Botanika elminə giriş, elmin inkişaf tarixi, məqsəd və vəzifələri

Mexaniki və ötürücü toxumalar.

Ali bitki orqanlarının ağırlığı mexaniki toxumanın üzərinə düşür. Mexaniki toxuma bitkini şaquli vəziyyətdə saxlamaqla yanaşı olaraq onu qırılmaqdan və yarılmaqdan da mühafizə edir. Əgər mexaniki toxuma olmasaydı nəhəng ağaclar şaquli vəziyyətdə dura bilməzdi, taxıllar yatardı, zəif küləyin, qar-yağışın, dolunun və s. təsirindən bitkilərin gövdələri sınıb qırılardı, yarpaqlar cırılardı və s.

Ümumiyyətlə bütün toxumaların birliyi və hüceyrələrin turqor vəziyyəti də bitkiyə zəruri olan möhkəmliyi verir.

Bitkinin bütün orqanlarının özünəməxsus mexaniki toxuması –“armaturu” vardır. Ayrı-ayrı orqanların quruluşu müxtəlif olduğundan, onlara möhkəmlik verən mexaniki toxumaların da quruluşu müxtəlifdir.

Mexaniki toxumanın hüceyrələrinə mexaniki möhkəmlik verən onların qılaflarının çox qalınlaşmasıdır. Bəzi müxaniki hüceyrələrin qılafları qalınlaşdıqdan sonra odunlaşır, bəzən də sellüloza tərkibində qalır.

Mexaniki toxumalar quruluşuna görə üç qrupa ayrılır: sklerenxim, kollenxim və sklereidlər (daşlaşmış hüceyrələr).

Sklerenxim toxuma -ən çox yayılmış mexaniki toxumalardandır. )Onlara birləpəlilərdə, ikiləpəlilərdə, otlarda, ağaclarda, gövdədə, yarpaqda, kökdə, bəzi meyvələrdə və hətta nadirən ləçəklərdə rast gəlinir. Sklerenxim toxumanın hüceyrələri xarakter quruluş daşıyır. Onlar çox uzunsov olmaqla, qılafları kəskin qalınlaşmış olur, divarlarında məsamələr çəpinə yerləşir, təpələri sivri olur. Sklerenxim hüceyrələri biri digəri ilə kip bitişmiş olur. Sklerenxim hüceyrələri ayrılıqda qalın qılaf lif adlandırıla bilər. Sklerenxim toxuma, parenxim toxuması içərisində uzanmış kəndirəbənzər hüceyrə qrupu şəklində olur. Texnikada belə sklerenxim hüceyrələr topası elementar lif adlanır. Sklerenxim hüceyrələri çox tezliklə odunlaşa bilirlər. Bəzən, bunlar canlı möhtəviyyatlarını itirmiş olsalar da qılafları sellüloza tərkibli qalır. Sklerenxim hüceyrələr çox möhkəm, bərk olmaqla yüksək dərəcədə elastiklik və gərginlik qabiliyyəti daşıyırlar.

Kollenxim. Eninə və uzununa böyüyən orqanlarda bitkinin lətli-şirəli hissələrində, məsələn, bir çox otların zoğlarında, müxtəlif bitkilərin yarpaq, çiçək və meyvə saplaqlarında, yarpaqların mərkəz damarlarının ətrafında kollenxim adlanan mexaniki toxumaya təsadüf edilir. Kollenxim birinci mexaniki toxumalardandır. O, adətən dəriciyin altında bir neçə qat hüceyrədən ibarət olur. Kollenxim hüceyrələrin quruluşu prozenximdən parenximə qədər dəyişir. Əksər hallarda onlar uzunsov hüceyrələrdir. Kollenxim hüceyrələrinin qılafları xeyli qalınlaşmış olur, lakin qalınlaşma hüceyrənin bütün səthini əhatə etmir. Çox hallarda kollenxim hüceyrələr parenxim hüceyrələrdən əmələ gəlir. Parenxim hüceyrələrin qılaflarının bu qaydada qalınlaşması kollenxim tipli qaklınlaşma adlanır və parenxim hüceyrələrin mexaniki hüceyrələrə çevrilməsi ilə nəticələnir.

