34.16: Floem ve Şeker Taşınması

Birçok canlı organizma gibi bitkiler de belirli bitki fonksiyonlarında özelleşmiş dokulara sahiptir. Örneğin, sürgünler hızlı büyümeye iyi adapte olurken, kökler kaynakları verimli bir şekilde elde edecek şekilde yapılanmıştır. Bununla birlikte, şeker üretimi esas olarak angiospermlerin yapraklarında bulunan fotosentetik hücreler ile sınırlıdır. Şeker ve diğer kaynaklar, translokasyon adı verilen bir işlemle fotosentetik dokulardan diğer özel dokulara taşınır.

Bitkinin içinde, tükettiklerinden daha fazla şeker üreten dokular şeker kaynaklarıdır- yapraklar bunun başlıca örneğidir. Kökler, sürgünler, çiçekler ve meyveler, yapabildiklerinden daha fazla şekere ihtiyaç duydukları için genellikle şeker emici olarak kabul edilir. Translokasyon, şekeri, hormonları, amino asitleri ve bazı sinyal moleküllerini, floem adı verilen damarlı bitkilerin boru benzeri yapısı aracılığıyla şeker kaynaklarından şeker havuzlarına dağıtır. Akış, elek elemanlarını oluşturmak için plazmodesmata ile uçtan uca birleştirilen hücrelerden oluşan floemde çift yönlü olabilir. Bu hücreler, mekanik destek sağlayan kalınlaştırılmış hücre duvarlarına sahiptir ve floem sağlığını ve solüsyonların çevredeki dokulardan floeme yüklenmesini kolaylaştıran komşu hücreler eşlik eder.

Floem yüklemesi, apoplastik veya simplastik yollarla meydana gelebilir ve pasif veya aktif olabilir. Floeme giden bu yollar aynı anda veya sırayla işleyebilir ve bitkilerin su ve enerji taleplerine bağlı olarak yükleme modları arasında geçiş yapabileceğini gösteren bazı kanıtlar vardır. Çoğu durumda, sükroz/H+ simporter, sükrozun floeme yüklenmesini bir hidrojen iyonunun taşınmasıyla birleştirir.

Basınç-akış hipotezine göre, şeker konsantrasyon gradyanı suyun floeme akışını teşvik ederek basınç oluşumuna neden olur. Sonuç olarak, floem özü en yakın şeker havuzunda daha düşük basınçlı alanlara doğru hareket eder. Şeker havuzunda, sükroz daha düşük şeker konsantrasyonuna sahip alana taşınır ve floemden dışarı doğru hareket edilir. Su, sükrozu takip ederek floemdeki basıncı azaltır.

Fotosentez bitki yapraklarında şeker üretir. Bununla birlikte, şekere genellikle bitkinin uzak kısımlarında ihtiyaç duyulur. Translokasyon, fotosentez ürünlerini diğer bitki dokularına dağıtan işlemdir.

Yapraklar genellikle tükettiklerinden daha fazla şeker üreten yerler olan şeker kaynakları olarak adlandırılır. Buna karşılık, kökler, saplar ve meyveler tipik olarak şeker lavaboları olarak adlandırılan şeker tüketicileridir. Şekerin kaynak ve lavabo arasında taşınması, floem adı verilen bitki dokusunda meydana gelir.

Kapalı tohumlu bitkilerde floem, uzun tüpler oluşturmak için uçtan uca düzenlenmiş elek-tüp elemanları adı verilen özel hücrelerden oluşur. Tamamlayıcı hücreler, her bir elek tüpü elemanının yanında bulunur. Şeker, floraya çeşitli yollarla ulaşabilir.

Hücre dışı boşluk ve hücre duvarlarından veya komşu hücrelerin sitoplazmasını doğrudan bağlayan gözeneklerden geçebilir. Şeker, tamamlayıcı hücrelere ulaştığında, sakaroz hidrojen kuluçka taşıyıcıları şekeri elek tüpü elemanlarına aktif olarak yükler. Şeker, amino asitler, hormonlar ve minerallerden oluşan Floem özü adı verilen sulu bir çözelti, elek tüpü elemanlarından akar.

Basınç-akış hipotezine göre, su ozmoz ile floraya şekeri takip ederek floem içindeki basıncı arttırır ve böylece floem özü hareketini arttırır. Floem özü daha sonra düşük şeker konsantrasyonuna sahip en yakın lavabo dokusuna akar. Şeker ya dağılır ya da aktif olarak floemden taşınır.

Şeker boşaltılırken, su ozmoz ile takip edilir ve floem içindeki basıncı hafifletir. Floem yoluyla translokasyon kullanarak, bitkiler kaynakları ihtiyaç duydukları dokulara belirli bir zamanda veya mevsimde dağıtabilirler.