Polen Nasıl Çalışır?

Bitkiler poleni 375 milyon yıldan daha uzun bir süre önce üreme aracı olarak geliştirdi ve o zamandan beri geriye bakmadılar [kaynak: Dunn ]. Bugün gezegenin dört bir yanına yayılmış olan bitki yaşamının büyük bir kısmı bu evrimsel yaratıcılığı sergilemektedir. Polenin - ve buna bağlı olarak tozlaşma sürecinin - bu kadar önemli olmasının ana nedeni, bitkilerin gübreleme için gerekli biyolojik bileşenleri taşımak için suya güvenmek zorunda kalmamasıdır. Polen taşıyan bitkiler ayrıca döllenmeden sonra yavrularına sert tohumlar şeklinde koruma sağlama eğilimindedir ve bazı durumlarda bu tohumlar etli meyvelerin içine bile yerleştirilmiştir.

Polen taneleri özünde bitki spermidir. Ya da belki daha teknik olarak, sperm sedanları. İçeride, bitki üremesi için gerekli olan DNA'nın erkek kısmını içerirler. Polen tanelerinin boyutu söz konusu olduğunda büyük farklılıklar vardır ve bitkinin boyutu ile ürettiği polenin boyutu arasında bir ilişki yoktur. Büyük bitkiler en küçük polen tanelerinden bazılarını üretebilirken, küçük bitkiler onları utandıran polen üretebilir. Polen taneleri çok fazla görünmeyebilir; Çıplak gözle, genellikle tozlu lekeler gibi görünürler, ancak daha yakından incelendiğinde, her türlü doku ve özelliğe sahip sonsuz sayıda büyüleyici şekil alırlar.

Konik, küresel, silindirik veya başka bir fantastik şekil olsun, birçok polen tanesi mercan, sulu, deniz kabuğu veya deniz anemonu gibi başka bir şeye benzer . Bazı taneler küçük sivri uçlarla noktalanmıştır; diğerleri ağ benzeri yüzeylere sahiptir. Hala daha fazlası, ipli düğümlerle kaplı görünüyor, diğerleri ise narin gamzelere sahip veya bir karpuzun üzerindeki şeritlere benzeyen kaburgalara sahip.

Bu benzersiz uyarlamaların çoğu, polenin gitmesi gereken yere, yani kendi türünün dişi karşılığına ulaşmasına yardımcı olmak içindir. Yüzey özellikleri, tanelerin kuş tüyü, arı bacağı veya hayvan kürkü gibi farklı taşıma modlarına yapışmasına yardımcı olur. Veya uçak kanatlarına veya sıcak hava balonlarına benzeyen uzantılar üzerinde polenlerin havada gezinmesine yardımcı olurlar. Bu özelliklerden bazıları, bir polen tanesinin hedefine ulaştığında başarılı bir şekilde performans göstermesine bile yardımcı olur. Bir sonraki sayfada bu mutlu olay gerçekleştiğinde ne olacağını tartışacağız.

1. Tozlaşma Süreci
2. Çiçek Gücü ve Tozlaşma
3. Polen Taşıyıcıları
4. Polen ve İnsanlar

Polen üreten bitkilerin çoğunda, bir polen tanesi, bir bitki örneğinin erkek kısmından karşılık gelen dişi kısmına geçtiğinde yolculuğunu başarıyla tamamlar. İdeal olarak, çapraz tozlaşmadan kaynaklanan aşırı çaprazlamayı artırmak için tamamen farklı bir bitkiye giden yolu bulur . Ancak bu her zaman zor ve hızlı bir gereklilik değildir, ancak birçok bitki türünün belirli bir bitkinin kendi kendine tozlaşmasını önlemenin yolları olduğunu unutmamak önemlidir. Hatta bazıları genetik olarak kendi kendine uyumsuzdur.

Bir polen tanesi bitkinin dişi kısmına ulaştığında, çoğu durumda bir ovül , polenin içinde bulunan şanslı spermlerden biri (tipik olarak ikisinden biri), içerideki yumurta hücresini dölleyecektir. Döllenme gerçekleştikten sonra, yumurta yavaş yavaş bir tohuma dönüşecek ve bu tohum embriyonik bitkisini yeni bir eve taşıyacak.

Bu temel üreme yolunu izleyen bitkiler, gymnospermler olarak bilinir . Çoğu kozalaklı ağaçta olduğu gibi çam kozalakları ve benzeri üreme yapılarına sahip ağaçlar gymnosperm örnekleridir. Bugün dünyadaki en çok sayıda ve yaygın gymnosperm olan kozalaklı ağaçlara ve en tanıdık türler oldukları için özellikle çamlara daha yakından bakalım .

