Doğa Harikası TOHUM
Tohum, bitkilerin bir yöreden ötekine, bir ülkeden başka ülkelere ulaşıp yaygınlaşmasında bir araçtır. İyi tohum, bitkisel üretimin artırılmasında, dünyada açlığın sona erdirilmesinde, insanların uzaya gidişlerinden daha önemli ve anlamlıdır. Tohum, bitki yaşamının dayanağı, başlangıcı ve ürünü olup, geleceğin güvencesidir.
Prof. Dr. Burhan KAÇAR
C le alman bir bitki tohumunun, ilk bakışta cansız olduğu sanılır. Oysa tohumun içinde yaşam sürmektedir. Tohumda hiçbir noksanı olmayan her yönü ile olağanüstü bir düzen söz konusudur. Tohumdaki iç düzeninin tam olarak açıklanmasında bugünkü bilgiler yetersiz ve bilim adamları çaresiz kalmaktadır.
Tohum, “Çiçekteki dişi organın döllenmesiyle oluşan embriyonu ve yedek besinleri bulunan ge-neratif üreme organı” olarak tanımlanabilir. Tohumluk ise bitkilerin üretilmesinde kullanılan generatif ya da vejetatif öğelerin (tohum ya da çelik, yumru, soğan) tümünü kapsayan bir sözcüktür.
Toprağa düşen, cansız görünümdeki küçük bir tohumdan koskoca bir bitki nasıl gelişip oluşur? Bu büyük ve olağanüstü olguda, bilinmesi ve üzerinde durulması gerekli ilk olay Çirr.lenme-dir. Şu halde çimlenme nedir? Biyolojik olarak çimlenme: “Uygun koşulların bulunması halinde tohum embriyonundan, normal bir bitki oluşturma yeteneğine sahip bir yapının, tohum gömleğini aşarak, dışarı çıkması” biçiminde tanımlanabilir. Tüm bitki tohumlan, tohum gömleği ile çepeçevre sarılmış bir Embriyona sahiptir. Embriyonun büyüklüğü, yapısı ve görünümü, bitkiden bitkiye önemli ayrımlılık gösterir.
Çoğu bitki tohumları, olumdan hemen sonra, uygun çevre koşulları bulunduğunda çimlenebilir. Örneğin bezelye tohumlan, tohum gömleği içerisinde bile kimi zaman çimlenebilirken, kimi narenciye tohumları, meyve içerisinde bile çimlenebilir. Buna karşın bir bölüm bitki tohumları, çevre koşulları çimlenmeye uygun olsa bile haftalar, aylar, hatta yıllar geçmeden çimlene-mezler. İçsel nedenlerle kimi tohumlarda orta-
* TÜBİTAK, Tarım ve Ormancılık Araştırma Grubu Yürütme Komitesi Sekreteri
ya çıkan bu olgu, Dormansi, Uyku ya da Dinlenme dönemi olarak tanımlanır.
Çimlenmede ilk aşama olarak su absorbe edilir ve tohumun hacmi büyür. Tohum gömleğinde su miktarının artması, oksijen ve karbon diok-sit geçirgenliğinin olağanüstü yükselmesine neden olur. Kuru tohumlarda bu olgu son derece sınırlıdır. Su alarak tohumun şişmesi sonucu, çoğu kez tohum gömleği çatlar. Ancak kimi tohumlarda, bu çatlama birincil kök oluşuncaya değin görülmez.
Suyun girmesi ile tohum hücrelerindeki err zim aktivisine ‘koşut olarak solunum fazlalaşır. Solunumun hızlanmasıyla, alınan oksijen ve ha vaya verilen karbon dioksit miktarlarıyla orantılı olarak artan solunum katsayısı, tohumdan tohuma çok değişir.
Olağan çevre koşullan altında ve uygun bi-süre içerisinde çimlenemeyen tohumda, çimle-meyi sağlayan maddelerin yok olduğuna ya di . etkinliklerini yitirdiklerine inanılmıştır. Bu git tohumlar ölü tohum olarak bilinir. Sıcaklık w nem, tohumda yaşamla ilgili işlevleri hızlandırır Kuru ve soğuk ortam ise yaşam etkinliğini e aza indirir, tohumun uzun süre canlı kalmasını v içerisindeki yaşamı sürdüren sistemin korunm sını sağlar.
