Bitkilerde Yaprak Yapısı ve Özellikleri
Hemen bütün bitkiler, kökleri ile topraktan su ve onda çözünen mineral tuzları alır. Alınan bu maddelerin nakli, iletim demetleri kanalı ile bitkinin bütün dokularına ve özellikle de yapraklarına doğru olur. Bitkinin yaprakları, fotosentezin olduğu en önemli organları olup su naklinde de rol oynar. Yaprak hem enerji üreten maddeleri üretir, hem de bitki özsuyundan suyun atılmasını gerçekleştirerek terlemeyi sağlar.
Yaprağın Yapısı Hakkında Bilgi
Farklı bitkilerdeki yaprak yapıları da bir çeşitlilik veya çok biçimlilik gösterir. Ama hepsi aynı temel yapı planı üzerine kurulmuştur. Akasya veya dişbudakdaki gibi yaprakların bir araya gelmesiyle oluşan bileşik yapraklar olduğu gibi, diken, iğne ya da burgu şeklinde veya küçük böcek ve sinekleri yakalayıp sindiren etçil yapraklar da vardır. Yaprağın bitkideki dizilişi rastgele olmayıp bir sisteme uygundur. Yaprak nereden olursa bir açıyla (divergens açısı) çıkar. Yaprak dizilişi karşılıklı çapraz (dekuzat, örneğin, leylak, karanfil), dairesel (=vertisillat, örnek zakkum) ve spiral (sarmal ya da altarnat, örneğin mısır, süsen ikili sarmal, kızılağaç, üçlü sarmal) olmak üzere ayrılır. Yaprak çeşitliliği yaşam şekillerinde de kendini gösterir, herdem yeşil çamgillerin ibre yapraklan yanında, belli mevsimlerde yapraklarını döken yapraklı ağaçlar da vardır. Yaprak, taban (=bazis), sap (=petiyol) ve aya (=lamina) gibi üç bölüme ayrılır.
Yaprakların solunum organı olarak yapılanması, karayosunları ile birlikte ortaya çıkmıştır. Daha sonra ortaya çıkan eğreltiler, üreme organlarının bazı bölgelerini kuvvetlendirip, özsuyunun dolaşımını kolaylaştırmak için yaprak yapısında ligninden yararlanmıştır. İlk ağaçlar 300 milyon yıl önce ortaya çıkmıştır. 160 milyon yıl önce ortaya çıkan mamut ağacı (=Gingko biloba) günümüzde de yaşamakta olup yelpaze biçimindeki ilkel yapraklara sahiptir. Bu yapraklarda merkezi damar yoktur. İbrelilerde, iğne şeklini alan ve gövdeyi kaplayan ibreler kuraklığa ve dona oldukça dayanıklı olup, kışın dökülmez. Çiçekli bitkilerin yaprakları genelde dökülür ve her yıl yenilenir.
Birçok yaprağın üstü koyu, altı açık yeşil görünür. Bu renk farkı, içyapı ile ilişkilidir. Mikroskop altında incelenen yaprağın enine kesitinden onun dört tabakalı olduğu izlenir. Yaprağı üst ve alttan örten tabaka, "EPİDERMİS" adı da verilen bir "Kapama Dokusu "dur. Epidermis hücreleri aynı konumda yerleşmiş olup, kloroplast içermez. Epidermisin üstü koruyucu ve su geçirmez mumsu bir madde olan "KUTİKULA" ile sarılıdır. Alt ve üst epidermis arasında yaprağın iç dokusu, yani mezofil tabakası bulunur. Yaprağın iç dokusu genelde iki hücre tabakasından oluşur:
"PALİZAD DOKU1 da kloroplastça zengin hücreler, aralarında boşluk bırakmadan yanyana dizilir. Bu doku esas itibariyle fotosentezi yürütür. Bunun altındaki "SÜNGER DOKU solunuma katılır. Bu dokunun hücreleri arasında hava ile dolu interselüler boşluk vardır. Sünger doku hücreleri arasındaki bu boşluklar, "STOMA" denen açıklıklarla dışarı ile ilişkidedir . Yapraklar dallara öyle yerleşmiştir ki, her yaprak güneş ışığından azami miktarda yararlanabilsin. Bu nedenle bazen değişik konumlu yapraklara rastlanır
Yapraklarda Buharlaşma, Yaprak Hücreleri
Su, yaprak damarları ile yaprağın iç kısmına iletilir. Buradan su buharı sünger
dokunun hücre arası boşlukları ile dışarıya verilir. Bu olaya buharlaşma veya "TRANSPİRASYON" denir. Bunun bitki için iki önemi vardır. Su ve içindeki mineral tuzlar sürekli olarak topraktan emilir. Buharlaşmadaki soğutma, güneşin etkisi altındaki yaprak yüzeylerini yanmaya karşı korur. Yalnız buharlaşma yaprağın epidermisinin küçük bir kısmında olur; zira üstteki örtü kutikula suyun çıkışını engeller ve böylece yaprağı buharlaşmaya karşı korur. Sadece doğal yetişme alanlarında yeterli miktarda su olan bitki türleri, çok ince bir kutikulaya sahiptir. Böylece kutikula kanalı ile yüksek oranda buharlaşma olur.
