Sıcaklık ve Işığın Gelişmeye Etkisi
Sıcaklık
Doğal ölçülerde olmayan, düşük ve yüksek sıcaklıklarda krizalit dönemini geçiren bazı kelebek türlerinin kanat renk ve motiflerinin oluşumu bloke edilebilir. Normal çevre koşullarında kafa ve gövdesi beyaz renkli olan Rus tavşanının burun, kulak ve patileri siyahtır. Sıcak hava koşullarında ise tamamen beyaz renkli bireyler elde edilebilir. Bu olayların kontrolünün trioid ve böbreküstü hormonları tarafından yapıldığı olasıdır.
Şişmiş ve henüz çimlenmemiş durumda iken 0-50"C sıcaklıkta birkaç hafta tutulan çeşitli bitki tohumları çimlenmeye başlar. Alp Dağları koşullarında yetişen birçok bitki türünün çimlenebildiği hava koşullarına dikkat edilirse, bu bitkilerin çimlenebilmesi için sıcaklığın donma noktası altına düşmesi gerektiği görülür.
Kış tahılı, kışın soğuk etkisinden sonra çiçek açar. Eğer kış tahıl türleri ilkbaharda ekilirse, ekimi ilkbaharda gerçekleşen yaz türlerinin aksine çiçek açmaz. Düşük sıcaklığın uyardığı bölge, vejetasyon noktasıdır. Kış tahıl türlerinde şişmiş danedeki embriyo, soğuk uyarımı bakımından duyarlıdır. Bu gerçekten yararlanılarak, şişmiş tohumlar soğuk hava depolarında birkaç hafta donma noktası altında tutulur ve ilkbaharda ekim yapılır. Bu şekilde zengin ürün veren kış tahılı da, kış donlarının çok kuvvetli olduğu bölgelerde rahatça ekilebilir.
Bitkinin ikinci vejetasyon döneminin başladığına özgü sinyali, havanın soğuyup kış döneminin başlaması verir. Bitki bu soğuk havaya dayanabildiği gibi, buna gelişiminin devamı için de gereksinim duyar. Bu bağlamda soğuk hava koşullarının birkaç hafta devam etmesi gerekir. Bu dönemdeki sıcaklık optimumu donma noktasının biraz üzerindedir. Bu şekildeki düşük sıcaklık etkisi ile bitkinin çiçek açma yeteneğinin uyarılmasına VERNALİZASYON denir. Burada vejetasyon noktasının, yaprak yerine taç ve çenek yaprak, polen torbası ve yumurtalık oluşturmaya uyum sağlamış olması çok önemlidir. Bu değişme bir sinyal maddesi ile olur. Buna ÇİÇEK AÇTIRMA HORMONU denir
Gerçi bu hormon şimdiye kadar kimyasal olarak daha henüz kanıtlanabilmiş değildir; ama onun varlığı aşılama deneyleri ile gösterilebilmiştir. Henüz çiçek açmayan iki yaşındaki bir bitkinin vejetasyon noktasının yanına, vernalize olmuş bir bitki aşılanarak, bu bitkiye birinci yıl bile çiçek açtırabiliriz.
Işık
Gelişimleri sırasında çiçek açabilmek için, belli bir gün uzunluğuna ihtiyaç duyan birçok bitki türü bulunur. Bu nedenle bitkileri UZUN VE KISA GÜN BİTKİSİ diye ayırabiliriz Örneğin kahve, soya fasulyesi, keten ve krizantem kısa gün; soğan, havuç, ıspanak ve yulaf uzun gün bitkileridir. Gün uzunluğuna nötr olan bitkiler de vardır, bezelye aslanağzı ve salatalık bunlar için iyi birer örnektir. Burada KRİTİK GÜN UZUNLUĞU önemlidir. Bu süre 10-14 saat arasında değişir. Kısa gün bitkilerinde bitki çiçek açacaksa, günlük ışık süresi kritik gün uzunluğunu aşmamalıdır. Bunların uygun uzunlukta ve kesintisiz bir karanlık döneme gereksinimleri vardır. Karanlık dönem aydınlatma ile kesintiye uğrarsa bu bitkiler çiçek açmaz. Uzun gün bitkilerinde günlük aydınlık süresi, kritik gün uzunluğundan daha fazla olmalıdır. Bunlarda uzun bir karanlık dönemi ışıkla kesintiye uğrarsa, bunu sürekli ve uzun bir gün tamamlar. Uyarı etkisi ise FİTOKROM SİSTEMİ ile gerçekleşir. Fitokrom renk maddesi, hem açık hem de koyu kırmızı ışığı emer. Bu, bir renk maddesi ile protein bileşiğinden oluşur; buna KROMO-PROTEİN adı verilir. Molekülün renk maddesi kısmı tüm bitkilerde aynıdır. İnaktif fitokrom yani F açık kırmızı, 660 nm'lik bölgedeki açık kırmızı renkleri emer. Işık emilimi ile aktive edilen bu madde F koyu kırmızıya, yani 730 nm'lik ışığa dönüşür. Işığın dalga boyuna bağlı olarak 660-730 nm'ler arasında aktif fitokromun kısımları veya tamamı değişebilir Çiçek açmanın ışık dönemine bağımlılığına FOTOPERYOT denir Uzun süre yaz mevsiminin etkili olduğu yüksek coğrafik enlemlerde yetişen bitkiler, daha çok uzun gün bitkisidir. Tropik bölgelerde bulunan bitkiler ya kısagün ya da nötral bitkilerdir. Tropların kısa süren gün uzunluğu koşullarında, uzun gün bitkileri, tropik kısa gün bitkileri de uzun süren yaz günlerinde çiçek açamaz.
