Bitkisel Hormonlar: Etilen ve Absisik Asit

Bitkisel Hormonlar ve Bitkilerde Kimyasal İletişim

Bitkiler çevrelerindeki ışık, sıcaklık, su, yer çekimi ve dokunma gibi uyaranları algılayarak bu değişimlere uygun tepkiler oluşturur. Ancak bitkilerde hayvanlardaki gibi sinir sistemi ve endokrin bezleri bulunmaz.

Bitkilerde hücreler, dokular ve organlar arasındaki iletişimin önemli bir bölümü bitkisel hormonlar aracılığıyla gerçekleştirilir.

Bitkinin belirli hücrelerinde üretilen, çok düşük miktarlarda etkili olan ve bitkinin büyüme, gelişme, olgunlaşma, dinlenme ve çevresel koşullara tepki verme süreçlerini düzenleyen organik maddelere bitkisel hormon denir.

Bitkisel hormonların genel özellikleri

• Çok düşük miktarlarda etkili olabilirler.
• Üretildikleri yerde veya bitkinin başka bir bölümünde etkilerini gösterebilirler.
• Hücre bölünmesi, hücre uzaması ve hücrelerin farklılaşması gibi olayları düzenleyebilirler.
• Tohumun çimlenmesi, meyvenin olgunlaşması ve yaprakların yaşlanması gibi süreçlerde görev alabilirler.
• Kuraklık, sıcaklık ve tuzluluk gibi çevresel değişimlere karşı bitkinin tepki oluşturmasına yardımcı olabilirler.
• Bir hormonun etkisi bitkinin türüne, yaşına, gelişme dönemine ve hormonun miktarına göre değişebilir.

Bitkisel hormonlar nasıl etkili olur?

Bir hormonun etkili olabilmesi için hedef hücrelerde o hormona uygun alıcı yapıların bulunması gerekir. Hormon hedef hücreye ulaştığında hücrede bazı genlerin çalışmasını, enzimlerin etkinliğini veya hücre zarındaki madde geçişlerini değiştirebilir.

Bu değişiklikler sonucunda bitkinin büyüme hızı, su kaybı, meyve olgunlaşması, tohum çimlenmesi veya yaprakların durumu değişebilir.

Bitkilerde hormonlar birbirlerinden bağımsız çalışmaz. Bir gelişim olayının oluşmasında çoğu zaman birden fazla hormonun karşılıklı etkisi bulunur.

Bu konuda ele alınacak iki hormon

• Etilen: Özellikle meyvelerin olgunlaşmasıyla ilişkilidir.
• Absisik asit: Özellikle su yetersizliği, stomaların kapanması ve tohumun uyku hâlinde kalmasıyla ilişkilidir.

Etilen ve absisik asidin etkileri farklı görünse de her iki hormon da bitkinin gelişim sürecini ve çevresel koşullara verdiği tepkileri düzenleyen kimyasal habercilerdir.

Etilen Hormonu ve Meyvelerin Olgunlaşması

Etilen, bitkilerde gaz hâlinde bulunan bir hormondur. Gaz hâlinde olması nedeniyle üretildiği bitki dokusundan çevreye yayılabilir ve yakınındaki başka bitkileri veya meyveleri de etkileyebilir.

Etilen özellikle olgunlaşmakta olan meyvelerde, yaşlanan yapraklarda ve bazı stres koşullarına maruz kalan bitki dokularında üretilebilir.

Etilenin meyve olgunlaşmasına etkileri

Meyvenin olgunlaşması yalnızca renginin değişmesi değildir. Olgunlaşma sırasında meyvede birçok biyokimyasal ve yapısal değişiklik meydana gelir.

• Nişasta gibi büyük karbonhidratlar daha küçük şekerlere dönüştürülebilir.
• Meyvenin tatlılığı artabilir.
• Hücre duvarındaki bazı maddelerin parçalanmasıyla meyve yumuşayabilir.
• Klorofil miktarı azalabilir ve başka renk pigmentleri belirgin hâle gelebilir.
• Meyveye özgü koku ve aroma maddeleri oluşabilir.
• Organik asit miktarındaki değişim nedeniyle meyvenin tadı değişebilir.

Etilen, bu değişikliklerde görev alan bazı enzimlerin üretilmesini veya etkinleşmesini sağlar. Böylece meyvenin olgunlaşma süreci hızlanır.