Çam kozalakları genellikle erkek ve dişi çeşitlerde bulunur ve türe bağlı olarak her türlü şekil, doku ve boyutta olabilir. Biri poleni yapar, diğeri onu alır. Bir polen tanesi yumurtaya ulaştığında - genellikle dişi çam kozalağı tarafından üretilen yapışkan bir maddenin yardımıyla yapışarak - suyu emer, filizlenir ve yeni üretilen spermi içine yerleştirmek için yavaşça bir polen tüpü büyütmeye başlar . Döllenme gerçekleşir ve sonunda bir tohum oluşur. Genel sürecin kendisini tamamlaması için geçen süre büyük ölçüde değişir; birçok çam türünde tozlaşma süreci baştan sona bir yıldan fazla sürer. Bittiğinde, tohum, yoluna devam etmek için koniden kurtarılır.

Ancak tozlaşma sürecinin gelişimi devrim niteliğinde olsa da, hala çözülebilecek bazı pürüzleri vardı. Bir sonraki sayfada, evrimsel demiri çıkaran ve yöntemi çok daha güvenilir hale getiren bitkilere göz atacağız.

Alerji Uyarısı

Birçok insan alerjik rinitten muzdariptir ve polen buna büyük katkıda bulunur. Farklı bitki türleri farklı polenler üretir ve bu farklı polenler farklı protein büfelerinden oluşur. Bu proteinlerin bazıları alerjisi olan kişilerin bağışıklık sistemlerinin aşırı hızlanmasına neden olur.

Bazı bitkiler - anjiyospermler - tozlaşma sürecini bir adım daha ileri götürmek için gelişti. Bunlar çiçekli bitkilerdir ve sadece tohum üretmezler, çiçek açarlar ve koruyucu meyveler verirler. Bu üreme güvenlik ağları, hareketli organizmaları yaşam döngülerini başarıyla tamamlamalarına yardımcı olmaya çekmede de daha iyidir; aslında pek çoğu, tozlaşma sürecini yöneten yaratıklarla birlikte evrimleşti. Türler açısından, anjiyospermler en üretken tiptir; birçok ağaç ve çalı türü, her türlü meyve, sebze, tahıl, kaktüs ve kır çiçekleri ile birlikte anjiyospermler olarak kabul edilir [kaynak: Kuzgun].

Öyleyse bunun tipik çiçeğinizde nasıl çalıştığına bakalım ve genel olarak polen gelişimini biraz daha derine inelim. Polen taneleri, hücrelerin bölündüğü ve sayıca büyüdüğü mayoz süreci boyunca oluşturulur. Polen taneleri genellikle ucundaki polen keselerinde bulunan stamen tipik çevreleyen (çiçeğin erkek kısımları), meyva yaprağı (çiçeğin dişi parçalar). Ercik genellikle iki bölümden oluşur: polen torbalarını barındıran iki loblu anter ve anterin tünediği sap olan filament . Her bir tane, yolculuğu sırasında onu korumak için yavaş yavaş sert bir dış duvar geliştirir.

Hedefine bırakıldığında, polen taneleri bir çiçeğin stigmasına , yani yumurtalık girişine yerleşir . Gymnospermlerde olduğu gibi, döllenmeyi çimlenme ve polen tüpü oluşumu takip eder, ancak bu sefer her iki sperm de kullanılır. Biri yumurta hücresini döllerken diğeri, büyüyen bitki embriyolarının filizlenme sürecinden önce ve sırasında tükettiği endosperme dönüşecek başka bir hücreyi döllemekle görevlidir .

Farklı çiçekler farklı konfigürasyonlarda büyür ve çoğu, aslında anjiyospermlerin çoğunluğu hem ercik hem de karpal bileşenleri taşırken, bazıları taşımaz. Bu türler için, erkek ve dişi üreme parçaları, aynı bitkinin farklı çiçeklerinde bulunabilir - kaç tane gymnosperm'in çam kozalaklarının yaygın olarak yapılandırıldığına benzer. Veya bazı durumlarda, her bir özel bitki numunesi, süreci biraz değiştirerek yalnızca birini veya diğerini içerebilir.

Polen rüzgarla taşınabilir, su ile rafting yapılabilir veya arılar , böcekler, kuşlar veya yarasalar gibi herhangi bir canlı tarafından mekik dokulabilir ve başka bir çiçeğin dişi üreme kısmına birikebilir. Bu kulağa oldukça isabetli veya ıska gelebilir ve bu yüzden bitkiler - özellikle açık tohumlular - çok fazla polen üretir.

Bitkilerin polenlerini başarılı bir şekilde yayabilmeleri için çoğu, işi daha sık ve daha verimli bir şekilde yapmak için diğer canlılarla birlikte evrim geçirdi. Bu birkaç şekilde oldu. Örneğin, çiçekli bitkilerde, en lezzetli polenlere sahip olanların tozlayıcıları çekme olasılığı daha yüksekti, bu yüzden türlerini yayma şansı en yüksek olanlar onlardı. Çiçekli bitkiler ayrıca bazen şaşırtıcı görünebilecek şekillerde daha fazla müşteri çekmek için şekil, renk ve kokudan yararlanır. Pek çok kınkanatlı türü, son derece itici olduğunu düşündüğümüz kokular üreten çiçeklere çekilir. Bu bitkilerden bazıları, aralarında yaygın ev filodendronları, kimyasal bir reaksiyonla ısınarak böcekleri çeker. Böceklerin doğal olarak çekildiği, çürüyen organik maddeyi anımsatan bir koku üretmelerine neden olur.Şeytanın dili olarak bilinen bir Sumatra bitkisi o kadar kötü kokuyor ki insanların bayılmasına neden olduğu söyleniyor. Tozlayıcı mı? Bir leş böceği türü.

