Damarlı Bitkiler (Tracheophyta)

Damarlı bitkiler ya da bilimsel adıyla trakeofitler bugün yeryüzünün büyük bir kısmını kaplayan, bir damar sistemine sahip 260,000 tür bitkiye verilen genel addır. Damarlı bitkiler arasında at kuyruğu, açık tohumlular ve çiçekli bitkiler bulunmaktadır. Bitki damar sistemleri, temel olarak suyun emilmesini sağlayan ksilem yani odun borusu ve şeker gibi besinlerin taşınmasını sağlayan floem yani soymuk borusundan oluşur.

Ksilemin oluştuğu borular ölü, sert-duvarlı, boş hücrelerden oluşur. Bu hücreler suyun taşınmasını sağlayan dosyalardan oluşan tüplerden meydana gelir. Buna karşın, floem süzgeç boru parçalar denilen yaşayan hücrelerden oluşur. Süzgeç-boru parçaları, moleküllerin arasından geçmelerine izin veren gözenekler bulunan süzgeç tabakaları kapsar. Süzgeç-boru parçalar çekirdekler (nuklei) veya ribozomlar gibi organlardan mahrumdur. Ancak, onların yanındaki hücreler, diğer bir deyişle, kılavuz hücreler, süzgeç-boru parçaları canlı tutma işlevi görürler.^[1]

Damarlı bitkilerin kökleri, sapları ve yaprakları bulunur. Su ve mineralleri köklerinden alırlar. Damarlı bitkiler, hayatta kalmalarına yardımcı olan bazı adaptasyonlar geliştirmiştir. Örneğin bitki gövdesinin etrafı su kaybını önleyen mumsu bir tabaka ile kaplıdır. Ayrıca yapraklarında karbondioksit ve oksijen gibi gazları içeri almalarına ve salmalarına yardımcı olan stomaları veya gözenekleri vardır. Kökleri topraktan su ve besinleri alır ve onları toprağa sabitler. Gövdeler, suyu ve besinleri bitkinin yapraklarına taşır ve yapraklar bitkinin fotosentez için ihtiyaç duyduğu güneş ışığını yakalar. Damarlı bitkilerin gövdeleri güçlüdür ve ikincil büyüme göstermektedir.

Terleme, bitki dokuları arasında suyun hareket etmesinin temel sürecidir. Su, sürekli terleme yoluyla bitkinin stoması yoluyla atmosfere karışır ve bitkinin köklerine karışarak toprakla yer değiştirir. Suyun yukarı çekimi tamamıyla edilgen olabilir ve osmosis yoluyla suyun köklerin içine hareketine yardımcı olur. Sonuç olarak, terleme, bitkinin kullanması için çok az enerjiye gereksinim duyar. Terleme, bitkiye topraktan besinleri çözünebilir tuzlar olarak emerek yardımcı olur.^[2]

Yaşayan kök hücreler, terlemenin yokluğunda, pasif olarak suyu emerek çekerler. Bu, osmosisle olur ve kök basınç yaratır. Terleme ve buharlaşmanın olmaması da mümkündür. Bunun sonucunda, sürgün ve yapraklara su çekme gerçekleşmez. Bu durumla yüksek sıcaklıklarda, yüksek nem oranında, karanlıkta veya kuraklıkta karşılaşılır.

Evrimsel Tarih ve Taksonomi

Damarlı bitkilerin yeşil alglerden (Chlorophyta) evrimleştiğine inanılmaktadır. En eski fosil kayıtları, 400.000.000 yıldan daha öncesine ait Silüriyen kayalarındandır.

Eskiden bir taksonomik bölüm veya filum olarak listelenen bu grup, tohumsuz bitkilerin çoğunluğunu ve tüm tohum bitkileri kapsayan çeşitli bitkilerden oluşur.

Davranış ve Etoloji

İki tür damarlı bitki bulunur; bunlar kriptogamlar ve fhanerogamlardır. Kriptogamlar tohumsuz bitkilerdir, fhanerogamlar ise tohumlu bitkilerdir. Eğrelti otları ve at kuyruğu gibi sporla üreyen bitkiler kriptogam, açık ve kapalı tohumlu bitkilerse finogamlardır. Eğrelti otu ve atkuyruğu gibi damarlı bitkilerde tohum yoktur, sporlarla çoğalırlar. Bu bitkilerin gametofit aşaması ve sporofit aşaması olmak üzere iki aşaması vardır.

Sporofit aşaması, muhtemelen en aşina olduğunuz şeydir. Bu, eğrelti otu yapraklarının alt kısımlarının sporlarla dolu olduğu zamanlardır. Damarlı bitkilerde, temel üretim aşaması spor üreten ve diployid (hücre başına iki grup kromozoma sahip) olan sporofittir. Buna karşın, damarlı olmayan bitkilerde ana üretim aşaması gametofittir. Gametofitler gamet üretirler ve haploiddirler. Hücre başına bir grup kromozomları bulunur. Spor sapının değerlendirilmesi daha fazla spor üretilmesini sağlar ve onların daha yükseğe salıverilmesini ve daha uzağa yayılmasına yol açan beceriyi geliştirir. Bu gelişmeler, spor taşıyıcı yapı için daha fazla fotosentez alanı, bağımsız kökler geliştirme becerisi, destek için odunsu yapı ve daha fazla dallanmayı içerir.

Gametofit aşamasında, sporlar serbest bırakılır ve "prothallus" ya da "ön çim" olarak bilinen evreye dönüşecekleri yere düşer. Prothallus, bir sperm ve bir yumurta hücresi üretir. Sperm yumurtayı döller ve döllenmiş yumurta, sporlar üretecek ve süreci yeniden başlatacak yeni bir eğrelti otuna dönüşür.

Spor sapının değerlendirilmesi daha fazla spor üretilmesini sağlar ve onların daha yükseğe salıverilmesini ve daha uzağa yayılmasına yol açan beceriyi geliştirir. Bu gelişmeler, spor taşıyıcı yapı için daha fazla fotosentez alanı, bağımsız kökler geliştirme becerisi, destek için odunsu yapı ve daha fazla dallanmayı içerir.^[3]

Kızılyaprak, boynuzotu ve yosunların yaşam döngüsündeki baskın faz gametofittir. Alt damarlı bitkilerde (gerçek çiçek ve tohum içermeyen damarlı kriptogamlar) ve tohumlu bitkilerde ise, yaşam döngüsünde baskın faz sporofittir. Damarlı kriptogamların gametofitleri, onları başlatan sporlar ana bitkiden döküldükten sonra olgunlaşır, bu nedenle gametofitler serbest yaşar. Tohumlu bitkilerde gametofitler, sporofitler üzerinde parazitler olarak olgunlaşır.

Etimoloji

"Tracheophyta" kelimesi, Yunanca "nefes borusu" anlamına gelen "trakea" ve "bitki" anlamına gelen "phyta" kelimelerinin birleşiminden oluşur. Bu gruptaki bitkilerin su iletim hücrelerinin böceklerin soluk borularına benzemesi nedeniyle bu isim verilmiştir.

Trakeofitlerin temel ayırt edici özelliklerinden biri yaşam döngüleridir.^[4] Bitkiler gametofit ve sporofitler arasında dönüşümlü olarak değişirler. Tüm trakeofitlerde sporofit safhası gametofit safhasında göre fiziksel olarak daha büyüktür. Bu evre, gametofit evresinden az çok bağımsızdır ve alt tabakayla bağlantı kurar. Bu özelliklerin birleşimi trakeofitlere özgüdür. Stomanın varlığı trakeofitlerin ayırt edici niteliklerindendir.