34.11:
Su ve Mineral Alımı
34.11:
Su ve Mineral Alımı
Bitki köklerindeki özel dokular, topraktan suyu, mineralleri ve bazı iyonları almak için gelişmiştir. Kökler, bu işlemi kolaylaştıran çeşitli dallanma modelleri sergilerler. En dıştaki kök hücreleri, kök yüzeyini artıran ve böylece toprakla teması artıran, kök kılları adı verilen özel yapılara sahiptir. Topraktaki su konsantrasyonu kök dokusundan daha yüksek olduğu için su pasif olarak köklere geçebilir. Bunun aksine mineraller aktif olarak kök hücrelerine taşınır.
Toprağın negatif yükü vardır, bu nedenle pozitif iyonlar toprak parçacıklarına bağlı kalma eğilimindedir. Bunu aşmak için, kökler toprağa karbondioksit pompalar ve karbondioksit toprakta kendiliğinden parçalanır ve toprağa pozitif yüklü protonlar (H+) salar. Bu protonlar, katyon değişimi adlı süreçle kök dokusuna pompalanmak üzere toprakta mevcut olan pozitif yüklü iyonların yerini alır. Negatif yüklü anyonlar, H+ iyonlarının konsantrasyon gradyanlarını azaltma ve ko-transport kullanarak kök hücrelere geri dönme eğiliminden yararlanırlar: Cl gibi iyonlar, H+ iyonları ile birlikte kök dokusuna aktarılır.
Moleküller, stel adı verilen kök dokusunun çekirdeğine iki yoldan gidebilir. Apoplastik taşıma, komşu hücrelerin sürekli hücre duvarları ile bunlara karşılık gelen zarlar arasında oluşturulan boşluklarda moleküllerin hareketidir. Buna karşılık, simplastik taşıma, moleküllerin bitişik hücreler arasında serbest sitoplazmik geçişine izin veren plazmodesmata adı verilen hücresel bağlantılardan yararlanan bitki hücrelerinin sitoplazması boyunca hareketidir. Kökün endodermisinde bulunan Casparian şeritleri apoplasttaki çözünen maddelerin stele girmesini engellediğinden, stele girmek için moleküller simplasta hareket etmelidir. Bu nedenle, simplasta girebilmek için, çözünen maddelerin hücrenin yarı geçirgen zarından geçmesi ve hücreleri topraktaki toksik veya istenmeyen moleküllerden koruması gerekmektedir.
Suggested Reading
Barberon, Marie, and Niko Geldner. "Radial Transport of Nutrients: The Plant Root as a Polarized Epithelium." Plant Physiology 166, no. 2 (October 1, 2014): 528–37. [Source]
Kim YX, Ranathunge K, Lee S, Lee Y, Lee D, Sung J. "Composite Transport Model and Water and Solute Transport across Plant Roots: An Update." Front Plant Sci. 2018 Feb 16;9:193. [Source]