Etilen üretimi artabilen meyveler

Bazı meyveler olgunlaşma dönemine girdiklerinde etilen üretimlerini belirgin şekilde artırır. Bu meyveler toplandıktan sonra da olgunlaşmaya devam edebilir.

• Muz
• Elma
• Armut
• Şeftali
• Avokado
• Domates

Olgun bir muzun veya elmanın, ham meyvelerle aynı kâğıt torbaya konulması ham meyvelerin daha hızlı olgunlaşmasına neden olabilir. Bunun nedeni olgun meyveden yayılan etilen gazıdır.

Etilenin diğer etkileri

• Bazı bitkilerde yaprak ve çiçeklerin yaşlanma sürecine katkı sağlar.
• Bazı organların bitkiden ayrılmasına yönelik süreçlerde diğer hormonlarla birlikte görev alabilir.
• Bitkinin mekanik baskı ve yaralanma gibi streslere verdiği tepkileri etkileyebilir.
• Bazı fidelerde gövde uzamasını yavaşlatıp gövdenin kalınlaşmasına neden olabilir.

Etilenin tarımdaki önemi

Meyvelerin taşınması ve pazarlanması sırasında olgunlaşma zamanının kontrol edilmesi önemlidir. Bazı meyveler henüz tam olgunlaşmadan toplanır ve satıştan önce kontrollü koşullarda etilen etkisine bırakılarak olgunlaştırılır.

Ancak etilenin kontrolsüz birikmesi depolanan meyve ve sebzelerin kısa sürede yumuşamasına ve bozulmasına da yol açabilir. Bu nedenle depolama alanlarının havalandırılması ve etilen üreten ürünlerle etilene duyarlı ürünlerin ayrı tutulması önemlidir.

Absisik Asit ve Bitkinin Stres Koşullarına Tepkisi

Absisik asit, kısaca ABA olarak gösterilen bir bitkisel hormondur. Bitkinin büyüme ve gelişmesinin düzenlenmesinde görev almakla birlikte özellikle kuraklık gibi olumsuz çevre koşullarında önem kazanır.

Toprakta yeterli su bulunmadığında veya bitkinin su kaybı arttığında absisik asit miktarı artabilir. Bu hormon, bitkinin su kaybını azaltmasına ve olumsuz koşullar sona erinceye kadar yaşamını sürdürmesine yardımcı olur.

Absisik asidin stomalara etkisi

Yaprakların yüzeyinde bulunan ve gaz alışverişini sağlayan açıklıklara stoma denir. Stomalar açıldığında bitki karbondioksit alabilir ancak aynı zamanda terleme yoluyla su kaybeder.

Bitki su sıkıntısı yaşadığında absisik asit bekçi hücrelerini etkiler. Bekçi hücrelerinden su kaybedilmesi sonucunda stomalar kapanır. Böylece terleme azalır ve bitkinin su kaybı sınırlandırılır.

Su yetersizliği → Absisik asit miktarının artması → Stomaların kapanması → Su kaybının azalması

Absisik asidin tohumlara etkisi

Tohumların uygun olmayan çevre koşullarında hemen çimlenmemesi canlılığın devamı açısından önemlidir. Absisik asit, bazı tohumlarda çimlenmeyi baskılayarak tohumun dormansi adı verilen uyku hâlinde kalmasına yardımcı olur.

Tohumdaki absisik asit etkisi azaldığında ve su, sıcaklık, oksijen gibi çevre koşulları uygun olduğunda çimlenme başlayabilir.

• Uygun olmayan koşullarda çimlenmenin önlenmesine yardımcı olur.
• Tohumdaki metabolik etkinliğin düşük tutulmasını destekler.
• Embriyonun kuraklık ve soğuk gibi olumsuz koşullardan korunmasına katkı sağlar.

Absisik asidin bitki gelişimine diğer etkileri

• Kuraklık koşullarında büyümenin yavaşlamasına katkıda bulunabilir.
• Bitkinin enerji ve su kaynaklarını korumasını sağlayabilir.
• Bazı bitkilerde tomurcukların uygun mevsime kadar dinlenme hâlinde kalmasına yardımcı olabilir.
• Çevresel streslere karşı çalışan bazı koruyucu genlerin etkinleşmesini sağlayabilir.

Bitki neden büyümesini yavaşlatır?

