Ağaçlardaki yaş halkaları tam olarak nerede ve nasıl oluşuyor?

Ağaçlardaki yaş halkaları tam olarak vasküler kambiyum tabakasında (ikincil ksilem tarafında) oluşuyor.^[1] Ağaçlardaki yıllık yaş halkalarına neden olan şeyse, ağacın farklı mevsimlerde farklı hızlarda büyümesi (örneğin kışın kambiyumdaki bölünmenin durması ama baharda hızlanması). Bir ağaç eğer ki birim zamanda hep aynı hızda büyüseydi, belirgin yaş çizgileri de oluşmazdı.

Konuya biraz daha derinlemesine bakalım. Belki biliyor olabileceğiniz gibi, ağaçların iki tür büyümesi vardır: birincil büyüme ve ikincil büyüme:

• Birincil büyüme, köklerin ve gövdelerin uçlarında meydana gelir ve bunların daha uzun olacak şekilde büyümesini sağlar.
• İkincil büyüme, vasküler kambiyum ve mantar kambiyumunda gerçekleşir ve ağacın gövdesinin çapında bir artışa neden olur.

Kambiyum, ağacın yaşlı odun kısımlarıyla kabuğu arasında yer alır. Vasküler kambiyum, iletken hücreler olan ksilem ve floemi üreten, ince bir tabakadaki hücrelerdir:

• Floem dış katmandır ve kabuğun iç tarafına denk geldiği için bazen "iç kabuk" olarak da adlandırılır. Besin ileten bir dokudur. Floem, mantar kambiyumu ile vasküler kambiyumun arasında yer alır.
• Ksilemse, ağacın su ve minerallerinin çoğunun iletildiği vasküler dokudur.

Kambiyum, floem ve ksilemden eşit miktarda üretmez: Kambiyum tabakasının dışına doğru oluşan ikincil floem daha az; kambiyum tabakasının içine doğru oluşan ikincil ksilemden daha çok üretir. (Yan bir bilgi: "ahşap" dediğimiz şey ikincil ksilemdir; zaten Yunancada ahşap anlamına gelen "xylem", tahta anlamına gelen "xylon" sözcüğünden gelmektedir.)

Bir başka katman olan mantar kambiyumu, ağacın genişleyen çevresine katkıda bulunur. Mantar kambiyumu, nihayetinde ağacın kabuğunu üretecek olan ince bir tabakadaki hücrelerdir. Kabuk, mantar kambiyum tabakası tarafından ağacın hem içine hem de dışına doğru üretilen çeşitli doku türlerinden oluşur.

Büyüme halkaları, ılıman bölgelerde yetişen ağaçlar tarafından yıllık olarak oluşturulur. Soğuk kış aylarında ağaçların kambiyum tabakasındaki faaliyet inaktiftir. Kambiyum, az önce de bahsettiğim gibi, bir ağacın yeni odun ekleyen ve ağacın çapını artıran hücre bölünmesinin gerçekleştiği bölgedir. İlkbaharda sıcaklıklar ısınmaya başladığında, kambiyumdaki aktivite yeniden aktif hale gelecektir. Artan sıcaklık, ilkbaharda hücre bölünmesinin başlamasıyla ilgili en önemli faktörlerden biridir. Ayrıca sapların uçlarından gelen hormonal sinyallerin de ilkbaharda hücre bölünmesinin başlamasında rol oynadığı düşünülmektedir.

Yılın sonbaharında büyümenin durmasını tetikleyen kesin mekanizmanın ne olduğu halen tam olarak bilinmemektedir. Azalan gün uzunluğunun yanı sıra donma veya donmaya yakın sıcaklıkların da bir faktör olduğu bilinmektedir. Ancak bazı ağaçlar, sıcaklıklar donma noktasına yaklaşmadan ve günler uyku halini tetikleyecek kadar kısa olmadan önce büyümeyi durdurabilmektedir. Ağaçların uzun günleri simüle etmek için yapay olarak ışığa maruz bırakıldığı çalışmalar, büyümenin uzatılabileceğini ancak sonunda yine de öyle veya böyle duracağını göstermiştir. Bu durum, ağaç tarafından yaratılan büyüme inhibitörlerinin ağaçlarda uyku halini tetiklemede rol oynayabileceğini düşündürmektedir, ancak kesin bir sonuca varmak için daha fazla araştırmaya ihtiyaç vardır.

Hücre bölünmesi ilkbaharda başladığında hızla ilerler ve ardından yaz sonunda yavaşlamaya başlar ve nihayet sonbaharda tamamen durur. Bu büyüme modeli, yılda 1 adet büyüme halkası oluşturur. Bu aynı zamanda her büyüme halkası içinde erken odun (veya ilkbahar odunu) ve geç odun (veya yaz odunu) olarak adlandırılan oldukça farklı iki bölge oluşturur. Erken odun, geç oduna göre daha açık renkli olma eğilimindedir.

Renk farkının nedeni mikroskobik düzeyde görülebilir. Bir büyüme halkası mikroskop altında incelenirse, büyüme halkasının erken odun kısmının ince hücre duvarlarına sahip olduğu görülecektir. Büyüme mevsiminin bu döneminde, büyüme için kullanılan şekerlerin büyük kısmı kökler gibi ağaçta bulunan depolanmış rezervlerden gelmektedir. Ağacın yaprakları tamamen oluştukça ve fotosentez tüm hızıyla devam edip bol miktarda şeker ürettikçe, mevcut şekerlerin bolluğu nedeniyle hücre duvarları kalınlaşmaya başlar. Bu da geç odunda görülen o daha koyu rengi (ve dolayısıyla "halkayı") oluşturur.

Meşe ve dişbudak gibi bazı sert ağaçlarda erken odun ve geç odun arasında belirgin bir renk farklılığı yoktur. Bunun yerine, büyüme halkası erken odunda büyük, açık gözenekler ve ardından geç odunda çok daha küçük gözenekler ile karakterize edilir. Sert ağaçların son odununda ilk oduna göre daha fazla lif bulunur ve son odun, burada bulunan daha kalın hücre duvarları nedeniyle ilk oduna göre daha yüksek bir yoğunluğa sahiptir.

Tüm bu farklılıklardan ötürü, herhangi bir bölgeye yönelik "ağaç halkası tarihleme sistemi" geliştirilmek için eğim, sıcaklık, ağacın yaşı, yağış ve diğer büyüme faktörlerinin dikkate alınmasını gerektirir. Çünkü ağaçlar bazen bir yıl içinde "ekstra" veya "sahte halkalar" da üretebilirler. İzole faktörlerden kaynaklanan varyasyonları ortadan kaldırmak için birçok bireysel ağaçtan veri toplanır ve standartlaştırılır. Araştırmacılar, ölü mü canlı mı olduğu fark etmeksizin, daha yaşlı ağaçlardan alınan halkaları modern olanlarla eşleştirerek, zamanda daha geriye uzanan örtüşen zaman aralıkları geliştirirler.