18.03.2015

1

MBG-112 GENEL BİYOLOJİ IITOHUMSUZ BİTKİLER

Doç. Dr. Yelda Özden Çiftçi

385 milyon yıl önce

Uzun bitkiler İlk ormanlar

500 milyon yıl önce

Küçük bitkiler Mantar ve hayvanlar

1.2 milyon yıl önce

Siyanobakteriler Protistler

18.03.2015

2

6 Alemin evrimsel gelişimine ait hipotez

PROTİSTA ALEMİ

18.03.2015

3

Alg Bitki

Benzerlikleri

• Çok hücreliler• Ökaryotlar

• Fotosentetik ototroflar• Selülozdan yapılmış hücre duvarı

• Klorofil a ve b (yeşil algler)

18.03.2015

4

Karofitolmayan

Algler

KarofitlerBitki

Farklılıkları

• Selülozu sentezlenen proteinler doğrusaldır.

• Plazma membranlarında selülozu sentezleyen proteinler, belirgin

dairesel halkaya (rozet) sahiptir.• Kamçılı sperme sahip olan karasal bitkilerde spermin yapsıkarofit spermine çok benzerdir.

• Fragmoplast karofit ve karasal btikilerde sadece oluşur.

Fragmoplast oluşumu

18.03.2015

5

Sığ sulara adaptasyon ve karaya ön uyum

Charophyceaeait alt türlerinin çoğu havuz ve göl kenarındaki

sığ sularda yaşar.

Arada sırada bu yerlerde

kuraklığa maruz kalırlar.

Sporopollenin tabakası zigotlar tekrar suya ulaşana

kadar kurumalarını önler.

Yerleşilmemiş yeni alanlar:• Geniş,

• Parlak güneş ışığı,• Atmosferde çok fazla CO2

var.• Toprak mineral besin

maddeleri ile zengin,• Nispeten az herbivor ve

patojen var.

18.03.2015

6

-Parlak güneş ışığı-CO2 fazla-Toprak mineral besleyiciler bakımından zengin

-Su az-Yerçekimine karşı yapısal desteğin bulunmaması

Karasal koşullar

Karofit ve Bitki farkı

Bitki

Döl almaşı

Çok hücreli bağımlı

embriyolar

Sporopolleniniçeren spor duvarları

Çok hücreli gametangia

Apikalmeristem

18.03.2015

7

Döl almaşı

Döl almaşı

• Zigot haploidsporlar oluşturmak üzere mayozgeçirir.

Charophyceae

• Zigot çok hücreli bir sporofitoluşturmak üzere mitoz geçirir.

• Sonra çok hücreli sporofitmayoz ile haploid sporları üretir.

Bitkiler

Atasal bir Charophyceaeüyesindeki bir

mutasyon zigotta daha fazla sayıda

mitoz gerçekleşinceye kadar, mayozdagecikmeye yol

açmıştır.Bu sayede çok hücreli diploid

bir sporofitoluşmuştur.

Sporların sayısı artar.

18.03.2015

8

Çok hücreli bağımlı embriyo

Sporopollenin içeren spor duvarları

18.03.2015

9

Çok hücreli gametangia

Apikal meristemler

Apicalmeristem of the root

• Kutikula• Stoma

• Mikorizae

18.03.2015

10

Bitkilerin Kökeni ve Farklılaşması

18.03.2015

11

Kar

asal

bitk

iler

Karayosunları

Eğreltiotları

Gimnospermler

Angiospermler

Karasal bitkilerİletim Demetli Bitkiler

İletim dokusunda hücreler, bitkinin her yanına su ve besleyicileri taşıyan borular şeklinde biraraya gelmiştir.

İletim demetli bitkiler arasında eğreltiotları ve diğer pteridofitleryaşam döngülerinde tohum bulunmadığından tohumsuz bitkiler

olarak isimlendirilir.

Tohum koruyucu bir kabuk içinde besin kaynağı ile birlikte paketlenmiş olan embriyodan ibarettir.

18.03.2015

12

Tohumlu bitkiler

Tohumlu iletim demetli ilk bitki

yaklaşık 305 milyon yıl önce Devoniyen periyodu sonlarında

ortaya çıkmıştır.

