الحزم الوعائية في الزهور

بصرف النظر عن قيمتها الزينة أو البستانية فقد تمت دراسة الزهور بشكل أساسي كمصدر لصفات تصنيفية مهمة للغاية وفيما يتعلق بتطور والنمو، التي كانت وظيفتها الأساسية في التكاثر بشكل طبيعي موضوع كميات هائلة من التحقيقات المورفولوجية والفسيولوجية، كما شكلت الأهمية القصوى للفواكه والبذور كغذاء مصدر إلهام لقدر كبير من البحث، ومع ذلك سيتم التعامل هنا إلى حد كبير مع التشريح الخضري ولن يتم التحث سوى عن المسائل ذات الأهمية التطبيقية الخاصة المتعلقة بالزهور والفاكهة.

تكوّن الحزم الوعائية

يمكن العثور على العديد من الميزات التشريحية المستخدمة في الدراسات المقارنة في ترتيب وعدد حزم الوعائية وأنواعها المتفرعة في النورات والزهور وأجزاء الأزهار، وقد يكون من الصعب تفسير هذه الأنماط، وهل جميع مسارات الحزمة أو معظمها محددة سلفًا وراثيًا؟ وهل يمكن أن توجد نسبة كبيرة من الحزم كاستجابات للطلب الفسيولوجي، أي أنّها مرتبطة بالاحتياجات الفسيولوجية التي يجب تلبيتها بدلاً من بعض الأنماط القديمة التي تلخص ظروف الأجداد؟

علاقة ترتيب وعدد حزم الوعائية بأنواع الزهور

على الرغم من صعوبة الملاحظة والتفسير فقد قدمت العديد من الدراسات القيمة بيانات حول الحزم الوعائية التي تمكننا من فهم العلاقات المتبادلة بين العديد من أجناس وعائلات النباتات المزهرة، وأولئك الذين تكمن اهتماماتهم في نسالة النباتات المزروعة أو في أصول أزهار كاسيات البذور يستفيدون بشكل كبير من نتائج الدراسات حول الحزم الوعائية، ويُعتقد على نطاق واسع أنّ أنظمة الحزم الوعائية في الأزهار متحفظة أي أنّها قد تظل دون تغيير نسبيًا حتى عندما يتغير الشكل العام للزهرة بسبب التطور.

ولكن قد يؤدي هذا إلى تكوين حلقات أو منحنيات ذات مظهر غريب في بعض خيوط الحزم الوعائية لاستيعاب التغيرات في المواضع النسبية للأجزاء الزهرية، وفي بعض الأزهار تنتهي الفروع الصغيرة من نظام الحزم الوعائية على نحو عشوائي، ويمكن أن يُفهم هذا على أنّه في واحد أو أكثر من أسلاف النبات أنّها خدمت خيوط مماثلة بعض الأعضاء أو الزوائد التي يفتقر إليها الممثل الحالي، فعلى سبيل المثال قد يكون للزهرة الأنثوية الحديثة أحادية الجنس بقايا من نظام الحزم الوعائية الذي كان سيخدم الأسدية في سلف ثنائي الميول الجنسية.

اندماج الحزم الوعائية

عندما تكون الأعضاء ملتهبة على سبيل المثال سداة تلتحم ببتلة فغالبًا ما يتبع ذلك أنّ الإمدادات الوعائية لكليهما تلتحم في حبلًا واحد، ويمكن أن يجعل اندماج الحزم إلى زيادة صعوبة تفسير أنظمة الحزم الوعائية للزهور في الدراسات المقارنة، ويمكن أن يختلف عدد المسارات لكل عضو زهري.

غالبًا ما يكون للبتلات مسيرات واحدة فقط لكن في بعض العائلات يكون للبتلات مسيرات واحدة فقط، وغالبًا ما يكون عدد المسيرات لكل سبال هو نفسه عدد أوراق الشجر من نفس النبات، وقد يكون للأسدية مسيرات واحدة أو ثلاثة ولكن أحدها هو الرقم الأكثر شيوعًا، وقد تمتلك الكاربيل أثرًا واحدًا أو ثلاثة أو خمسة أو أكثر، وتتميز المسيرات الظهرية والهامشية أو البطنية في الأوصاف عند وجود ثلاثة أو أكثر.

في بعض الأحيان قد يكون للزهرة شكل غير عادي للغاية يصعب تفسيره، وقد يكون هذا مرتبطًا بالتكيف مع ملقحات معينة، ويمكن أن يساعد فحص الحزم الوعائية في فهم الطبيعة الحقيقية للأجزاء المختلفة، فإذا كان لدى أفراد آخرين من نفس الجنس أو العائلة أزهار طبيعية أكثر فقد تكون الدراسات المقارنة مفيدة للغاية.

