Canlılarda Sindirim Yapıları

Konu Anlatımı

Bu derste ne öğreneceğiz?

Bu derste Canlılarda Sindirim Yapıları konusunu yapı ve görev mantığıyla ele alacağız. Canlıda neden bu şekilde kurgulandığını sormak, ezberi kalıcı kılar.

Dersten sonra şunları yapabiliyor olmanız gerekiyor:

• Kazanım 1: Sindirimin temel amacını açıklar ve besinlerin neden parçalanması gerektiğini gerekçelendirir.
• Kazanım 2: Hücre içi sindirimde lizozomun görevini açıklar ve süngerlerin beslenme biçimini tanımlar.
• Kazanım 3: İki yönlü ve tek yönlü sindirim sistemlerinin yapısını karşılaştırarak farkı ortaya koyar.
• Kazanım 4: Enteron gibi çıkıntılı yapıların emilim yüzeyini nasıl artırdığını sayısal örneklerle gösterir.
• Kazanım 5: Sindirim bezlerinin salgılarının görevlerini ve organlar arası iş birliğini izah eder.

Ön bilgi: bundan önce gördüğümüz

Bu konu, Besinlerden Enerjiye: Sindirim başlığında öğrendiklerimizin üzerine kurulur. Önceki konudaki kavram burada yeniden kullanılıyor; bu yüzden o adımı atlamamak önemlidir.

• Besinlerden Enerjiye: Sindirim — bu derste kullandığımız temel kavram buradan geliyor.
• Işık Enerjisi Kullanılmadan Besin Sentezi: Kemosentez — bu derste kullandığımız temel kavram buradan geliyor.

1. Sindirimin amacı ve iki temel yol

Besin maddeleri dışarıdan büyük moleküller hâlinde alınır; oysa hücre zarından geçebilecek boyuttaki maddeler su, mineral iyonlar, amino asitler ve tek şekerlerdir. Bu yüzden besinler önce enzimlerle daha küçük parçalara ayrılır. Kimyasal sindirim, enzimlerin moleküller arasındaki bağlara su ekleyerek bağı çözmesidir; fiziksel sindirim ise besinin mekanik olarak küçültülmesidir. Canlılar bu iki yolu kullanım yerlerine göre hücre içi ve hücre dışı olmak üzere iki ana başlıkta ele alınır.

Hücre dışı sindirim yapan canlılarda besinler, vücut dışındaki ya da vücut içindeki bir kanaldan geçerken parçalanır. Kanalın duvarından enzimler kâna karışabildiği için bu düzen bir bez gibi de çalışır. Omurgalılarda karaciğer, mide, pankreas ve bağırsak bezleri bu düzenin parçasıdır.

2. Hücre içi sindirim

Tek hücreli hayvanlarda ve bazı omurgasızlarda besinler kofalı hücrelerle alınır, ardından lizozom adı verilen enzim dolu keseciklere aktarılır. Lizozom içindeki hidrolitik enzimler besin moleküllerini parçalar; parçalanan besinler sitoplazmaya geçer ve hücrenin kendi metabolizmasında kullanılabilir hâle gelir. Sindirim ürününün doğrudan sitoplazmaya açılması, hücre içi sindirimin en belirgin özelliğidir.

Süngerlerde gerçek bir sindirim kanalı bulunmaz. Bu hayvanlar besinlerini kofatlı amipslerle dışarıdan alır ve esas olarak hücre içi sindirimle yararlanır. Yassı solucanlarda ise durum iki aşamalıdır: besin bir sindirim kanalında önce hücre dışında parçalanır, kalan küçük tanecikler bağırsak duvarındaki hücrelerde tamamlanır. Bu grupta iki yol bir arada bulunur.

• Tek hücrelilerde besin alma: besin bir kofayla çevrilip keseciğe aktarılır.
• Lizozom: sindirim enzimleriyle dolu, tek zarlaı kesecik.
• Ürün doğrudan sitoplazmaya geçtiği için taşıma gerektirmez.