Yaşamın sürdürülmesi için tohumlar öz besin maddeleriyle donatılmıştır. Çoğunluk bit tohumlarının kimyasal bileşimleri iyi bilinme tedir. Kimi zaman bitki tohumları, içerdikleri t sin maddelerine göre, nişastalı, proteinli ve yaı tohumlar şeklinde sınıflandırılır. Bu sınıflandın yüzeyseldir. Tohumlarda bulunan besin madde ri, çeşitli karbonhidrat, protein, yağ ve miner lerin değişik oran ve miktarlarda karışımlarınc» oluşmuştur. Bu da, tohumların özellik kazanı® sına ve bu özelliklere göre işlem görmelerine E
BİLİM ve TEKİ
den olur. En büyük tohumların, en küçüklerine oranla milyon kez daha fazla besin maddesi içerdikleri saptanmıştır.
Dünyada insan besini olarak buğday başta gelir ve çeltik bitkisinin tohumu olan pirinç ise ikinci sırayı alır. Dünyanın çeşitli ülkelerinde çavdar, arpa, mısır, sorgum, darı ve yulaf tohumları, insan besini olarak önemli yer tutar. Mısır ve çavdar Amerika ve Avrupa ülkelerinde önceliği alırken, Uzakdoğu ülkelerinde pirinç, Afrika ülkelerinde darı öncelik alır.
Endüstrinin çeşitli ve önemli ürünleri yanında, ilaç ve kozmetik maddelerle, alkollü içkilerin üretimlerinde de bitki tohumlarından geniş ölçüde yararlanılır. Örneğin, hammadde olarak yağlı tohumlar, endüstriyel ür.etimde öncelikle ve büyük miktarlarda kullanılır.
Bitki tohumları arasında irilik yönünden olduğu kadar, oluşan tohum miktarı yönünden de olağanüstü ayrımlılıklar görülür. Örneğin, bir hindistancevizi ağacı yılda yalnızca birkaç tohum oluştururken, bir horozibiği bitki türü olan Ama-ranthus graecizans bitkisi 6 milyon, bir kazayağı (Chenopodium) bitkisi 10 milyon, bir tütün bitkisi de 1 milyon dolayında tohum oluşturur. Buna bağlı olarak, kimi bitkilerin çevreye tohumla yayılımı çok geniş düzeyde iken, kimilerinde yayılım alanı çok sınırlıdır.
Kıvırcık Labada Karamuk
(Rumex crispus) (Agrostemma githago)
Yel Çiçeği Karanfil Otu
(Anemone canadensis) (Geum canadense)
Dere Üçgülü Gazal Boynuzu
(Trifolium obtusifloruml (Lotus scoparius)
Demir Dikeni Yabani Havuç
(Tribulus terrestris) (Daucus carota)
Kimi bitki tohumları, yapıları gereği rüzgârla kilometrelerce uzağa taşınırlar. Salsola kal; bitkisinin tohumu buna bir örnektir. Yağışlarla ıslandığı zaman jelatinimsi bir özellik kazanan keten tohumlan da dokundukları her türlü maddeye yapışarak uzaklara taşınır. Çoğu tohumların kabukları ise neme ve hayvanların sindirim sıvılarına dayanıklıdır. Böyle tohumlar, kuşların ve hayvanların sindirim sistemlerinde bozulmadıkları için, dışkı yoluyla çok uzaklara taşınma olanağına sahiptir.
Tohumlarda yaşam süresi, bitki türüne ve içinde bulunulan çevre koşullarına bağlı olarak, birkaç hafta ile uzun yıllar arasında değişiklik gösterir. Ömrü kısa olan tohumlara örnek olarak, şekerli akçaağaç (Acer saccharium) bitkisinin tohumu gösterilebilir. Bu bitkinin tohumları, Haziran ayında gölgede, yaklaşık % 58 su içerir. Su kapsamı % 30-34’e düştüğü zaman, bu tohumlar yaşamlarını yitirir. Doğada bu durum iki hafta içerisinde oluşabilir. Çoğu bitki tohumlarının yaşamları, olağan depolama koşulları altında, üç yıl içerisinde sona erer. Bunlara, kısa ömürlü tohumlar denir. Kuşkusuz, optimum koşullar altında ve özenle saklandıklarında, böyle tohumların da yaşamları belli bir süre uzayabilir.
