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.

Su, bitkilerin fotosentez yapması, metabolize etmesi ve hücresel yapıyı sürdürmesi için kritik öneme sahiptir. Bu nedenle, aşırı su kaybı bitkiler için sorunludur. Bitkilerin su kaybına dayanması ve direnmesi için hangi uyarlamalar gelişti? Çoğu bitkinin yaprak yüzeyini kaplayan ve suyun buharlaşmasını önleyen mumsu bir kütikülü vardır.

Kütikülün spesifik bileşimi suyunu etkiler. Stomata adı verilen yüzeydeki küçük açıklıklar, gaz değişimini ve terlemeyi kolaylaştırır. Su kaybını en aza indirmek için, bitkiler su ve ışık mevcudiyetine tepki olarak gelişen yapraklardaki gözeneklerin yoğunluğunu ve yerini ayarlar.

Çoğu yaprak döken ağaçlarda, örneğin, gözenekler yaprakların alt tarafında bulunur. Ek olarak, gözeneklerin yoğunluğu ağacın merkezine yakın yapraklarda daha yüksek ve çevresindekiler üzerinde daha düşüktür. Suyun korunması özellikle çölde yaşayan bitkiler için kritik öneme sahiptir.

Çöl çalısı - Encelia farinosa -, yapraklarının etrafındaki suyu küçük yaprak tüyleriyle yakalar. Trikom denilen bu kıllar güneşi saptırır ve rüzgarın kurutma etkisini azaltır. Opuntia gibi diğer çöl bitkileri, kuraklığa karşı korumak için suyu etli gövdelerinde depolar.

Ek olarak, kaktüsler, buharlaşmayı azaltan ve ısıyı dağıtan dikenler adı verilen değiştirilmiş yapraklara sahiptir. Kurak ortamlardaki bitkiler de sadece geceleri karbondioksit alarak buharlaşmayı azaltabilir. Gün boyunca gözenekler kapalı kalır.

Bu sürece krassulasean asit metabolizması veya CAM denir. Belirli yaprak mimarileri de su kaybını azaltmaya yardımcı olabilir. Küçük veya ince yapraklar buharlaşmayı azaltır.

Çimenler, benzer şekilde yüzey alanını ve dolayısıyla buharlaşmayı azaltan haddelenmiş veya katlanmış yaprak yapıları edinmiştir.