3. İki yönlü (kapalı) sindirim sistemleri

Yassı solucanlar, kelebekler ve hamam böcekleri gibi canlılarda sindirim kanalı iki uçtan da açıktır. Besin ağızdan alınır, kanal boyunca parçalanır ve sindirim artığı besin alınan aynı ağızdan dışarı atılır. Ayrı bir anüs bulunmadığı için beslenme ile dışkılama aynı yolu paylaşır. Planaryada bu kanal ağaç biçiminde dallanmış, vücut yüzeyine yayılmış bir ağ görünümündedir.

Kelebeklerde düzen daha da ileri gider. Ağızdan sonra besin sığınık denen bir kesede birikir ve tükürük enzimleriyle ön işleme uğrar; ardından taşlık bölümünde öğütülür. Kanallı orta bağırsakta asıl sindirim gerçekleşir. Kanatlı böceklerin artıkları ise Malpighi tüpleriyle kana geçirilerek osmotik yolla dışarı atılır.

4. Tek yönlü (açık) sindirim sistemleri

Omurgalılarda sindirim kanalı ağız, farinks, özofagus, mide, bağırsak ve anüs sıralamasıyla tek bir yol izler. Besin geri dönüşsüz biçimde ilerler; bu nedenle beslenme ile dışkılama aynı anda gerçekleşebilir. Yumuşakçalarda kanal U biçiminde kıvrılmış olsa da ağız ve anüs ayrı açıklık olarak bulunur, yani besin yine tek yönde ilerler.

5. Emilim yüzeyini artıran yapılar

Bağırsakta besin emilimi ancak bağırsak duvarı yeterince genişse hızlı olur. Bu yüzden birçok hayvanda bağırsak duvarı düz bir boru yerine dışa doğru uzanan keseler ve tüyler şeklinde kıvrılmıştır. Bu çıkıntılara genel olarak enteron denir ve bağırsak iç yüzey alanını belirgin biçimde büyütür. Omurgalılarda bu düzen villus ve mikrovillus düzeyine kadar ilerler.

Yüzey artışının pratik sonucu şudur: aynı uzunlukta bir bağırsak, düz yüzeye göre çok daha fazla besin ve suyu aynı anda emebilir. Bu nedenle uzun otçul bir hayvanın bağırsağı, benzer kütleli bir etçile göre çok daha uzundur.

6. Örnek çözüm: yüzey alanı hesabı

Bir bağırsakta girintiler oluşmadan önce emilim yüzeyi 40 cm² iken, girintilerin oluşmasıyla bu alan 12 katına çıkmıştır. Bu durumda son yüzey alanı bulunurken şu yol izlenir: önce çarpan belirlenir, sonra başlangıç değeri çarpana eşitlenir. Elde edilen değer, düz tüpün emleme kapasitesinin on iki katı demektir; yani aynı bağırsak boyunda çok daha fazla besin kısa sürede kâna geçer.

7. Özet

Sindirim, besinlerin enzimlerle küçültülerek hücreye kullanılabilir hâle getirilmesidir. Hücre içi sindirimde lizozomlar görev alır ve süngerler bu yöntemle beslenir; yassı solucanlarda hücre içi ve hücre dışı sindirim birlikte görülür. İki yönlü sistemlerde besin ve artık aynı ağızdan geçerken tek yönlü sistemlerde besin ağızdan anüse doğru ilerler ve artık ayrı açıklıktan atılır. Bağırsak duvarındaki çıkıntılar yüzey alanını artırarak emilimi hızlandırır.

8. Sık Yapılan Hatalar

• Süngerlerde ağız ve anüs bulunduğunu söylemek yanlıştır; bu hayvanlarda sindirim kanalı yoktur.
• İki yönlü sistemde anüs bulunduğunu ileri sürmek hatalıdır; artık besin alınan aynı açıklıktan çıkar.
• Hücre içi sindirim enzimlerini mide gibi bir organa bağlamak hatalıdır; bunlar hücrenin kendi keseciklerinde bulunur.
• Yassı solucanların sindirimini yalnızca hücre içi kabul etmek eksik kalır; kanalları da vardır.

