Yapraklardaki mikroskobik fabrika

 

17. yüzyılda yaşamış Belçikalı bir fizikçi olan Jan Baptisa Van Helmont bilimsel deneylerinden birinde bir söğüt ağacının büyümesini gözlemledi ve çeşitli ölçümler yaptı. Ağacı önce tarttı, ardından 5 yıl sonra ikinci kez tekrar tarttı ve ağırlığını 75 kg artmış olarak buldu. Bitkinin içinde büyüdüğü kaptaki toprağı tarttığındaysa, bu 5 yıllık zaman içinde sadece birkaç gram azaldığını gördü. Fizikçi Van Helmont, bu deneyinde, söğüt ağacının büyüme sebebinin sadece saksıdaki toprak olmadığını ortaya çıkardı. Bitki büyümek için toprağın çok az bir kısmını kullandığına göre başka bir yerlerden besin alıyor olmalıydı.

İşte 17. yüzyılda Van Helmont'un keşfetmeye çalıştığı bu olay, bazı aşamaları günümüzde dahi tam olarak anlaşılamamış olan fotosentez işlemidir. Yani bitkilerin kendi besinlerini kendilerinin üretmeleridir. Bitkiler besinlerini üretirken sadece topraktan faydalanmazlar. Topraktaki minerallerin yanında, suyu ve havadaki karbondioksidi de kullanırlar. Bu hammaddeleri alıp yapraklarındaki mikroskobik fabrikalardan geçirerek fotosentez yaparlar. Yapraklar özel olarak bitkilerin besin üretmesi, solunum yapmaları gibi işlemler için tasarlanmış yapılara sahiptirler. Biraz sonra detaylarıyla göreceğimiz bu tasarımın varlığı, elbette ki bize yaprakları tasarlayan üstün güç sahibi Allah'ın varlığını kanıtlayan delillerdendir. Allah bitkilerin yaratılışına bir ayetinde şöyle dikkat çekmektedir:

Sizin için gökten su indiren O'dur; içecek ondan, ağaç ondandır (ki) hayvanlarınızı onda otlatmaktasınız. Bununla sizin için ekin, zeytin, hurmalıklar, üzümler ve meyvelerin her türlüsünden bitirir. Şüphesiz bunda, düşünebilen bir topluluk için ayetler vardır. (Nahl Suresi, 10-11)

Yaprakların Özel Şekillerinin Nedeni

Hem genel yapı olarak, hem de mikrobiyolojik açıdan incelendiğinde yaprakların her yönüyle en fazla enerji üretimini sağlamak üzere planlanmış, çok detaylı ve kompleks sistemlere sahip oldukları görülecektir. Yaprağın enerji üretebilmesi için ısı ve karbondioksidi dış ortamdan alması gerekir. Yapraklardaki tüm yapılar da bu iki maddeyi kolaylıkla alacak şekilde düzenlenmiştir. Öncelikle yaprakların dış yapılarını inceleyelim. Yaprakların dış yüzeyleri geniştir. Bu da fotosentez için gerekli olan gaz alış-verişlerinin (karbondioksidin emilmesi ve oksijenin atılması gibi işlemlerin) kolay gerçekleşmesini sağlar.

Yaprağın yassı biçimiyse tüm hücrelerin dış ortama yakın olmasını sağlar. Bu sayede de gaz alış verişi kolaylaşır ve güneş ışınları, fotosentez yapan hücrelerin hepsine ulaşabilir. Bunun aksi bir durumu gözümüzün önüne getirelim. Yapraklar eğer yassı ve ince bir yapıya değil de herhangi bir geometrik şekle ya da anlamsız rastgele bir şekle sahip olsalardı, yaprak fotosentez işlevini sadece güneş ile doğrudan temas eden bölgelerinde gerçekleştirebilecekti. Bu da bitkilerin yeterli enerji ve oksijen üretememesi anlamına gelecekti. Bunun canlılar için en önemli sonuçlarından biri de hiç kuşkusuz ki yeryüzünde bir enerji açığının ortaya çıkması olurdu. Yapraklar bitkilerin hem nükleer enerji üreten santralleri, hem besin üreten fabrikaları, hem de önemli reaksiyonları gerçekleştirdikleri laboratuvarlarıdır. Yapraklarda hayati önem taşıyan bu işlemlerin nasıl gerçekleştirildiğini anlamak için yaprakların fizyolojik yapısını da kısaca incelemek gerekir.