أصل الزهور وأنماط الحزم الوعائية

يوجد عدد من النظريات المتعلقة بأصل زهرة كاسيات البذور أساسها في الدراسات المقارنة لأنماط الأوعية الدموية الفموية والنباتية لكل من النباتات الحية والأحفورية، وعلى الرغم من حجم العمل الذي قام به العديد من الأشخاص فلا يوجد إجماع مشترك في الرأي، ولا شك في أنّه سيتم اقتراح نظريات جديدة، ويعتقد البعض أنّ لدينا كل الأدلة التي نحتاجها فقط إذا قمنا بتفسيرها بشكل صحيح.

يرى البعض الآخر أنّ هناك فجوات كبيرة في سجل الحفريات بحيث لا يمكن لأحد أن يثبت نظرياته، وقد أدت الدراسات الجزيئية الحديثة إلى تطوير سلالات أقل موضوعية بكثير، وأصبح جدولًا احترافيًا لدراسة مورفولوجيا الأزهار في ضوء المعلومات الجديدة التي تحتويها هذه.

أنماط الحزم الوعائية

نظرًا لأنّ تصنيفات النباتات تعطي أهمية كبيرة لخصائص الأزهار والفواكه فهناك ثروة من البيانات حول هذه الأجزاء، وبالتالي من الطبيعي محاولة التعرف على النباتات ذات الأزهار أو الفاكهة المرتبطة بالرجوع إلى عينات النباتات والأعشاب، وقد تساعد الدراسات التشريحية إذا كانت الأجزاء الزهرية في حالة سيئة، وقد يعطي تشريح الأوعية الدموية الزهرية أدلة على عائلة النبات التي تنتمي إليها الأنواع عندما يتم العثور على الزهور أو الثمار منفصلة عن بقية النبات.

خير مثال على ذلك هو أنماط الأوعية الدموية المختلفة الموجودة في الأزهار والفاكهة المحيطة بالنباتات من عائلات نباتية مختلفة، وهناك نوعان من الأنماط الأساسية ففي أحدها تنشأ الأوعية الدموية إلى الأجزاء الزهرية على نفس نصف القطر من حزمة مشتركة في جدار المبيض كما هو الحال في نبات جايلوساسيا فروندوسا (Gaylussacia frondosa) وجميع الحزم كما يوضح الشكل في المقطع العرضي لها نسيج خشبي داخلي في اللحاء.

على النقيض من ذلك في المنظمة الأخرى تنشأ الحزم التي تزود الكاربلة من حزمة متكررة في جدار المبيض كما هو الحال في نبات مظلات نيسترونيا (Nestronia umbellulata)، حيث تنقلب الحزم المعكوسة في جدار الفاكهة بحيث يكون اللحاء داخليًا للخشب، كما تسمح هذه الاختلافات الأساسية في تشريح الحزم الوعائية بتضييق الخيارات بالنسبة للفواكه غير المحددة المستمدة من المبايض السفلية لأنّ السمات مرتبطة بعائلات نباتية معينة.

وهكذا تم العثور على الشرط الأول على سبيل المثال في الفصيلة الوردية (Rosaceae) والفصيلة الخلنجية (Ericaceae) وكذلك في العائلات الأخرى، والحالة الثانية موجودة على سبيل المثال في الفصيلة الصبارية (Cactaceae) والفصيلة الصندلية (Santalaceae) وكذلك في العائلات الأخرى، وبالتالي تضيق هذه الميزات الخيارات المحتملة لتحديد العينات الأثرية وكذلك العينات علم الأحافير.

دور المجهر الإلكتروني الماسح في دراسة الأجزاء الزهرية

في السنوات الأخيرة أضافت الدراسات التي أجريت على الأجزاء الزهرية باستخدام المجهر الإلكتروني الماسح (SEM – Scanning Electron Microscope) إلى حد كبير فهم تطور الأزهار، وتمت دراسة الزهور الصغيرة المتحجرة على نطاق واسع، كما ساعدت الدراسات التنموية في فصل الأشكال المماثلة عن الأجزاء المتشابهة، وتم توضيح سمات مثل رحيق الأزهار من خلال الدراسات المشتركة باستخدام المجهر الإلكتروني الماسح والأقسام الرقيقة للفحص المجهري الضوئي.