Parlak renkli çiçekler en çok gündüz canlılarını çekerken, beyaz veya açık sarı çiçekler en çok gece hayvanları tarafından fark edilir. Bir de nektar üretimi var. Arılar, yarasalar ve sinek kuşları gibi birçok yetkin tozlayıcı nektar üzerinde gelişir, bu nedenle tozlayıcının ağız bölümlerine uygun nektar kaplarına sahip olmak, geliştirilmesi gereken bir diğer önemli uzmanlıktı. Son olarak, bitkilerin eşeyli kısımlarının konumlandırılması da gelişti. Düzenlemeleri potansiyel bir tozlayıcının beslenme alışkanlıklarına en iyi şekilde uyan örnekler en başarılıydı. Bu nedenle, bir tozlayıcı tarafından fırçalanması en muhtemel olan - ve bu nedenle fırçalanıp götürülmesi daha muhtemel olan - evrimsel azim için en ideal konumdaki ercikler.

Arı Dizleri

Arılar, birlikte evrimin harika bir örneğini sağlar ve inanılmaz derecede önemli tozlayıcılardır. Nektar ve polen tüketirler ve her ikisini de toplarken toplarlar. Çiçekler, onları arılar için çekici ve erişilebilir (ve çoğu zaman çekici olmayan veya rakipleri için erişilemez) kılan belirli renk, koku ve şekil kombinasyonlarına dönüşmüştür. Arılar, bu tür çiçeklerin karşılığını, belirli vücut kısımlarını geliştirerek, onları toplarken daha verimli hale getirerek ve istemeden de olsa polenlerin belirli kısımlarını devrettiklerinde geçirerek ödediler.

Bitkiler, polenler ve tozlayıcılar açıkça insanlar için büyük önem taşımaktadır. İnsanlar kesinlikle türümüzün uzun evrimi boyunca bitkiler hakkında bilgi sahibi oldular, ancak yaklaşık 11.000 yıl önce oyunu büyük ölçüde değiştirdik [kaynak: Starr]. Bu, insanların ekin bitkilerini evcilleştirmeye, yabani türlerden favori örnekleri seçmeye ve onları yüksek verim, haşere direnci veya ısı toleransı gibi belirli arzu edilen özellikler için yetiştirmeye başladığı zaman civarındaydı. Günümüze hızlı bir şekilde ilerleyin ve mahsul üretim yöntemlerimiz o ilk başlangıçlardan itibaren yeniden çarpıcı bir şekilde ileri sıçradı. Artık birçok mahsul genetiği değiştirilmiş organizmalar veya GDO'lardır ve bizim yapay kurcalamamız birçok insanı doğal olarak evrimleşmiş organizmalar üzerinde ne gibi bir etki yaratacağını merak etmeye bıraktı.

Bilim adamları, GDO'lu mahsullerin, geleneksel mahsuller ve ilgili türlerle iç içe geçme potansiyeline sahip olup olmadığını ve hangi koşullar altında olduğunu araştırıyor. GDO'ların önemli bir etkiye sahip olabileceği bir alan olan Afrika'da yürütülen bir araştırma, oradaki arıların, yiyecek arama sırasında yuvadan 4 mil (3 kilometre) uzakta girişimde bulunduğunu belirledi [kaynak: Science Daily ]. Bu tür bir aralık, tanıtılan GDO ekinlerinin trangenlerinin vahşi türlere sızmasına izin verebilir. Avrupa Birlikte Yaşama Bürosu gibi uluslararası kuruluşlar, çapraz tozlaşma örneklerini kontrol etmek için belirli izolasyon önlemlerini savunmaktadır. Bunlar, uzaysal ve zamansal adımları içerir; başka bir deyişle, çapraz tozlaşabilecek bitkilerden belirli mesafelere ekin dikmek ve türlerin yılın farklı zamanlarında çiçek açması için bu tür dikimleri zamanlamak.

Polen, başka nedenlerle de çalışmak için yararlı şeylerdir. Palinoloji - polenler, sporlar ve benzeri mikroskobik bitki yaşamının incelenmesi - alanlarında uzmanlaşmış bilim adamları, çekirdek örnekleri alarak, Dünya tarihinin farklı dönemlerinde hangi bitkilerin yaygın olduğu konusunda iyi bir fikir edinebilirler. Örneğin, polen ve diğer palinomorflar, belirli bir alanda tarımsal ekimin ne zaman başladığını veya durduğunu, bir arazi parçasının ne zaman ağaçlıklı veya çayırlık olduğunu veya iklim değişikliklerinin ne zaman meydana geldiğini belirlemeye yardımcı olabilir.

Sonraki sayfada, polen hakkında çok daha fazla bilgi edinin -- ve hapşırmaya başladığında ne yapacağınızı öğrenin .

İlgili Makaleler