Günlük hayattan bir uygulama

Konuyu pekiştirmek için günlük hayattan bir uygulamaya bakmak gerekir. Aşağıdaki görev, Canlılarda Sindirim Yapıları bilgisini gerçek bir işin içinde kullandırmak için hazırlandı; çözerken hangi adımı nerede kullandığımızı not etmek faydalıdır.

Uygulama sorusu: Yassı solucanlar ile omurgalı hayvanların sindirim sistemlerini yapı ve işleyiş bakımından karşılaştırarak açıklayınız.

Bu görev için 12 puan dağıtılmıştır; puanlama anahtarı, cevabın hangi adımlarla gösterilmesi gerektiğini ayrıntılı biçimde söyler. Puanlamada işlem sırasının ve sonuç cümlenin ayrı ayrı sayıldığına dikkat et.

Dersi tekrar ederken bakacağınız notlar

• Bir canlının sindirim tipini belirlerken önce kanal olup olmadığına bakın; kanal yoksa hücre içi sindirim söz konusudur.
• Kanalın iki ucu da açıksa iki yönlü, besin girişi ile atık çıkışı farklı açıklıklara ayrılmışsa tek yönlü sistem denir.
• Kelimeleri karıştırmamak için sığınık ile taşlığı ayırt edin: sığınık biriktirir, taşlık öğütür.
• Bağırsak yüzey hesabında önce artış katsayısını, sonra başlangıç değeri bulun; sırayı ters çevirirseniz sonuç yanlış çıkar.
• Herhangi bir organelle ilişkilendirirken önce o yapının hücrenin hangi bölümünde bulunduğunu sorun.

Adım adım çözülmüş örnekler

İki örnek üzerinde çalışacağız. İlk örnek kuralın temel kullanımını, ikinci örnek ise kuralın zorlayıcı bir durumunu gösterir. Adımları kendin yazmayı dene; ikinci adımda nerede durduğunu görmek, sınavda zaman kazanır.

Kofatlı amiple beslenme

Soru: Bir amip bir bakteri hücresini kofalayıp içine aldıktan sonra sindirimini tamamlamıştır. Bu olayda hangi yapı görev yapmıştır?

1. Kofalanan bakteri, besin kesesi şeklindeki bir yapı içine alınmıştır.
2. Bu yapının zarları kaynaşarak bir kesecik oluşturmuştur.
3. Keseciğe aktarılan bakteri, hidrolitik enzimlerle parçalanmıştır.

Cevap: Lizozom görev yapmıştır; parçalanan besin sitoplazmaya geçerek amibin enerji ve yapı maddesi olarak kullanılmıştır.

Bu örnekte adım sayısını not edin: kural her zaman aynı sayıda işlemle değil, kazanılması gereken bilgiye göre çözülür.

Sığınık ve taşlığın iş bölümü

Soru: Bir kelebek çiçek özünü emdiğinde besin önce hangi bölümde birikir, nerede öğütülür?

1. Besin ağızdan alınır ve önce sığınığa ulaşır.
2. Sığınıkta besin depolanır, tükürük enzimleriyle yumuşatılır.
3. Sonraki bölüm olan taşlıkta kaslı yapılarla besin öğütülür.
4. Öğütülen besin kanallı orta bağırsağa geçerek kimyasal sindirime uğrar.

Cevap: Besin sığınıkta birikir ve taşlıkta öğütülür; asıl enzimsel sindirim orta bağırsakta gerçekleşir.

Kavram karşılaştırma tablosu

Bu derste geçen terimler birbirine yakın durur ve sınavda karıştırılır. Aşağıdaki tabloda her terimin anlamı ve sık karıştırılan karşılığı yan yana verilmiştir.

