تُعرف المادة التي تتكون من خيوط رفيعة ومستمرة بالألياف، ويتم استطالة الألياف النباتية الأكثر شيوعًا وهي الخلايا النباتية الداعمة المتصلبة ذات جدران السليلوز السميكة ذات البنية المنظمة جيدًا، أمّا الخلايا المتصلبة هي خلايا متخصصة تتشكل في مجموعة متنوعة من الأشكال، ولديهم جدران خلايا ثانوية خشنة ولا يعيشون عند النضج، ووظيفتها الأساسية هي الدعم الميكانيكي والحماية.
الألياف في النبات
الألياف عبارة عن خلايا صلبة ممدودة وعادة ما تكون ذات نهايات مدببة، وكيميائيًا عادة ما تكون الجدران مبهرجة على الرغم من وجود ألياف ذات جدران إلى حد كبير من السليلوز وأخرى ذات جدران هلامية، وتكون حُفر الألياف دائمًا صغيرة أو مستديرة أو شبيهة بالشق في الخطوط العريضة وفي الخلايا الناضجة ما لم يكن هناك بروتوبلاست ولا شك في أنّها عديمة الوظيفة.
قد تكون الحفر عديدة ولكنها شائعة إلى حد ما من حيث العدد وفي أنواع الألياف ذات الجدران السميكة للغاية وقد تكون قليلة أو موجودة فقط كتركيبات أثرية، وتجويف الألياف صغير وغالبًا ما تكون قناة أكثر عبر مركز الألياف، وقد يتم حظر هذه الفتحة في نقاط بحيث لا يوجد تجويف عند مستويات معينة في الألياف وفقط خط أو بقعة تمثل في المقطع العرضي وموقعها السابق.
في تطور الألياف غالبًا ما يصبح البروتوبلاست متعدد النوى، ومع ذلك في معظم أنواع الألياف تختفي البروتوبلاست عندما تصل الخلية إلى مرحلة النضج وتكون الخلية الدائمة ميتة وفارغة، وتتم مناقشة الألياف التي تحتفظ بالبروتوبلاست وأنواع الألياف الأخرى بمزيد من التفصيل تحت الأنسجة التي تحدث فيها.
تصنيف الألياف
إذا تم قبول الاستخدام المعتاد والواضح لمصطلح الألياف كما هو مشمول في التعريف أعلاه فقد تحدث الألياف في جميع أجزاء النبات تقريبًا، ويتم العثور عليها بشكل عام وتكون أكثر وفرة في القشرة والطبقة المحيطة واللحاء والخشب، ومن الناحية الشكلية هناك نوعان متميزان من حيث أنّه تمتلك ألياف القشرة والطبقة المحيطة واللحاء حفرًا بسيطة، وبالتالي فهي تختلف عن تلك الموجودة في نسيج الخشب الذي يحتوي على حفر تحدها (على الرغم من أنّ هذه الحفر قد يتم تقليلها بحيث تكون بسيطة بشكل أساسي) نظرًا لأنّ ألياف نسيج الخشب يتم تقليلها شكليًا القصبات الهوائية.
تنقسم الألياف أحيانًا إلى فئات وهي:
1- ألياف اللحاء (bast fibres).
2- ألياف الخشب (wood fibres).
هاتان المجموعتان هي في الأساس نفس المجموعتين اللتين تمت مناقشتهما للتو، ولكن المصطلحات رديئة لأنّ كلمة (bast) أي ليف متضمنة ولها للأسف عدة استخدامات، وفي الاستخدام الأكثر شيوعًا يكون مصطلح ليف مرادفًا للحاء أو يشير إلى ألياف اللحاء الثانوي، وتشمل ألياف اللحاء في التصنيف أعلاه ألياف القشرة والطبقة المحيطة وكذلك اللحاء، ومن الأفضل تحديد الألياف عن طريق الأنسجة أو المنطقة التي تحدث فيها، مثل الألياف القشرية والألياف المحيطة بالحلقة وألياف اللحاء وألياف الخشب وما إلى ذلك.
تحدث الألياف منفردة أو في مجموعات صغيرة مبعثرة بين الخلايا الأخرى، وعادة ما يشكلون خيوطًا أو صفائح من الأنسجة تمتد طوليًا لمسافات كبيرة، وترجع قيمتها كنسيج مقوي إلى حد كبير إلى ترتيبها في هذه الكتل الطويلة وإلى تداخل وتشابك الخلايا، كما أنّها تعمل على إضفاء الصلابة العامة على الأنسجة.
تتطور الألياف بطريقتين ففي تلك التي يبلغ طولها بضعة ملليمترات فقط وعلى سبيل المثال نباتات قنب مانيلا والأغاف وذلب الأحزمة بحيث تكون جميع أجزاء الخلية دائمًا في نفس مرحلة التطور في نفس الوقت، كما هو الحال في معظم الخلايا يترسب الجدار الثانوي في نفس الوقت في جميع أنحاء الخلية عند بلوغ الحجم الكامل، وفي الألياف الأطول بكثير على سبيل المثال في ألياف الكتان والقنب تستطيل الخلية بشكل قمي وتواكب نمو الخلايا المحيطة ويتطور الجدار الثانوي في جزء من الخلية بينما تنمو القمة في التربة.