Halbuki bunlar sera koşullarında kışın bile çiçek açabilirler. Gün uzunluğu bakımından nötral olan bitkiler, gün uzunluğuna bağlı değildir. Bu yüzden de çeşitli enlemlerde çiçek açarlar. Oldukça geniş bir yayılış gösteren çobançantası ve benzeri otsu bitkiler gün uzunluğu bakımından nötrdür.
Açık kırmızı renkli ışık, gövde ekseninin uzamasını bloke ederken, yaprağın gösterdiği büyüme farklılaşmasını aktive eder. Karanlık koşullarda gelişebilen bitkilerde izlenen sararma olayına ETİOLEMENT adı verilir. Sararma olgusu, kısa süreli açıkkırmızı renkli bir aydınlatma ile giderilebilir veya engellenebilir. Engellemeden hemen sonra uygulanan koyu kırmızı ışıklı aydınlatma, örneğin 730 nm'lik bir ışıkla bitkinin daha önce sahip olduğu renk tekrar ortaya çıkabilir. Işık etkisi ile bir bitkinin belli bir yapı kazanma yeteneğine FOTOMORFOGENEZ adı verilir
Hayvanlarda da yıl içinde değişen gün uzunluğunun etkin olduğu gelişim olayları vardır. Bir dizi böcek türünde gün uzunluğu ve ışık uzunluğu tırtıl veya krizalit evresindeki gelişimde bir kesinteye, yani DİYAPOZ'a yol açar. Bu böcek türlerinin çoğu uzun gün hayvanlarıdır, yani erken yazın uzun günlerinde kesintisizce gelişimlerini tamamlarlar; ama i geç yazda kısa gün nedeniyle krizalit olarak kışı diyapoz yaparak geçirirler. Bir gündüz kelebeği (Araschnia levana) türünde bu iyi görülür. Burada ilaveten bir de sezon dimorfizmi izlenir. Kısa gün koşullarında krizalit döneminden sonra açık renkli ilkbaharı uzun gün koşullarında, yani diyapoz olmadan, koyu yaz formları görülür
Yaslanmanin Nedenleri
Yaşlanmanın Nedenleri
Her canlı, türüne özgü, sınırlı bir yaşam süresine sahiptir. Sadece tekhücreliler gizli ölümsüzdür. Zira bunlarda hiç kesintisiz olarak gerçekleşen bölünmelerle genetik materyal bir sonraki döle kolayca aktarılır. Genellikle çokhücrelilere yaşlanma ölümden önce gerçekleşir.
Bitkilerde, ayrı ayrı basamaklar yardımı ile yaşlanma olgusuna ait zengin bilgiler elde edilir. Koparılan yapraklar yaşlanır ve kısa süre sonra ölür. Bu SİTOKİNİN=CYTOKİNİN adlı bir bitki hormonunun yaprağa iletilememesine bağlıdır. Eğer kopan yapraklara sitokinin verilirse yaşlanma engellenir. Bir yıllık bitki türlerinin çoğunda çiçek tomurcuklarının uzaklaştırılması ile uzun yıllar bitki ölmez.