Kollenxim hüceyrələri canlıdır. Onlarda xlorofil dənələrinə də təsadüf olunur və maddələr mübadiləsi aktiv surətdə davam edir.

Sklereidlər, daşlaşmış hüceyrələr, dayaq hüceyrələri. Sklereid mexaniki hüceyrə tiplərinin qılafları çox qalınlaşmış və odunlaşmış olur. Mexaniki hüceyrələrdən fərqli olaraq sklereidlər parenxim quruluşlu hüceyrələrdən əmələ gəlir. Odunlaşma prosesi bu hüceyrələrin bəzən canlı möhtəviyyatının ölməsinə səbəb olur. Bəzi hallarda isə qılafı odunlaşmış hüceyrələr canlılığını saxlaya bilir.

Sklereid kəlməsinin kökü yunanca “scleros” –“bərk” sözündən götürülmüşdür. Sklereidlərə çevrilən hüceyrələrin qılafının hər yeri bərabər qalınlaşmış olur. Sklereid hüceyrələrinin divarlarında çoxlu məsamə vardır. Qılaf qalın olduğundan bu məsamələr kanallara bənzəyir. Məsamələrdən bir çoxu budaqlanır.

Ötürücü toxumalar. Bitki orqanizmində bir qrup hüceyrələr xarici mühitdən alınmış və suda həll olunmuş mineral duzların məhlulunu və eləcə də bitki tərəfindən hazırlanmış qida maddələrini orqanizmin hər yerinə çatdırırlar. Bu işi ötürücü toxumanın hüceyrələri görür. Ötürücü toxumanın hüceyrələri öz funksiyalarına uyğun olaraq borular şəklindədir. Bu borular bitki orqanizmində bütün orqanları birləşdirən, orqanizmdə vəhdət yaradan, maddələr mübadiləsini təmin edən borular sisteminə çevrilir. Borular sistemi iki qrup toxumadan: 1) ksilemdən, mineral duzların su məhlulunu ötürən toxuma komplüksindən və 2)floemdən, üzvi qida maddələri ötürən toxuma kompleksindən ibarətdir.

Ayıdöşəyikimilərdən başlayaraq, ali bitkilərə qədər ksilem və floem boru sistemi qida maddələrinin bitki orqanizminin hər bir hissəsinə yayılmasında əsas rol oynayır. Odur ki, bitki sistemlərində çox zaman bu bitkilər (ayıdöşəyikimilər, çılpaqtoxumlular və örtülütoxumlular) borulu bitkilər –Tracheophyata adlanan böyük qrupda birləşdirilir.

Ksilem və ya oduncaq mürəkkəb toxuma kompleksindən ibarətdir. Yunanca ksilem –xylos, odun sözündən götürülmüşdür. Onun tərkibində canlı və cansız müxtəlif tip hüceyrələr toplanmışdır. Oduncağın əsas kütləsini odunlaşmış su boruları və mexaniki liflər təşkil etdiyindən onun əsas kütləsi bərk və odunlaşmış olur. Onlar torpaqdan sorulmuş suyu və suda həll olmuş mineral duzların məhlulunu bitkinin bütün hissələrinə ötürür və çatdırır. Su və suda həll olmuş mineral duzların məhlulu kökdən gövdəyə, gövdədən bütün yan budaqlara və şaxələrə, onlardan isə su boruları və ksilemin başqa elementləri vasitəsilə yuxarı qalxan cərəyan şəklində çatdırılır.

Su bitkiyə birinci növbədə lazım olan qida maddələrindəndir. O, arası kəsilmədən bitkini oksigen və hidrogenlə təmin edir. Su ilə bərabər bitki torpaqdan onda həll olmuş mineral maddələri – azotu, fosforu, kaliumu, kalsiumu və başqa maddələri onların müxtəlif duzları şəklində alır.