Yaprakların İç Yapısı

Yaprağın iç yapısının enine kesiti incelenecek olunursa dört tabakalı bir yapı ile karşılaşılacaktır. Bu yapılardan ilki kloroplast içermeyen epidermis tabakasıdır. Yaprağı alttan ve üstten örten epidermis tabakasının özelliği, yaprağı dış etkilerden korumasıdır. Epidermisin üstü koruyucu ve su geçirmez mumsu bir madde ile sarılıdır. Bu maddeye kütiküla adı verilir. Yaprağın iç dokusuna baktığımızda ise genelde iki hücre tabakasından oluştuğunu görürüz. Bunlardan iç dokuyu oluşturan Palizad dokuda kloroplastça zengin hücreler, aralarında hiç boşluk bırakmadan yan yana dizilirler. Bu doku fotosentezi yürüten dokudur. Bunun altında bulunan Sünger doku ise, solunumu sağlayan dokudur. Sünger dokudaki hücreler, diğer bölümlerdeki hücrelere göre daha gevşek bir şekilde birbirine kenetlenmiştir. Ayrıca bu dokunun hücreleri arasında hava ile dolu boşluklar vardır.

Görüldüğü gibi bu dokuların hepsi yaprağın yapısında son derece önemli görevlere sahiptir. Bu tür düzenlemeler yaprakta ışığın daha iyi dağılıp yayılmasını sağlayarak fotosentez işleminin gerçekleşmesi açısından son derece büyük bir önem taşırlar. Bütün bunların yanı sıra yaprak yüzeyinin büyüklüğüne göre yaprağın işlem yapma (solunum, fotosentez gibi) yeteneği de artar. Örneğin birbirine geçmiş tropikal yağmur ormanlarında genellikle geniş yapraklı bitkiler yetişir. Bunun çok önemli sebepleri vardır. Sürekli ve çok miktarda yağmurun yağdığı, birbirine geçmiş ağaçlardan oluşan tropikal ormanlarda güneş ışığının bitkilerin her yerine eşit ulaşması oldukça zordur. Bu da ışığı yakalamak için gerekli olan yaprak yüzeyinin artırılmasını gerekli kılar. Güneş ışığının zor girdiği bu alanlarda bitkilerin besin üretebilmeleri için yaprak yüzeylerinin büyük olması hayati önem taşımaktadır. Çünkü bu özellikleri sayesinde tropik bitkiler değişik yerlerden, en fazla faydalanacak şekilde güneş ışığına ulaşmış olurlar.

Tam aksine kuru ve sert iklimlerde ise küçük yapraklar bulunur. Çünkü bu iklim şartlarında bitkiler için dezavantaj olan asıl nokta ısı kaybıdır. Ve yaprak yüzeyi genişledikçe su buharlaşması, dolayısıyla ısı kaybı artar. Bu yüzden ışık yakalayan yaprak yüzeyi, bitkinin su tasarrufu yapabilmesi için iktisatlı davranacak şekilde tasarlanmıştır. Çöl ortamlarında yaprak kısıtlaması aşırı seviyelere ulaşır. Örneğin kaktüslerde yaprak yerine artık dikenler vardır. Bu bitkilerde fotosentez etli gövdenin kendisinde yapılır. Ayrıca gövde suyun depolandığı yerdir. Buraya kadar verilen birkaç örnekte de görüldüğü gibi bitkilerde tam anlamıyla kusursuz sistemler kurulmuştur ve bu sistemler ilk yaratıldıkları andan itibaren özelliklerinde hiçbir değişiklik olmadan günümüze kadar gelmişlerdir. Yapraklarını dökmelerinden, kendilerini güneşe çevirmelerine, yeşil renklerinden, gövdelerindeki odunsu yapıya, köklerinin varlığından meyvelerinin oluşmasına kadar olan tüm yapıları örneksizdir. Daha iyi sistemlerin oluşturulması hatta yapraklarda gerçekleşen işlemlerin benzerlerinin yapılması (mesela fotosentez işlemi) günümüz teknolojisiyle mümkün bile değildir.

Bu durum yaprakların tesadüfen oluşamayacağının delillerinden biridir. Yaprakları en mükemmel tasarımlarıyla yaratan hiç kuşkusuz ki tüm alemlerin Rabbi olan Allah'tır.