Şu ana kadarki bilgilerin ışığı altında hayvan ve insanlarda en yüksek yaşın genomlarda saptandığı bilinir. Tıbbın başarıları insanın yaşama sınırını sonsuza kadar götürmeye yetmez. Maksimum yaş, yaklaşık 110 yıl olup genetik olarak belirlenir. Bunu bağ dokusu hücre kültüründe göstermek olasıdır. Küçük çocuklardan alınan hücre kültürleri 40-50 kez bölünür. Daha sonra hücre kültürü yaşlanır ve dejenere olur. Erişkin bağ doku hücre kültürlerinde hücre bölünme sayısı düşüktür. İnsandaki yaşlanma olgusu ile ilgili tartışmalar süregelmektedir. Yaşlanmanın hangi olaylara dayandığı tam ve açıkça bilinmemektedir. Yaşlanmanın açıklanmasında çeşitli kuramlar vardır:
a) Yaşın ilerlemesi ile birlikte kalıtım maddesinde bozukluklar artar. Bu da yaşam için çok önemli işlevleri sekteye uğratır. Ana doku hücrelerinden yeni hücrelerin üretilmesinin hızlı ve kesintisiz olduğu dokulardaki bozuklukların birikimi, sinir doku gibi yenilenemeyen veya iskelet kas dokusu gibi yavaş yenilenen dokularda daha azdır. Bununla birlikte tümör hücreleri sınırsız olarak bölünebilir ve bu nedenle gizli ölümsüzlerdir. Onların kültürü uzun süre mümkündür (Yıpranma Kuramı). Stres gibi olaylar yaşam beklentisini kısaltır.
h) Hücrelerdeki genlerin düzenleme f=regülasyon) olanakları gittikçe bozulur. DNA lanın mekanizmasının yaşla birlikte kusursuz işlemediğine özgü araştırmalar vardır. Özellikle transkripsiyondan protein biyosentezine kadar olan karışık olaylarda çeşitli safhalarda bozulmalar yaşlanma ile artar.
c) Protein sentezinin hızı düşer. Böylece hücreler daha az enzim içerir ve hücre membranında daha az almaç oluşturulur. Bunun sonucunda da dıştan gelen sinyallere daha yavaş tepkime olur (Protein Sentezi Kuramı).
d) Dayanıklı proteinler yaşlanır. Örneğin bağ dokunun kollajen iplikleri bu tip proteinlerden olup, elastikiyetleri sürekli olarak azalır (Kollajen Kuramı).
e) Hücre içinde ve çeşitli organeller arasında hücresel transport olayları artan bir şekilde bozulur. Lizozomlardaki olaylar çok önemlidir (Transport Kuramı).
f) Metabolik atıklar yaşlanma ile birlikte vücutta birikir (Atık Madde Kuramı).
Çokhücreli tüm organizmalar, gizli ölümsüz tekhücrelilerin aksine, ölür. Bu ölüm, onların sistemlerinin bir özelliği olup, organizasyonun bir sonucu olarak karşımıza çıkar.
Günümüzdeki sağlık ve tedavi koşulları, insanın yaşama süresini artırmıştır. Bu süre gelişmişlik düzeyine göre ve yaşama koşullarına göre değişir. Ortalama olarak kadınların yaşama süresi erkeklerden fazladır. Bu süre (ilk rakam kadın, ikinci rakam erkek) bazı ülkeler için şöyledir: Türkiye'de 66/59; Almanya'da 73/67; İngiltere'de 74/68; Avusturya'da 72/65; Portekiz'de 65/60; Burma'da 44/41 ve Japonya'da 71/66'dır. Bu süre 1920'lerde 45/35 iken 1870'lerde 35 yıl, hatta 16. yy'da28 ve taş devrinde 20 yılın altındaydı. Türkiye'de ortalama yaşın düşük oluşunda çocuk ölümlerinin çok yüksek oluşunun önemli rolü vardır. Diğer bazı canlılardaki ortalama yaşam süreleri de farklıdır. Örneğin; deve 30, geyik 27, at 46, fil 70, su samuru 19, goril 40 ve maymun 45 yıl yaşar. Bazı bitkilerin tahmini olarak maksimum ulaştıkları yaşlar da şöyledir; Kayın 300, ıhlamur 800, ardıç 1200, saplı meşe 2000, incir 2500, dikenli çam 4500 yıl.
Her canlı, türüne özgü, sınırlı bir yaşam süresine sahiptir. Sadece tekhücreliler gizli ölümsüzdür. Zira bunlarda hiç kesintisiz olarak gerçekleşen bölünmelerle genetik materyal bir sonraki döle kolayca aktarılır. Genellikle çokhücrelilere yaşlanma ölümden önce gerçekleşir.
Bitkilerde, ayrı ayrı basamaklar yardımı ile yaşlanma olgusuna ait zengin bilgiler elde edilir. Koparılan yapraklar yaşlanır ve kısa süre sonra ölür. Bu SİTOKİNİN=CYTOKİNİN adlı bir bitki hormonunun yaprağa iletilememesine bağlıdır. Eğer kopan yapraklara sitokinin verilirse yaşlanma engellenir. Bir yıllık bitki türlerinin çoğunda çiçek tomurcuklarının uzaklaştırılması ile uzun yıllar bitki ölmez.