Maddələr mübadiləsinin bütün proseslərində, tənəffüsdə, assimilyasiyada, böyümədə, hüceyrələrin çoxalmasında suyun iştirakı zəruridir. Bir sözlə, su bitkiyə öz orqanizmini qurmaqda bütün maddələrin həlledicisi kimi lazımdır.

Floem –orqanizmin bütün hissələrinə bitki tərəfindən hazırlanmış üzvi qidanı – plastik maddələri (karbohidratları, amin turşularını, yağları, vitaminləri və s.) yayır. Bu maddələr əsasən yarpaqlarda hazırlanır və bitkinin bütün canlı toxumalarına, xüsusən böyümə gedən hissələrinə çatdırılır. Ksilemdə olduğu kimi burada da əsas ötürücü element borudur. Su borularından fərqli olaraq, burada canlı arakəsməli borular əmələ gəlir. Bu boruların ev arakəsmələri ələk və xəlbir kimi dəlik-dəlik olduğundan bunlar ələkvari və ya qida boruları adlanır. Ələkvari borular vasitəsilə yuxarıda qeyd edilən maddələr bitkinin bütün canlı hüceyrələrinə çatdırılır; o maddələrin yaşayış prosesində sərf edilməyən hissəsi yenə də ələkvari borular ilə ehtiyat maddələri toplanan orqan və toxumalara, o cümlədən yetişməkdə olan meyvələrə və toxumalara aparılır.

Floem də ksilem kimi mürəkkəb toxuma kompleksidir. Floem yunan kəlməsi phloos-dan götürülmüşdür, qabıq deməkdir. İkiləpəli bitkilərin gövdə və kökündə floem qabıqda yerləşdiyi üçün ona bu ad verilmişdir. Floem elementləri də orqanın uzunu istiqamətində yerləşir. Ksilemdən fərqli olaraq, floem elementləri əsasən canlıdır; onlar ələkvari borulardan, qonşu hüceyrələrdən, floem parenximindən və mexaniki liflərdən ibarətdir. Floem elementləri də ilkin təpə meristemindən əmələ gəlir. Təpə meristemində əvvəlcə əmələ gələn prokambi topalarının yarısı ksilemə, yarısı isə floemə çevrilir. Mənşəcə floem elementləri də ksilem elementləri də birinci və ikinci floemə ayrılır. Birinci floem elementləri təpə meristemlərindən, ikinci floem elementləri isə kambi qurşağından əmələ gəlir. Ələkvari borular su borularının üzvcüklərinə nisbətən kiçik olur. Məsələn, kartofda ələkvarı boru üzvcüyünün uzunluğu 138 mikron, nəstərənin yarpaq saplağında – 240 mikrondur. Ən uzun ələkvarı borunun 550 mikron ölçüsündə olduğu aşkar edilmişdir.

Qeyd edildiyi kimi, ələkvarı boruların hər bir üzvcüyü müstəqil hüceyrə olmaqla, canlıdır. Orqanizmin adi canlı parenxim hüceyrələrindən fərqli olaraq, ələkvarı boruların sitoplazması keçiricidir.

Vegetativ orqanların quruluş qanunauyğunluqları.