Tohumları herhangi bir özelleşmiş odacık ile kuşatılmış

değil

İlk tohumlu bitkiler «Gimnospermler»

130 milyon yıl önce Kretaseperiyodunun başlangıcında çiçekler gelişmiştir. Çiçekler, ovaryumlar denilen koruyucu bölmelerin içinde tohumları

taşıyan gelişmiş yapıdır. «Angiospermler»

Plazma zarlarında hücre çeperinin selüloz mikrofibrillerini sentezleyen dairesel halka şeklinde protein dizilerinin varlığıPeroksizom enzimlerinin benzeşmesi (fotorespirasyon sonucu organik ürünlerde oluşan kaybı en aza indirir).Kamçılı sperm yapısıHücre bölünmesi sırasında yeni ortak çeper sentezi fragmoplast oluşumu

Apikal meristemin varlığıÇok hücreli bağımlı embriyolarDöl almaşıÇeperli sporlarÇok hücreli gametangiaSuyun korunmasına yönelik adaptasyonlarSu taşınımı ile ilgili adaptasyonlarKarasal adaptasyonlar için sekonderbileşikler

Charophyceae ve bitkiler arasındaki benzerlik ve farklılıklar (ÖZET):

BENZERLİK

FARKLILIK

BİTKİLER

18.03.2015

13

Karayosunları (Bryophyte)İletim demetsiz bitkiler

Hepatophyta (Ciğerotları)• Toprağa bağlandıkları yer olan rizoidler uzun tüp şeklinde

tek hücrelerdir.• En basit sporofitlere sahiptir.

Anthocerophyta (Boynuzlu ciğerotları)• Rizoidler uzun tüp şeklinde tek hücrelerdir.• Sporofitlerinde kütikula vardır.• Sporofitlerin epidermisinde stoma benzeri yapılar

bulunur.

Bryophyta (Karayosunu)• Rizoidler hücrelerden oluşmuş ipliksi yapılardır.• Sporofitlerin epidermisinde stoma benzeri yapılar

bulunur.

• Gametofit en baskın evredir.• Sporofitler küçük ve kısa bir süre

bulunur.• Sporlar nemli ortamda çimlenir ve

mitoz geçirerek, gametofitlergelişir.

• Çimlenen sporlar «protonema» (ilk iplikler) oluşturur.

• Protonema doku oluşturan meristemlere sahip tomurcuklar

oluşturur.• Meristemler «gametofor»

oluşturur.• Protonema ve gametofor yapraklı

karayosunun gametofit yapısını oluşturur.

• Bryofit gametofitlerininhücreleri su ve çözünmüş maddelere yakın olarak

yerleşmişlerdir.• Bazılarında su ve çözünmüş

madde taşınmasında iş gören özelleşmiş dokular vardır. Ancak bu dokuların

hücre çeperleri, bitki ksilemin özelliği olan ligninden yoksundur.

18.03.2015

14

Bryofitlerin çoğu, zemine yakın gelişir ve toprağa narin yapılı renksiz rizoidler ile bağlanır.Rizoidler;• Dokulardan oluşmamıştır,• İletim yapan özelleşmiş hücreleri yok,• Su ve mineral absorbsiyonunda primer

rol oynamaz,• Bitkilerin köklerinden bu nedenlerle

farklıdır.

Yapraklı karayosunları ve bazı ciğerotu gametofitleri

«yapraklıdır».Ancak ligninli iletim hücreleri

içermediklerinden gerçek gövde ve yaprak değildir.

Yaprakları genellikle bir hücre kalınlığında ve kütikulasızdır.

18.03.2015

15

KarayosunlarıGenç evrede yeşil ve fotosentetik olmasına karşın, yapraklıkarayosunu sporofitleri sporlarını yaymaya hazır halegeldiğinde kızarır ya da kahverengileşir. Sporlar çevreyesaçıldıktan birkaç ay sonra gözle görülmeye devam eder.Yapraklı karayosunu sporofitleri bir ayak, seta olarakisimlendirilen uzun bir sap ve spor üreten organ olansporangiyum ya da kapsülden oluşmuştur. Ayak kısmıtransfer hücreleri aracılığıyla ebeveyn gametofittenşekerleri, amino asitleri, su ve mineralleri toplar. Seta, bumaddeleri kapsüle gönderir. Kapsül, kaynakları sporüretiminde kullanır. Seta, uzayarak kapsülün uzamasını vesporların çevreye yayılmasını arttırır. Kapsül, mayozbölünmenin ve sporların üretiminin gerçekleştiği yerdir.Kapsül olgunlaşmamış iken gametofit dokusundan oluşmuşbir koruyucu şapka (kaliptra) ile örtülür . Kapsülün peristomdenen üst kısmı, çoğunlukla sporları kademeli olarak dışarısalar.