Kuraklık sırasında büyümenin devam etmesi daha fazla su ve enerji kullanılmasını gerektirir. Absisik asit, büyümeyi yavaşlatan ve su kaybını azaltan tepkilerin oluşmasına yardım eder. Bu durum bitkinin olumsuz koşullar boyunca canlı kalma olasılığını artırır.

Bu nedenle absisik asidin etkisi bitki açısından yalnızca bir büyüme engeli değil, aynı zamanda bir hayatta kalma stratejisi olarak değerlendirilmelidir.

Etilen ve Absisik Asidin Karşılaştırılması

Etilen ile absisik asit farklı gelişim olaylarında görev alsa da her ikisi de bitkinin iç ve dış çevresindeki değişimlere uygun tepki oluşturmasını sağlayan kimyasal düzenleyicilerdir.

Özellik	Etilen	Absisik Asit
Yapısı ve taşınması	Gaz hâlinde bir hormondur ve çevreye yayılabilir.	Bitki dokularında üretilen organik bir hormondur.
Belirgin etkisi	Meyve olgunlaşmasını hızlandırır.	Su kaybını azaltan ve büyümeyi yavaşlatan tepkileri destekler.
Çevresel ilişki	Olgunlaşma, yaşlanma, yaralanma ve mekanik stresle ilişkilidir.	Özellikle kuraklık ve su yetersizliğiyle ilişkilidir.
Tohum üzerindeki etkisi	Temel etkisi meyve olgunlaşması üzerinde görülür.	Tohum dormansisini destekleyerek çimlenmeyi baskılayabilir.
Bitki açısından önemi	Meyvenin gelişim ve olgunlaşma sürecinin tamamlanmasına yardımcı olur.	Olumsuz koşullarda suyun korunmasına ve yaşamın sürdürülmesine yardımcı olur.

İki hormonun benzer yönleri

• Her ikisi de bitkisel hormondur.
• Düşük miktarlarda etkili olabilirler.
• Bitkinin büyüme ve gelişme süreçlerini düzenlerler.
• Çevresel ve içsel değişimlere uygun tepki oluşturulmasına yardımcı olurlar.
• Hedef hücrelerdeki biyokimyasal olayları ve genlerin çalışmasını değiştirebilirler.
• Etkileri bitkinin türüne, yaşına ve çevre koşullarına göre değişebilir.

İki hormonun farklı yönleri

• Etilen gaz hâlindedir; absisik asit gaz hâlinde değildir.
• Etilen meyve olgunlaşmasını hızlandırırken absisik asit uygun olmayan koşullarda büyümenin yavaşlamasına katkı sağlar.
• Etilen olgunlaşma sürecinde etkiliyken absisik asit özellikle kuraklık ve su stresi sırasında önem kazanır.
• Absisik asit stomaların kapanmasını ve tohum dormansisini destekler.

Bilimsel çıkarım

Etilen ile absisik asidin etkileri incelendiğinde bitkilerin gelişiminin sürekli aynı hızda devam etmediği görülür. Bitki, iç ve dış koşullara göre bazı süreçleri hızlandırırken bazılarını yavaşlatabilir.

Bu durum bitkisel hormonların temel görevinin yalnızca büyümeyi artırmak olmadığını; büyüme, gelişme ve hayatta kalma arasında uygun bir denge kurulmasını sağlamak olduğunu gösterir.

Deney: Etilenin Meyve Olgunlaşmasına Etkisinin Gözlemlenmesi

Deneyin amacı

Olgun bir meyveden yayılan etilenin, ham bir meyvenin olgunlaşma süresi üzerindeki etkisini gözlemlemek.

Araştırma sorusu

Olgun bir elma veya muzla aynı ortamda tutulan ham meyveler daha hızlı olgunlaşır mı?

Hipotez örneği

Ham meyveler olgun bir elma veya muzla birlikte bekletilirse olgun meyveden yayılan etilen nedeniyle daha hızlı olgunlaşır.