مصطلح الألياف يطبق بشكل شائع على الهياكل النباتية المختلفة التي ليست ألياف شكلية من مثل: الشعر (القطن)، وخيوط من الألياف القشرية أو اللحاء (الكتان والقنب) حيث أنّه عبارة عن حزم الأوعية الدموية الورقية مع أغلفة أو أغطية صلبة، أو الأغطية وحدها (مانيلا قنب والكتان النيوزيلندي وأغاف سيزال)، وخيوط من كولنشيميا (الكرفس) والخلايا الخشبية بشكل عام (لب الورق)، وشظايا الأوراق والأنسجة الخشبية (أدوية مختلفة)، وأجزاء من البذور (دقيق القمح).
الخلايا المتصلبة في النبات
هذه خلايا متساوية القياس قصيرة ولكنها قد تكون ممدودة أيضًا في بعض الأحيان، وجدران الخلايا سميكة للغاية وخشنة لكن الخلايا ليس لها نهايات مستدقة، والخلايا ميتة ولها تجويف ضيق للغاية، وتظهر الجدران الثانوية حفر بارزة بسيطة، وفي بعض الأحيان يكون هناك ضوء سطحي للجدار الثانوي فوق غرفة الحفرة، ويكون ترسب اللجنين موحدًا ولكن قد يكون غير متساوٍ كما هو الحال في معاطف البذور لبعض البقوليات، وتنشأ الخلايا المتصلبة من خلال التصلب المتأخر لخلايا الحمة العادية أو مباشرة من خلايا تسمى بدائية الصلبة.
تسمى الخلايا الحجرية أيضًا (Brachysclereids)، وتم تمييز الخلايا المتصلبة الأكثر تطرفًا في الشكل على النحو التالي:
1- الخلايا العصوية (macrosclereids) عموديًا بشكل أو بآخر وتشكل طبقة الحاجز للعديد من البذور والفواكه وتحدث في بعض الأوراق والقشور الجذعية.
2- الخلايا العظمية (osteosclereids) ذات الشكل البرونزي أو البرميلي الذي يحتوي على طبقات تحت الجلد في العديد من البذور والفواكه ومتكرر في الأوراق الجافة، والأستروسكليريد (astrosclereids) مع الفصوص المتطرفة أو الأذرع في أوراق وسيقان الأعضاء الجافة.
3- الشعر الداخلي (trichosclereids) الخلايا المتصلبة المتفرعة مع فصوص بارزة مثل الشعر، وفي الفراغات بين الخلايا وفي أوراق وسيقان النباتات المائية، والنوعان الأخيران متشابهان من الناحية الهيكلية.
سمات الخلايا المتصلبة
تصنيف الخلايا المتصلبة في الشكل والبنية قليل القيمة، فسمة تجاويف الحفرة المتفرعة أو تجاويف الحفرة غير المتفرعة، والتي تم استخدامها جزئيًا في التمييز بين الأنواع المتصلبة والذي يتم الاعتماد إلى حد كبير على سمك جدار الخلية، وقد تحدث الخلايا المتصلبة في أي مكان تقريبًا في جسم النبات ولكنها تتواجد بكثرة في القشرة وفي اللحاء وفي الفاكهة والبذور، ومثل الألياف تحدث منفردة في مجموعات من خلايا قليلة أو في كتل كبيرة، وتتكون الأجزاء المتصلبة من البذور والمكسرات والفواكه الصلبة بشكل عام من خلايا حجرية من أنواع مختلفة.
عندما تتناثر الخلايا الحجرية فإنّها تعطي الصلابة فقط كما هو الحال في الأوراق ولحم الثمار، وفي الكتل فإنّها توفر الصلابة والحماية الميكانيكية، كما هو الحال في العديد من أنواع اللحاء وفي قشور المكسرات، وجدار الخلايا المتصلبة سميك جدا وقوي، ومن حين لآخر هو مسوبر أو مكوتن (مادة كوتين).
الحفر صغيرة جدًا ذات فتحات دائرية وتتخذ تجاويفها شكل أوعية متفرعة إلى حد ما نظرًا لحقيقة أنّه نظرًا لتقلص مساحة جدار الخلية من الداخل عن طريق زيادة السماكة ويتم إحضار الحفر معاً، ومن ثم تندمج اثنتان أو حتى عدة حفر لتشكيل بنية واحدة بها فتحة واحدة فقط في كل خلية ولكن بها عدد من الأذرع يساوي عدد الحفر الأصلية، وعادة ما تكون الخلايا المتصلبة هي خلايا ميتة، وقد يوجد بقايا من البروتوبلازم الذابل وشوائب من البروتوبلاست مثل التانين والصمغ.