KarayosunlarıEkolojik ve Ekonomik Önemleri

Azotun toprağa geri kazandırılmasına yardım eder.

Zararlı UV ışını seviyelerini absorbe eder.

Peat (organik materyal), atmosferik CO2 stabilize eder.

18.03.2015

16

İletim demetli bitkiler

İletim demetsiz İletim

demetli

• Bryophyte• Baskın evre

gametofit• Sporofit

gametofitebağımlıdır.

• Eğrelti, gimnosperm, angiosperm

• Ligninleşmişksilem ve

floem• Baskın evre

sporofit• Bağımsız

dallanmış sporofit

Yapraklı karayosunu ve pterofitlerin arasında «Protracheophyte»

• Ligninleşmiş iletim dokusu bulunmaz.• Büyümek için

gametofitlere bağımlı olmayan dallanmış sporofitlere sahiptir.

Cooksonia, bilinen en eski iletim demetli bitkidir. Günümüz pteridofitlerinin ksilemindeki su ileten hücrelere benzerlik

gösteren küçük ligninleşmiş hücrelere sahipti.Fosil kayıtlara göre Devoniyen’ de (360-408 milyon yıl önce)

iletim demetli bitkiler çeşitlenmiştir.

18.03.2015

17

Tohumsuz iletim demetli bitkiler-Pteridofitler

Pteridophyte

Lycophyta (Kibritotları)Epifit

Mikrofillere sahiptir.

Pterophyta(Monilophyta)

Megafillere sahiptir.

Süpürge eğreltiotlarıGerçek yaprak ve köklerden

yoksunlar

AtkuyruklarıDik gövde ve rizomları var.

Küçük yapraklar ve gövdede hava kanalları var.

EğreltiotlarıRizomları var, yaprak pek

çok yaprakçığa bölünmüştür.

• Ligninleşmiş iletim dokusu bulunan gerçek köklere sahiptir.

• Kibritotları dallanmamış tek bir damar içeren küçük yapraklara (mikrofiller) sahiptir.

• İletim demetli diğer bitkilerin yaprakları büyük olduklarından megafildir ve dallanmış iletim

demetine sahiptir.• Gametofit evre indirgenmiş, sporofit evre baskındır.

18.03.2015

18

EğreltilerEğrelti sporu küçük, kalp şeklindeki bir gametofite dönüşür. Gametofit fotosentezle yaşamını sürdürür. Her gametofit, hem erkek hem de dişi eşey organlarına sahiptir. Fakat gametofitler arasında karşılıklı döllenmeyi garanti altına almak için, arkegonyumlar ve anteridyumlar farklı zamanlarda olgunlaşır. Diğer tohumsuz iletim demetli tüm bitkiler gibi, eğrelti spermi anteridyumdan arkegonyumdaki yumurtalara nemli ortamdan yüzmek ve daha sonra yumurtaları döllemek için kamçı kullanır. Döllenmiş bir yumurta yeni bir sporofit şeklinde gelişir ve genç bitki gametofitin arkegonyumundan dışa doğru büyür. Üretken yaprakların alt tarafındaki benekler sorus olarak isimlendirilir. Sporangiyum gametofitleri oluşturan sporları serbest bırakır. Karbonifer ormanlarının iletim demetli tohumsuz bitkileri, kömür formunda fosil yakıtlar bırakmışlardır.

18.03.2015

19

Eğreltiotları ve iletim demetli bitkiler arasındaki anahtar varyasyon

Homosporlu (Eğreltiotu)

Sporofit Tek tip spor Biseksüel gametofitYumurta

Sperm

Heterosporlu (Sucul eğreltiotları, bitkiler)

Megaspor Dişi gametofit YumurtalarSporofit

Mikrospor Erkek gametofit Sperm

18.03.2015

20

Lycophyta Pterophyta

Turba

Kömür

Isı + basınçKarboniferperiyodu