Kural, formül ve ölçü tablosu

Aşağıdaki tablo bu konudaki kuralları tek bakışta toplar. Karar verirken önce bu tabloya bakmak, kuralı hatırlamakta işe yarar.

Yukarıdaki ölçülerin arkasındaki kural ve formüller şunlardır:

Sık Yapılan Hatalar

Aşağıdaki hatalar bu konuda en sık görülenlerdir. Her biri için önce hatanın kendisi, sonra neden yanlış olduğu ve doğrusu anlatılmıştır.

• Süngerlerde kanal olduğunu sanmak: Süngerlerde ağız, anüs ya da sindirim kanalı bulunmaz; besin kofatlı amipslerle alınır ve hücre içi sindirimle parçalanır.
• İki yönlü sistemde anüs aramak: Kelebek ve hamam böceği gibi canlılarda artık, besin alınan aynı ağızdan çıkar; ayrı bir anüs açıklığı yoktur.
• Lizozomu bir organ sanmak: Lizozom hücrenin içinde bulunan zarlı keseciktir; mide, karaciğer gibi bir organla karıştırılmamalıdır.
• Yüzey artışını süsleme saymak: Enteron çıkıntıları bağırsak duvarının emilim yüzeyini gerçekten büyütür; yüzey alanı çarpanla hesaplanır.
• Yassı solucanları yalnız hücre içi kabul etmek: Bu canlılarda hücre dışı kanal sindirimi de vardır ve iki yöntem birlikte kullanılır.

Özet

Kısaca: Sindirim, besinlerin enzimler aracılığıyla küçültülüp hücre tarafından kullanılabilir hâle getirilmesidir. Canlılar bunu hücre içinde ya da hücre dışındaki bir kanalda gerçekleştirir. Amip ve süngerlerde besin kofalı hücrelerle alınır, lizozomlarda parçalanır ve ürün doğrudan sitoplazmaya geçer. Yassı solucanlarda kanalda başlayan hücre dışı sindirime, bağırsak duvarı hücrelerinde tamamlanan hücre içi sindirim eklenir. Kelebek ve hamam böceğinde kanal iki uçtan açıktır; besin sığınıkta birikir, taşlıkta öğütülür v…

Derste gördüğümüz ana fikirler şunlar:

• Lizozom tek zarlıdır ve içinde sindirim enzimleri bulunur; ürettiği ürünler doğrudan sitoplazmaya karışır.
• Süngerlerde gerçek bir sindirim kanalı yoktur; besinler kofatlı amipslerle alınıp hücre içinde parçalanır.
• Yassı solucanlarda hücre içi ve hücre dışı sindirim birlikte görülür; kanal ağ şeklinde dallanmıştır.
• İki yönlü sistemde besin ve dışkı aynı açıklıktan geçerken tek yönlü sistemde anüs ayrı bir açıklıktır.
• Kelebekte sığınıkta depolama ve ön işleme, taşlıkta öğütme, orta bağırsakta asıl sindirim yapılır.
• Kanatlı böceklerin artıkları Malpighi tüpleriyle kana karıştırılıp osmotik yolla dışarı atılır.
• Enteron çıkıntıları bağırsak iç yüzeyini büyüterek aynı bağırsak boyunda daha çok emilim sağlar.
• Otçul hayvanların bağırsağı, benzer kütleli etçillere göre genellikle çok daha uzundur.

Kendini dene

Aşağıdaki sorular konunun farklı yönlerini yoklar. Önce kendin çöz, sonra cevap anahtarına bak; eğer bir soruyu yanlış yaptıysan yukarıdaki ilgili bölüme geri dön.