Vaxtilə su mühitindən quruya keçmiş bitkilərin müasir nəsilləri içərisində örtülütoxumlu bitkilər çox geniş yayılmışdır. Onların bu qədər geniş yayılmasının əsas səbəbi, plastik olmaları və quru mühitinin müxtəlif şəraitinə uyğunlaşmış formalar yaratmasıdır. Quruda yaşayan bitkilər, su şəraitində yaşayan bitkilərdən fərqli olaraq, çox müxtəlif amillərin təsirinə məruz qalır. Bu amillərdən ən mühümü torpaq və havadır. İstər torpaq, istərsə də hava, digər amillərlə yanaşı olaraq, bitki orqanizminə ikitərəfli təsir göstərir. Orqanizmin ayrı-ayrı hissələrinin bir-birindən kəskin surətdə fərqlənən amillərin təsirinə məruz qalması, maddələr mübadiləsinin gedişində həmin hissələrin quruluşca müxtəlifliyinə səbəb olmuşdur. Beləliklə, bitkidə müxtəlif quruluşlu orqanlar əmələ gəlmişdir. Həmin orqanlar orqanizmin yaşayışı prosesində bir-biri ilə qarşılıqlı surətdəəlaqədardır və bir-birindən asılıdır.

Ali bitkilərdə orqanizmin yaşayış şəraitinə uyğunlaşması prosesində vegetativ və generativ olmaqla (vegetativ latınca “Vegetatio” sözündən götürülmüşdür ki, o da böyümə mənasında işlənilir. Bitkinin yaşayış dövrü deməkdir. Generativ, “Generare” – doğuran, törədən sözündən götürülmüşdür) iki qrup orqan əmələ gəlmişdir. Vegetativ orqanlar kökdən, gövdədən və yarpaqdan ibarətdir. Generativ orqanlar isə çoxalma orqanlarıdır. Örtülütoxumlularda bu orqanlara şərti olaraq, çiçək, çiçək qrupu, meyvə və toxum aiddir.

Kök, bitkinin torpaqda yerləşən hissəsidir. O, bitkini torpaqda məhlul halında olan mineral qida ilə təmin edir və onu yaşadığı torpağa hərəkətsiz bərkidir. Bəzən şəraitdən asılı olaraq yerüstü köklər də əmələ gəlir.

Bitkinin yerüstü hissəsi gövdə və onun üzərindəki yarpaqlardan ibarətdir. Gövdə kökün torpaqdan aldığı maddələri yarpaqlara keçirir və yarpaqlarda hazırlanmış üzvi qida maddələrini bitkinin bütün hissələrinə, o cümlədən kökə çatdırır. Gövdə də bitkinin yaşayış şəraitindən asılı olaraq bəzən dəyişir və yeraltı orqana çevrilir.

Qida maddələri mühitdə dağınıq halda yerləşdiyindən bitkilər şaxəli quruluşludur və onlarda ayrı-ayrı orqanların sayı xeyli çoxdur. Buna metameriya hadisəsi deyilir. şaxəli quruluş və metameriya hadisəsi, bitkilərin uducu səthlərinin xeyli böyük olmasını təmin edir.

Bununla əlaqədar olaraq bitkinin bədəni iki sistemdən – kök və zoğ sistemindən ibarətdir. Kök sistemi əsas, əlavə və yan köklərdən ibarətdir. Zoğ sistemi gövdə və yarpaqdan təşkil olunur.

Örtülütoxumlu bitkilərin həyat şəraitinin müxtəlif olması nəinki bu üç orqanın quruluşca bir-birindən kəskin surətdə fərqlənməsinə, həm də eyni adlı orqanların müxtəlif bitki növlərində müxtəlif formalı olmasına səbəb olmuşdur.

Mühitə uyğunlaşma prosesində ayrı-ayrı orqanlarda elə ciddi dəyişiklik baş verir ki, onun morfoloji təbiətini ancaq həmin bitkinin yaşayış tarixini öyrənməklə müəyyən etmək mümkün olur.

Bu orqanlar içərisində ən plastik olan yarpaqdır. O, hədsiz dərəcədə müxtəlif formalar almışdır. Yarpağın quruluşunun dəyişməsi bitkinin mühitə uyğunlaşması prosesində çox mühüm rol oynayır.

Hər hansı orqanın xüsusi quruluşu orqanizmlə mühit arasındakı qarşılıqlı münasibətdən və həmin orqanın daşıdığı vəzifədən asılıdır.