Malzemeler

• Benzer büyüklükte ve olgunlukta 4 adet ham meyve
• 1 adet olgun elma veya muz
• 2 adet kâğıt torba
• Etiket ve kalem
• Gözlem çizelgesi

Deneyin yapılışı

1. Ham meyveleri görünüş, sertlik ve renk bakımından karşılaştırınız.
2. Ham meyvelerin ikisini birinci kâğıt torbaya koyunuz.
3. Diğer iki ham meyveyi olgun bir elma veya muzla birlikte ikinci kâğıt torbaya koyunuz.
4. Torbalardan birini “Kontrol grubu”, diğerini “Deney grubu” olarak etiketleyiniz.
5. İki torbayı aynı sıcaklık ve ışık koşullarında bekletiniz.
6. Meyveleri her gün aynı saatte renk, koku, sertlik ve görünüş bakımından gözlemleyiniz.
7. Gözlemlerinizi tabloya kaydediniz.

Gün	Kontrol grubunun rengi ve sertliği	Deney grubunun rengi ve sertliği	Gözlenen farklılık
1. gün
2. gün
3. gün
4. gün

Deneydeki değişkenler

• Bağımsız değişken: Ham meyvenin olgun meyveyle birlikte bulunması
• Bağımlı değişken: Ham meyvenin olgunlaşma hızı
• Kontrol edilen değişkenler: Meyve türü, meyvelerin başlangıçtaki olgunluk düzeyi, sıcaklık, ışık, bekletme süresi ve torba türü

Sonucun değerlendirilmesi

Olgun meyveyle aynı torbada bulunan meyveler daha hızlı renk değiştirmiş ve yumuşamışsa bu durum olgun meyveden yayılan etilenin olgunlaşmayı hızlandırdığı görüşünü destekler.

Absisik Asidin Etkisini Gözlemleme ve Modelleme

Absisik asidin bitkideki miktarını okul ortamında doğrudan ölçmek zordur. Ancak bitkinin su yetersizliğine verdiği bazı tepkiler gözlemlenerek absisik asidin görevleri hakkında bilimsel çıkarım yapılabilir.

Gözlem çalışması

1. Aynı tür, yaş ve büyüklükte iki saksı bitkisi belirleyiniz.
2. Bitkileri aynı ışık ve sıcaklık koşullarında tutunuz.
3. Birinci bitkiyi düzenli olarak sulayınız.
4. İkinci bitkiye kısa süreli ve bitkiye zarar vermeyecek ölçüde daha az su veriniz.
5. Yaprakların duruşu, canlılığı ve solma durumu gibi gözlenebilir özellikleri kaydediniz.
6. Gözlemleri bitkinin su kaybını azaltmaya yönelik oluşturduğu tepkilerle ilişkilendiriniz.

Konu özeti

• Bitkisel hormonlar bitkideki büyüme, gelişme ve çevresel tepki süreçlerini düzenler.
• Etilen gaz hâlinde bir bitkisel hormondur.
• Etilen meyvelerde renk, tat, koku ve yumuşaklık değişimlerinin oluşmasını hızlandırabilir.
• Olgun meyvelerden yayılan etilen yakınındaki meyvelerin olgunlaşmasını hızlandırabilir.
• Absisik asit özellikle kuraklık ve su yetersizliği sırasında önem kazanır.
• Absisik asit stomaların kapanmasına yardım ederek su kaybını azaltabilir.
• Absisik asit tohum dormansisini destekleyerek uygun olmayan koşullarda çimlenmeyi önleyebilir.
• Her iki hormon da bitkinin gelişimini çevresel ve içsel koşullara göre düzenler.

Kendini değerlendir

1. Bitkisel hormonların hayvanlardaki hormonlardan farklı olarak üretildiği özel bezlere sahip olmaması ne anlama gelir?
2. Etilen meyvelerin olgunlaşması sırasında hangi değişikliklerin oluşmasını sağlar?
3. Olgun bir elmanın ham meyvelerle aynı torbaya konulması olgunlaşmayı neden hızlandırabilir?
4. Absisik asit kuraklık sırasında bitkinin su kaybını nasıl azaltır?
5. Absisik asidin tohum dormansisi üzerindeki etkisi bitkiye nasıl bir yarar sağlar?
6. Etilen ve absisik asidin iki ortak özelliğini yazınız.
7. Etilen ile absisik asidin bitki gelişimine etkileri arasındaki temel fark nedir?

Çıkarım sorusu

Uzun süre taşınacak muzların henüz yeşilken toplanmasının ve olgun elmalardan ayrı tutulmasının biyolojik nedenini açıklayınız.

Günlük yaşam sorusu

Kuraklık sırasında stomalarını kapatmayan bir bitkinin yaşayabileceği sorunları su kaybı, fotosentez ve hayatta kalma açısından değerlendiriniz.