Yaşam süreleri yönünden tohumlar: a – M i k-robiyotik tohumlar (yaşam süreleri 3 yıldan az olanlar), b – Mezobiyotik tohumlar (yaşam süre-
Temmuz 1984
9
Boru Çiçeği Gelin Düğmesi
(Ipomoea pandurata) (Centaurea melitensis)
Kılıç Püskülü Kasık Otu
(Silybum marlanum) (Agrimonia parviflora)
Yulaf Boynuz Yaprak
(Avena sativa) {Ceratophyllum demersum)
Akmeşe İri Yıldız Çiçeği
(Ouercus alba) (Aster cordifollus)
Bu yazıda yer alan tohum resimleri büyütülerek verilmiştir. Tohumların gerçek boyutları, her resmin sol alt köşesindeki karelerde görülen siluetlerin yaklaşık iki katıdır.
leri 3 – 15 yıl arasında olanlar) ve c – Makro-biyotik tohumlar (yaşam süreleri 15 yıldan uzun alanlar) şeklinde üç grup altında toplanabilir.
Eski Mısır mezarlarında bulunan tohumların
2 – 3 bin yıl canlı kalmış olduğuna ilişkin öyküler, tohum fizyologları tarafından inanılmaz ve gerçek dışı bulunmuştur. Ancak sayıları az da olsa yüz yıldan daha uzun yaşayabilerl tohumlar saptanmıştır. Örneğin 1776 yılında elde olunan (Casaaia multiuga) ve 1819 yılında elde olunan (Cassia bicapsulariç) bitkilerinin tohumlan 1934 yılında çimlendirilmiştir. Bu bitkiler, baklagillerin Güney Amerika’da yetişen türleridir.
Çok sayıda yabani bitki tohumlarının, en az 50 yıl ya da daha uzun süre yaşadıkları saptanmıştır. Bu, özellikle sert kabuklu bitki tohumları için doğrudur. Genel bir kural olarak doğada, dormansi süresi uzun olan bitki tohumlan uzun süre canlı kalabilmektedir. Öte yandan, çoğunlukla yabani bitki tohumları, birçok kültür bitkisi tohumundan daha uzun ömürlüdür.
Uygun olmayan çevre koşulları altında saklanan bitki tohumlan, çimlenme güçlerini yitirirler. Tohumların yaşam sürelerini belirleyen etmenlerin başında, nem ve sıcaklık gelir. Depoda nem ve sıcaklığın sık sık değişiklik göstermesi, tohumun yaşam süresini olumsuz yönde etkiler O nedenle, kâğıt torbalar içerisinde satışa sunu lan sebze ve çiçek tohumlarının, sık sık sıcak lık ve nem değişiklikleri ile karşı karşıya kal malan sonucunda, çimlenme güçlerini önemli ölçüde yitirdikleri görülür.
Tohumlarını yaşam sürelerinin uzunluğu, emb^ riyonun solunumu İle yakından ilgilidir. Düşük sıcaklık ve nem düzeylerinde solunumun az olmasına bağlı olarak, tohumun yaşam süresi de daha uzun olur. Ancak, bu kurala uymayan tohumlar da vardır. Örneğin, turunçgil tohumları ile kahve tohumlan, nemli koşullarda daha uzun süre canlı kalma özelliğine sahiptirler. Tüm bunlara karşın, genel kural olarak embriyonun solunum oranını düşüren koşullar, tohumların depolanmasına da uygun koşullar olarak kabul edilir. Tohumların yaşam sürelerine İlişkin bir genelleştirmenin yapılabilmesi ise, bitki ve tohum biyokimyası, fizyolojisi, morfolojisi, taksonomisi ve ekolojisi, göz önünde bulundurularak yapılacak geniş araştırma ve çözümlenmelere bağlıdır.
Tohumla ilgili çok şeyin bilinmesine karşın, yine de çoğu sorıllar yanıtsız kalmaktadır. O nedenle günümüzde olduğu gibi, gelecekte de tohum, insanların ilgi ve araştırma kaynağını oluşturacaktır. ■
I
10
BİLİM ve TEKNİK