Adları çəkilən vegetativ və generativ orqanlar bitkinin yaşayış dövründə (ontogenezində) əmələ gəlir: müəyyən fizioloji vəzifə daşıyır və inkişaf edir. Bir çox bitkilərdə ontogenez toxumdan başlayaraq toxuma qədər davam edir. Məsələn, buğdada, quşəppəyində bitki yaşayışı toxumun cücərməsindən başlayır, sonra böyüyür və inkişaf edir, çiçəkləyir, yenə də toxum əmələ gətirir və sonra tələf olur. Ancaq çoxillik bitkilərdən bir çoxu ontogenez dövründə böyüyür, inkişaf edir, həm də ömrü boyu dəfələrlə toxum verir. İkiillik bitkilərdə, məsələn, çuğundurda, soğanda, bitki birinci il yeraltı hissəsini, ikinci

il isə çiçək və toxum hissələrini əmələ gətirərək ontogenezini tamamlayır.

Beləliklə, toxum bir qrup bitkilərin ontogenezinin sonunda, onun ömründə bir dəfə əmələ gəlir, digərlərində isə bir çox dəfə əmələ gəlir.

Toxum çoxalmaq üçün uyğunlaşmış orqandır. Onun əsas hissəsini ilk inkişafa qədəm qoymuş kiçik bitkicik təşkil edir ki, bu da rüşeyim adlanır. Toxum bitkilərdə mayalanma prosersinin nəticəsində əmələ gəlir. Ona görə də toxumu generativ orqanlar sırasına daxil edirlər.

Çiçəkli bitkilərin inkişafı toxumdan başlanır. Toxum, mayalanma nəticəsində ana bitki üzərində əmələ gəlir və ilk inkişaf dövrünü orada keçirir. Ana bitkidən ayrılmış hər hansı toxum artıq müstəqil orqanizmdir. Onda kiçik kökcük, yarpaqcıqlar və kökcüklə yarpaqcıqları bir birinə birləşdirən çox qısa zoğ hissəsi vardır. Onlar birlikdə toxumun rüşeymini təşkil edir. Hər toxumda rüşeymin böyümə və inkişafı üçün lazım olan ilk ehtiyat qida maddələri vardır. Çox vaxt bu maddələr toxumun rüşeymi yanında və ya onun ətrafında yerləşən xüsusi parenxim hüceyrələrdən ibarət toxumada olur. Toxumda ehtiyat qida maddələrinin toplandığı bu kimi parenxim toxumaya endosperm deyilir (endosperm – daxili toxum deməkdir).

Əlverişli şərait olduqda bitkilərin toxumları cücərməyə başlayır. Cücərmə toxumdakı ehtiyat maddələrinin fermentativ prosesə uğramasından irəli gəlir. Bu zaman toxumdakı fermentlər aktivləşərək, onun ehtiyat maddələrini (yağları, zülalları, karbohidratları) parçalayıb həll ola bilən şəklə salır. Bu qida maddələrini məhlulu rüşeymə çatdıqda, onda böyümə və inkişaf başlayır. Böyüyən və inkişaf edən rüşeymdən yavaş-yavaş müstəqil bitki əmələ gəlir. Onun kökü, gövdəciyi və yarpaqları iriləşir və rüşeym bütünlüklə müstəqil bitkiyə çevrilir. Rüşeymdən əmələ gələn bu bitkiyə cücərti deyilir.

Ontogenezin ilk dövründən başlayaraq vegetativ orqanların quruluşunda müəyyənləşmiş ümumi qanunauyğunluq nəzərə çarpır. Quruluş qanunauyğunluğu orqanların mühit amilləri ilə qarşılıqlı münasibətindən irəli gəlir. Xarici mühit amilləri içərisində xüsusən işıq, torpaq, hava, nəmlik rejimi və s. bitkilərin quruluşuna təsir edir.

Bitkilərin vegetativ orqanlarının quruluşunda geniş yayılmış ümumi qanunlar aşağıdakılardan ibarətdir.