden elde edilen yaprakların, nemli veya ıslak bölgelerden elde edilenlere göre daha düşük terleme oranlarına sahip olacağı olabilir. Sıfır hipotezi, farklı bitki türlerinin yapraklarının terleme oranlarında farklılık göstermeyeceği olacaktır.
Deneye başlamak için, ilk yaprağın yaprak sapının ucunu veya sapını kesmek için dikkatlice makas kullanın ve ardından yaprağı boruya yerleştirin.
Ardından, su geçirmez bir sızdırmazlık sağlamak için bitki gövdesi ve kauçuk borunun birleştiği alanın etrafına bir yağlayıcı tabakası yerleştirin.
Ardından, pipet ampulünü çıkarın ve kurulumu bozmamaya dikkat edin, deneyin uygun deney süresi boyunca, tipik olarak 30 - 60 dakika boyunca çalışmasına izin verin.
Ayrılan sürenin sonunda, pipetteki suyun seviyesini kaydedin ve seviyenin mililitre cinsinden ne kadar düştüğünü not edin.
Ardından, potometre su seviyesini yeniden doldurun ve sıfırlayın ve ardından dört yaprağın tümünün terleme oranları ölçülene kadar kalan test yapraklarının her biri için prosedürü tekrarlayın.
Ardından, yaprak örneklerinin yüzey alanını belirlemek için, her yaprağı boş bir kağıda koyun ve ana hatları dikkatlice izleyin.
Ardından, ana hatları kesin ve her izlemenin kütlesini kaydedin.
Son olarak, yaprak izlerini yapmak için kullanılan aynı tür kağıttan dört x dört santimetre karelik bir tane kesin ve tartın. Bu, bilinen alan ve ağırlık ile bir referans görevi görecektir.
Ardından, her yapraktaki birim alan başına stoma sayısını ölçmeniz gerekecek. Bunu yapmak için, önce her yaprağın alt tarafının en az bir santimetre karesini şeffaf oje ile boyayarak bir kayar montaj hazırlayın. ÖNEMLİ: Stomaların çoğu orada bulunduğundan, yaprağın altını boyadığınızdan emin olun.
Oje tamamen kuruduğunda, her bir yamanın üzerine küçük bir selofan bant parçasını dikkatlice bastırın ve ardından cila üzerine boyanmış olanı çıkarmak için bandı nazikçe soyun. NOT: Mikroskop lamından daha küçük bir bant parçası kullanın.
Ardından, her bir ölçüyü ve bandı ayrı, temiz bir mikroskop lamına yerleştirin. HİPOTEZLER: Bu alıştırmada alternatif hipotez, daha kuru ortamlara adapte olmuş bitkilerin yapraklarının, daha ıslak ortamlara adapte olmuş bitkilerin yapraklarına göre birim alan başına daha az stomaya sahip olacağı olabilir. Sıfır hipotezi, tüm bitki türlerinin birim alan başına eşit sayıda stomaya sahip olacağı olabilir.
Her bir baskıyı mikroskop altında gözlemlemek için, önce yaprak baskısının stoma içeren alanlarını bulmak için düşük bir büyütme kullanın. Bunlar daha koyu noktalar veya gösterimler olarak görünür.
Ardından, örnek görüntüleme penceresini stoma içeren alanda ortalayarak daha yüksek bir büyütmeye geçin.
Gözlemlerinizi çizin ve etiketleyin, her taslağı bitki türleriyle etiketlediğinizden emin olun.
Ardından, görüş alanındaki stoma sayısını sayın ve kaydedin. Bu sayımı, yaprak baskısının dört farklı alanında toplam dört kez gerçekleştirmeli ve ardından yaprak üzerinde sayılan alan başına ortalama stoma sayısını belirlemelisiniz.
mm2 başına stoma sayısını hesaplamak için, objektifin altındaki mikroskop sahnesine şeffaf bir plastik cetvel yerleştirin ve görüş alanının çapını ölçün.
Daha sonra görüş alanının alanını mm2 cinsinden hesaplamak için bu sayıyı, çapı veya D'yi kullanabilirsiniz.
Sonuçlar
ul class="lab-items">
İlk olarak, santimetre kare sayısını elde etmek için 4x4 cm kağıt karenin yüzey alanını hesaplayın.
Ardından, kağıdın karesinin ağırlığını, kapladığı santimetre kare sayısına bölerek 1cm2 kağıdın ağırlığını elde edin.
Son olarak, her yaprağın yüzey alanını hesaplamak için, yaprak izlemenin ağırlığını 1cm2 kağıdın ağırlığına bölün. Bu size santimetre kare cinsinden yaprak alanı verecektir.
Şimdi bu sayıyı, terleme hızını hesaplamak için kullanılan standart birim olan metre kareye dönüştürmelisiniz.
Her yaprağın terleme oranını hesaplamak için, potometrede mL cinsinden ölçtüğünüz toplam su kaybını, deneyin çalıştırıldığı dakika cinsinden zamana bölün.
Ardından, bunu m2 cinsinden yaprağın yüzey alanına bölün.
X ekseninde dört farklı yaprak türü ve Y ekseninde bunlara karşılık gelen terleme oranları ile bir çubuk grafik oluşturun. Bu oranlar farklı görünüyor mu?
Ardından, grafiğinize ikinci bir Y ekseni ekleyin ve mikroskop altında gözlemlenen her yaprak için milimetre kare başına ortalama stoma sayısını çizin. Terleme hızı ile stoma sayısı arasında bir ilişki görüyor musunuz? Eğer öyleyse, bunun ağacın tipik olarak yaşayacağı doğal ortamla herhangi bir ilişkisi var gibi görünüyor mu?