Bitkilerin çoğunda transpirasyon suyu daha çok stomalarca dışarıya verilir. Stomaların sayısı çoktur. Örneğin 1 cm2'lik yaprak yüzeyinde ortalama 20000-40000 stoma vardır. Böylece stomalar üzerinden çok yüksek oranda buharlaşma gerçekleşir.
Stoma Açıklığı ve Yaprak Anatomisi
Yaprak yüzeyinin büyüklüğüne göre yaprağın sentez yeteneği de artar. Aynı şekilde su buharlaşması da yaprak yüzeyine bağlı olarak yükselir ve normalden daha büyük buharlaşma da bitkiyi tehlikeye sokar. Bu nedenle bitkiler buharlaşmayı düzenleyen bir çıkış yoluna sahiptir. Bitki su kaybını, stoma açıklığı ile kontrol eder. Bunun için porları genişletir veya daraltır. Her stoma açıklığı iki adet fasulye şeklinde kapama hücresi tarafından sınırlanır. Porlar sünger dokunun oldukça büyük olan interselüler bölgesine, yani solunum boşluğu adı verilen kısma açılır . Kapama hücreleri diğer epidermis hücrelerinin aksine biraz kloroplast içerir. Kapama hücrelerinin çeperinin kalınlığı düzensizdir, dış ve iç çeperleri çok kalın olduğu halde komşu hücrelerin çeperleri çok incedir. Stoma açıklıkları genellikle yaprağın alt kısmındadır.
Stomalar açılıp kapanabilirler. Bu hareket kapama hücrelerindeki turgor basıncının artmasına bağlıdır. Kapama hücrelerinin çeperi düzensiz bir şekilde kalınlaşmıştır. Turgor basıncı artınca kalınlığı az olan çeperler genişler, kapama hücreleri (=bekçi hücreleri) büzüşür ve porlar açılır.
Özellikle yazın öğlen saatlerinde 30-35°C sıcaklıklarda, porlann büyük bölümü kapanır. Böylece buharlaşma ile su kaybı önlenir; ama diğer yandan da fotosentez için gereken CO2 alınamaz.
Yaprağın İşlev ve Yapısı Arasındaki İlişki
Yaprak yüzeyinin artışı ışık emilimini elverişli hale getirir. İnce yapraklarda stomalar asimilasyon dokusuna çok yakın bulunur. Ayrıca asimilasyon dokusunun hücreleri arasındaki boşluklar solunumu artırır. Fotosentezde yaprakta sürekli madde nakli olur. Hücre çeperlerinden buharlaşma ile su, su buharı olarak ve fotosentezle oluşan oksijen stomalardan dışarı çıkar. Aynı anda CO2 stomalardan yaprağa girer. Geceleri nişasta şekere dönüşür ve floemle nakledilir. 1 mm2'lik bir yaprak yüzeyinde 50-500 stoma bulunur.
Kırmızı yapraklı kayın ve fındık türlerinde hücre sıvısında çözünmüş antokyan klorofili bastırır. Sonbaharda yaprağın sararması klorofilin yıkımı ile olur, bu arada yapraktaki sarı ve kırmızı "karotinoid" adı verilen renk maddeleri oluşur. Bazı türler sonbaharda ilaveten antokyan yapar. Klorofili yıkan maddelerin rengi kahvedir.
