Topraktan alınarak ksileme ulaşan su ve mineraller, belirli kurallara göre taşınır. Suyun taşınması, osmozla gerçekleşir. Mineraller ise kolaylaştırılmış difüzyon ya da aktif taşıma ile ksileme ulaştırılır. Ksileme ulaşan su ve suda çözünmüş minerallerin bitkinin üst kısımlarına taşınmasında kök basıncı, terleme, kohezyon kuvveti ve kılcallık etkilidir.
1) Kök Basıncı
Terlemenin düşük olduğu zamanlarda, özellikle geceleri, kök hücreleri mineralleri ksileme doğru aktif taşıma ile taşır. Bu sırada endoderm de minerallerin geri çıkmasını engeller. Ksilem de fazla mineral iyonlarından dolayı içindeki ozmotik basıncı artırır ve suyun temel dokudan ksileme doğru akmasını sağlar. Fazla iyon yoğunluğundan dolayı suyun ksilemde yukarı doğru itilmesini sağlayan basınca kök basıncı denir.
Bitki, ihtiyacı olan mineralleri su ile topraktan alır. Fazla suyu yaprak kenarlarındaki hidatotlardan atar. Bu olaya gutasyon denir. Gutasyonda terlemeden farklı olarak su ile birlikte minerallerin atılması da söz konusudur. Çilek, çimen gibi küçük bazı otsu çift çenekli bitkilerde görülebilen bir olaydır.
Kök basıncı bitkide ksilem öz suyunun birkaç metre yükselmesini sağlar. Ksilem öz suyu kök basıncı ile yukarı doğru itilirken terleme ve kohezyon kuvveti ile yapraklara doğru çekilir.
2) Kılcallık
Giderek daralan ksilem boruları içerisinde ilerlerleyen su ile ksilem boruları arasında gerilim artar. Suyun hidrojenleri ile ksilem çeperleri birbirini çeker. Aşağıdaki görselde olduğu gibi bir beher içerisine farklı çaplarda her iki ucu açık cam borular yerleştirildiğinde su borular içerisinde bir miktar yükselir.
Çapı en küçük olan borudaki suyun yükselişi diğerlerine göre daha fazladır. Buna göre kılcallık olayında ksilemin çapı ne kadar küçükse su boru içerisinde o kadar çok yükselir. Bu yükseliş, kök basıncı ve terleme kohezyon kuvveti etkisi ile oluşan yükselişe göre çok daha düşük ölçüde kalır.
3) Terleme ve Kohezyon Gerilim Teorisi
Ksilem öz suyunun yapraklara kadar taşınmasındaki en büyük etki, terleme ve kohezyon gerilim teorisi ile açıklanır. Bitkilerde su kaybı iki olayla gerçekleşir. Bunlar; fotosentez sırasında suyun kullanılması ve yapraklardaki stoma adı verilen gözeneklerden suyun gaz hâlinde atılmasıdır. Stomada gerçekleşen bu olaya terleme denir.
Stomanın altındaki boşluğa komşu olan hücrelerden suyun terleme ile kaybedilmesi, bu hücrelerde suyu komşu hücrelerden çekecek bir ozmotik basınç oluşturur. Komşu hücreler ksilemden su emince ksilem içerisinde negatif bir basınç oluşur. Bunun neticesinde su kökten yukarı doğru emilir.
Aynı tür moleküllerin birbirine uyguladığı çekim kuvvetine kohezyon denir. Bu kuvvet suyun, bitkinin en üst kısımlarına kopmayan bir sütun hâlinde çıkmasına da katkı sağlar. Suyun, bitkinin üst kısımlarına kadar taşınmasına, farklı moleküller arasındaki çekim kuvveti olan adhezyon da etki eder. Su ksilem içerisinde birbirine kohezyon kuvveti ile bağlı iken ksilem çeperlerinin iç yüzeyine de adhezyon kuvveti ile tutunur.
Stoma ve Açılıp Kapanma Mekanizması
Bitkilerde terlemenin kontrolü ve gaz alışverişi ise çoğunlukla yaprakların yüzeyinde bulunan stoma ile sağlanır. Bitkilerin yaşadığı ortam şartlarına göre stomaların yapraktaki yerleri ve sayıları değişiklik gösterir. Örneğin kurak bölge bitkilerinde stoma, yaprak alt yüzeyinde az sayıda ve epidermisin içinde gömülü hâldedir.
Nemli bölgelerde yaşayan bitkilerde ise stoma, yaprağın üst yüzeyinde fazla sayıda ve epidermisten dışarı doğru uzanmış şekildedir. Stoma, epidermis hücrelerinin özelleşmesi ile oluşan iki adet bekçi hücre ve bunların arasında bulunan boşluktan oluşmuştur. Bu hücreler stomanın açılıp kapanmasını sağlar. Bekçi hücreleri, kloroplast bulundurur. Bekçi hücrelerinin etrafında komşu epidermis hücreleri vardır.
Bekçi hücrelerinin birbirine bakan bölümündeki çeperleri kalınken komşu epidermis hücrelerine bakan çeperleri incedir. Çeperler arasındaki bu kalınlık farkı stomaların açılıp kapanmasında önemli rol oynar. Bekçi hücreleri yeterli ışık varlığında fotosentez yapar.
Fotosentez sonucu oluşan besin maddeleri bekçi hücrelerinin ozmotik basıncını artırır. Komşu hücrelerden bekçi hücrelere K+ iyonu girişi olur. Fotosentez ürünleri ve K+ iyonu derişimindeki artışla bekçi hücreleri içerisindeki osmotik basınç artar. Komşu hücrelerden bekçi hücrelere osmozla su geçer.
Bekçi hücrelere suyun girişi turgor basıncını artırır. Turgor basıncının artması, bekçi hücrelerinde dışa bakan ince çeperleri kalın çeperlere göre daha çok esneterek iter ve bekçi hücrelerinin arasındaki açıklık genişler. Böylece stoma açılmış olur.
Stomanın kapanması açılmasının tersine işleyen olaylar ile gerçekleşir. Karanlıkta bekçi hücrelerinde fotosentez durur ve K+ iyonları komşu hücrelere geçer. Bekçi hücrelerinin ozmotik basıncı düşer ve komşu hücrelere su geçişi gerçekleşir. Turgor basıncı düşen bekçi hücreleri arasındaki boşluk kapanır. Bu mekanizmanın dışında stoma hava boşluklarında CO2’nin azalması ile stoma açılır. CO2’nin azalması mezofil tabakasındaki hücrelerde fotosentezin aşlaması ile gerçekleşir.
Çeşitli çevresel etmenlerin etkisiyle de stoma kapanabilir. Suyun azlığının yarattığı etki bekçi hücrelerde absisik asit üretilmesini sağlar. Absisik asitin üretimi, asitliğin artmasını ve stomanın kapanmasını sağlar. Sıcaklığın artmasıyla birlikte mezofil tabakasındaki hücrelerin solunum hızı da artar. Solunumda açığa çıkan karbondioksit, yapraktaki hava boşluklarında birikir. Hava boşluklarındaki CO2 konsantrasyonunun artması, stomaların gündüzleri dahi kısa süreli kapalı kalmasını sağlar.