1. Bir hayvanın bağırsak duvarındaki çıkıntılar, emilim yüzeyini düz hâline göre 12 katına çıkarmıştır. Düz yüzey 40 cm² ise çıkıntılı yüzey kaç cm² olur? (Şıklar: 480 cm² · 52 cm² · 400 cm² · 12 cm²)
2. Bir kelebek çiçek özünü emdikten sonra besini önce hangi bölümde birikir ve nerede öğütülür? (Şıklar: Taşlıkta birikir, sığınıkta öğütülür · Sığınıkta birikir, taşlıkta öğütülür · Kanallı orta bağırsakta birikir, sığınıkta öğütülür · Kanallı orta bağırsakta birikir, taşlıkta öğütülür)
3. Bir amipin yuttuğu bakteri hücresi hangi yapının içinde parçalanarak sindirilir? (Şıklar: Lizozomun içinde · Sitoplazma sıvısında doğrudan · Mitokondri matriksinde · Sentrozomun içinde)

Cevap anahtarı: 1) 480 cm² — Artış katsayısı 12 olduğuna göre başlangıç yüzey değeri çarpana eşitlenir: 40 × 12 = 480 cm². Böylece aynı bağırsak boyunda on iki kat daha geniş bir emilim yüzeyi oluşur; bu da kısa süred…

2) Sığınıkta birikir, taşlıkta öğütülür — Kelebekte besin ağızdan sonra sığınığa gider; burada birikir, tükürük enzimleriyle ön işleme uğrar. Ardından taşlık bölümüne geçer ve burada kaslı yapılarla öğütülür. Kanallı orta bağırsakta ise asıl…

3) Lizozomun içinde — Amip besini kofalayıp bir keseciğe aktarır. Bu keseciğin zarları kaynaşarak enzimlerle dolu lizozomu oluşturur ve bakteri orada hidrolitik enzimlerle parçalanır. Mitokondri enerji üretimiyle, sentroz…

İlgili konular

Bu konuyu öğrenmek şu başlıkları da kolaylaştırır. Aynı üniteden ve sonraki üniteden ikişer konu seçtik:

• İnsanda Sindirim, Emilim ve Taşınma — aynı ünitede, bir sonraki adım.
• Hücresel Solunum (Glikoliz, Sitrik Asit Döngüsü, Elektron Taşıma Sistemi) — aynı ünitede, bir sonraki adım.
• Fermantasyon (Laktik Asit Fermantasyonu, Etil Alkol Fermantasyonu) — aynı ünitede, bir sonraki adım.
• Ekosistem Kavramı — sonraki ünitenin başlangıcı; konuyu genişletir.

Kaynak notu

Bu derste Canlılarda Sindirim Yapıları konusu için kullanılan sayısal değerlerin tamamı adım adım gösterilerek hesaplandı; yaklaşık değer gereken yerde yaklaşık ifadesi açıkça yazıldı. Bu anlatım başka bir kitaptan cümle aktarmadan, konunun tanım ve kural düzeni yeniden yazılarak hazırlandı.

Ayrıca derste şu açık uçlu görevler yer alıyor; her biri puanlıdır ve kendi cevabını yazmanı ister:

• Yassı solucanlar ile omurgalı hayvanların sindirim sistemlerini yapı ve işleyiş bakımından karşılaştırarak açıklayınız. (12 puan)
• Süngerlerde sindirim kanalı bulunmamasının, bu hayvanların beslenme biçimi üzerindeki sonucunu açıklayınız. (10 puan)
• Bir bağırsakta yüzey alanının artmasının sindirim ve emilim hızına etkisini sayısal bir örnekle gösteriniz. (15 puan)

İleri Örnek

Daha ileri bir uygulama:

Soru: Bir güve, kanallı orta bağırsakta sindirilen besinden sonra artıklarını hangi yolla vücut dışına atar?

1. Orta bağırsakta emilemeyen kalan artık kanalın son bölümüne ulaşır.
2. Artıklar suyu ve iyonları soğuran Malpighi tüplerine geçirilir.
3. Böylece dışkı suyunun büyük bölümü geri emilir, kuru artık atılır.

Sonuç/cevap: Artıklar Malpighi tüpleri aracılığıyla kana geçirilir, su geri emildiği için kuru dışkı anüsten atılır.