Şu ana kadarki bilgilerin ışığı altında hayvan ve insanlarda en yüksek yaşın genomlarda saptandığı bilinir. Tıbbın başarıları insanın yaşama sınırını sonsuza kadar götürmeye yetmez. Maksimum yaş, yaklaşık 110 yıl olup genetik olarak belirlenir. Bunu bağ dokusu hücre kültüründe göstermek olasıdır. Küçük çocuklardan alınan hücre kültürleri 40-50 kez bölünür. Daha sonra hücre kültürü yaşlanır ve dejenere olur. Erişkin bağ doku hücre kültürlerinde hücre bölünme sayısı düşüktür. İnsandaki yaşlanma olgusu ile ilgili tartışmalar süregelmektedir. Yaşlanmanın hangi olaylara dayandığı tam ve açıkça bilinmemektedir. Yaşlanmanın açıklanmasında çeşitli kuramlar vardır:
a) Yaşın ilerlemesi ile birlikte kalıtım maddesinde bozukluklar artar. Bu da yaşam için çok önemli işlevleri sekteye uğratır. Ana doku hücrelerinden yeni hücrelerin üretilmesinin hızlı ve kesintisiz olduğu dokulardaki bozuklukların birikimi, sinir doku gibi yenilenemeyen veya iskelet kas dokusu gibi yavaş yenilenen dokularda daha azdır. Bununla birlikte tümör hücreleri sınırsız olarak bölünebilir ve bu nedenle gizli ölümsüzlerdir. Onların kültürü uzun süre mümkündür (Yıpranma Kuramı). Stres gibi olaylar yaşam beklentisini kısaltır.
h) Hücrelerdeki genlerin düzenleme f=regülasyon) olanakları gittikçe bozulur. DNA lanın mekanizmasının yaşla birlikte kusursuz işlemediğine özgü araştırmalar vardır. Özellikle transkripsiyondan protein biyosentezine kadar olan karışık olaylarda çeşitli safhalarda bozulmalar yaşlanma ile artar.
c) Protein sentezinin hızı düşer. Böylece hücreler daha az enzim içerir ve hücre membranında daha az almaç oluşturulur. Bunun sonucunda da dıştan gelen sinyallere daha yavaş tepkime olur (Protein Sentezi Kuramı).
d) Dayanıklı proteinler yaşlanır. Örneğin bağ dokunun kollajen iplikleri bu tip proteinlerden olup, elastikiyetleri sürekli olarak azalır (Kollajen Kuramı).
e) Hücre içinde ve çeşitli organeller arasında hücresel transport olayları artan bir şekilde bozulur. Lizozomlardaki olaylar çok önemlidir (Transport Kuramı).
f) Metabolik atıklar yaşlanma ile birlikte vücutta birikir (Atık Madde Kuramı).
Çokhücreli tüm organizmalar, gizli ölümsüz tekhücrelilerin aksine, ölür. Bu ölüm, onların sistemlerinin bir özelliği olup, organizasyonun bir sonucu olarak karşımıza çıkar.
Günümüzdeki sağlık ve tedavi koşulları, insanın yaşama süresini artırmıştır. Bu süre gelişmişlik düzeyine göre ve yaşama koşullarına göre değişir. Ortalama olarak kadınların yaşama süresi erkeklerden fazladır. Bu süre (ilk rakam kadın, ikinci rakam erkek) bazı ülkeler için şöyledir: Türkiye'de 66/59; Almanya'da 73/67; İngiltere'de 74/68; Avusturya'da 72/65; Portekiz'de 65/60; Burma'da 44/41 ve Japonya'da 71/66'dır. Bu süre 1920'lerde 45/35 iken 1870'lerde 35 yıl, hatta 16. yy'da28 ve taş devrinde 20 yılın altındaydı. Türkiye'de ortalama yaşın düşük oluşunda çocuk ölümlerinin çok yüksek oluşunun önemli rolü vardır. Diğer bazı canlılardaki ortalama yaşam süreleri de farklıdır. Örneğin; deve 30, geyik 27, at 46, fil 70, su samuru 19, goril 40 ve maymun 45 yıl yaşar. Bazı bitkilerin tahmini olarak maksimum ulaştıkları yaşlar da şöyledir; Kayın 300, ıhlamur 800, ardıç 1200, saplı meşe 2000, incir 2500, dikenli çam 4500 yıl.