Bilim Adamları, Bitkilerin Karada Nasıl Köklendiklerine İlişkin 100 Yıllık Gizemi Çözdü : ScienceAlert


Yale Üniversitesi’ndeki araştırmacılar tarafından yönetilen bir bilim insanı ekibi, kara bitkilerinin neden bu kadar karmaşık damar sistemleri geliştirdiğini nihayet çözdüklerini düşünüyorlar – kabaca bir asırdır devam eden bir gizem.

Kara bitkileri ilk ortaya çıktıklarında kabaca 500 milyon yıl öncedamar sistemleri son derece basitti.

Köklerinin ve gövdelerinin iç kısımları, çevredeki ortamdan su ve besinleri çeken saman demetlerine benziyordu.

Bununla birlikte, yaklaşık 420 milyon yıl önce, suyu emmek için kullanılan bu basit sistem, “samanları” kademeli olarak daha ayrıntılı şekillere, yapılara ve boyutlara bölerek önemli değişiklikler gösterdi.

100 yıla yakın bir süredir, bilim adamları evrimin neden bu daha karmaşık iç mekanları tercih ettiğini bilmiyorlardı, ancak fosil kayıtlarının yeni bir analizi, daha modern bir damar sisteminin kuraklığa daha fazla tolerans gösterdiğini gösteriyor.

Yazarlar, bitkilerin içini ilk şekillendiren şeyin su eksikliği olabileceği sonucuna varıyor.

Dünyadaki ilk kara bitkileri küçük, karmaşık olmayan, yosun benzeri formlardı. Kök sistemleri yoktu, bu da bol su bulunan alanlarla sınırlı oldukları anlamına geliyordu.

Bitkiler daha iç kısımlara, daha kurak alanlara doğru hareket etmeye başladıkça, kendilerini buharlaşma ve dehidrasyondan korurken suyu, güneş ışığını ve besinleri tutmanın yeni yollarına ihtiyaç duydular.

Dalların ve köklerin işe yaradığı yer burasıdır. Ancak bu yapılar aynı zamanda yeni zorluklar da yarattı.

Kuraklık sırasında bitkiler kolayca kuruyabilir ve bir çeşit buhar kabarcığı oluşturabilir. embolibu da suyun köklerden yukarı akmasını engeller.

Basit ve ilkel bir damar sisteminde, bir bitkinin içindeki bir hava kabarcığı diğer kanallara veya “samanlara” kolayca yayılarak daha fazla su ve besin maddesine karşı bir blokaj oluşturabilir. Sonuç, doku ölümünü tetikleyebilir ve hatta tüm bitkiyi öldürebilir.

Bazı modern ve soyu tükenmiş bitkilerin çeşitli damar sistemlerinin modellenmesi fosil kayıtlarında korunmuşaraştırmacılar artık daha ayrıntılı bir vasküler modelin hava kabarcıklarını engelleyebileceğini gösterdi.

Bir bitkinin damar sistemini oluşturan samanlar modellere ayrıldığında, simülasyonlar hava kabarcıklarının yayılacak daha az komşusu olduğunu gösteriyor.

Aşağıdaki animasyon, basit, ilkel bir bitkinin damarlarında yayılan bir emboli ile daha karmaşık, modern bir bitki arasındaki farkı göstermektedir.

Bitki Vasküler Animasyonu
İki bitki sapının enine kesitinde kanallar arasında yayılan bir embolinin şematik animasyonu. Soldaki gövde, ilkel bir bitkiyi temsil ediyor ve basit konfigürasyonu, embolinin kolayca yayılmasını sağlıyor. Sağdaki yapı daha karmaşıktır ve sonuç olarak emboli daha az hasar üretir. (Martin Bouda/Çek Bilimler Akademisi)

Bulgular araştırmacılara sahip sonuç bu kuraklık, bitkilerin damar sistemi için “teorik olarak sağlam” bir seçilim baskısıdır.

“Bir bitki bu silindirik damar sisteminden her saptığında, her birazcık değiştiğinde, bitki kuraklıktan sağ çıkma yeteneği açısından bir ödül alır.” açıklar Yale Çevre Okulu’ndan bitki fizyoloğu Craig Brodersen.

“Ve eğer bu ödül sürekli olarak oradaysa, o zaman bitkileri eski silindirik damar sisteminden uzaklaştırarak bu daha karmaşık biçimlere doğru zorlayacaktır.

“Bitkiler, bu çok küçük değişiklikleri yaparak, dünya tarihinin çok erken dönemlerinde çözmeleri gereken bu sorunu çözdüler, aksi takdirde bugün gördüğümüz ormanlar var olmayacaktı.”

Bulgular yalnızca Dünya’nın geçmişinin ilginç yönlerini ortaya çıkarmakla kalmıyor, aynı zamanda bugün modern bitkilerde görülen çok çeşitli damar biçimlerinin nasıl ortaya çıktığını açıklamaya ve gelecekteki çözümlere hitap etmeye yardımcı oluyor.

Cheilanthes lanosa'nın yaprağına rağmen enine kesit.
Yaprak boyunca enine kesit Cheilanthes lanosaKsilemde kalp şeklinde bir damar sistemi gösteren Tüylü dudak eğreltiotu olarak da bilinir. (Craig Brodersen Laboratuvarı)

Bitkilerin kuraklıkla nasıl başa çıktığına dair bu yeni anlayış, bir gün araştırmacıların önlerinde uzanan hızlı iklim değişiklikleri için önemli florayı hazırlamasına yardımcı olabilir.

Uzmanlar daha iyi kök ve damar sistemlerinin nasıl üretileceğini anlayabilirlerse, bazı mahsuller bizi gelecekte uzun süre besleyebilir.

Çalışma yayınlandı Bilim.





Kaynak : https://www.sciencealert.com/scientists-solve-100-year-old-mystery-about-how-plants-took-root-in-land

Yorum yapın

SMM Panel PDF Kitap indir