الخلايا الانشائية عند النباتات

ما هي الخلايا الإنشائية؟

الخلايا الإنشائية هي مجموعة من الخلايا التي توجد عند أطراف الجذع والنباتات، حيث نظرًا لكونها خلايا غير متمايزة أو أنها خلايا متمايزة قليلاً فهي تعتبر خلايا جذعية، نظرًا لأنها أصل العديد من الخلايا التي تستمر في التمايز المتخصص بسرعة وتشكيل أجزاء مختلفة من النبات.

بينما تشترك خلايا الإنزيم في عدد من الخصائص مع الخلايا الجذعية للحيوانات، فإن أحد الاختلافات الرئيسية بين الاثنين يكمن في حقيقة أنه يمكن استعادة الخلايا الإنشائية ومواصلة الانقسام، والتي بدورها تسمح بنمو غير محدد في النباتات طالما الموارد اللازمة تتوفر، كما تشكل الخلايا الإنشائية ثلاثة أنواع والتي تشمل:

• نسيج قمي.

• الإنشاءات الجانبية.

• الإنشاءات القاعدية بين القواطع (موجودة في بعض النباتات).

أنواع وخصائص الخلايا الانشائية:

  يتم تصنيف خلايا (meristem) بناءً على أصلها وموقعها في النبات، ولهذا السبب هناك تصنيفان رئيسيان، إذ أن الأنواع المختلفة من هذه الخلايا لها خصائص ووظائف مختلفة تساهم في نمو وتطور النبات.

تُعرف أيضًا باسم (meristem) البدائي أو (meristem procambrian) وهي أقدم وأصغر خلايا (meristem) تنشأ من الجنين، على هذا النحو تشكل خلايا البروميرستيم أول أنسجة مرستيمية في أطراف الجذر وطرف إطلاق النار من النبات، وبالإضافة إلى كونها قليلة العدد نظرًا لأنها تنشأ من الجنين وتوجد في النباتات الصغيرة جدًا، فإن هذه الخلايا غير متمايزة ومع ذلك، فإنها تمر في النهاية من خلال الانقسام الخلوي لإنتاج خلايا (meristem) الأولية.

الخلايا الإنشائية الأولية:

تنشأ الخلايا الإنشائية الأولية من البروميرستيم وتشكل الطرف القمي (الموجود عند طرف إطلاق النار) بالإضافة إلى الجذر الجذري، وبالتالي فهي أكثر من حيث العدد مقارنة بالخلايا البرومرستيمية وتلعب دورًا مهمًا كأصل للأنسجة الأولية النمو الأولي، مع الانقسام النشط للخلايا ينتج النسيج الأساسي القشرة والبشرة واللب بالإضافة إلى أوراق النبات.

الخلايا الإنشائية الثانوية:

يتم إنتاج هذه الخلايا عن طريق الخلايا الإنشائية الأولية الموجودة في القمم الجذعية وجذور النباتات، وعلى عكس الأنواع السابقة من الخلايا يتم إنتاج الخلايا الإنشائية الثانوية بمجرد أن يبدأ النبات بالفعل في النمو، حيث يشاركون في إنتاج الأنسجة الثانوية بما في ذلك الحزم الوعائية (نسيج الخشب واللحاء).

كما تبين أن مجموعة أخرى من الخلايا المعروفة باسم الخلايا الإنشائية الثلاثية في النسيج الإنشائي العالي تتطور من أنسجة متني، إذ توجد هذه الخلايا في القشرة والأنسجة الوعائية للنباتات، وفي النباتات تساهم الخلايا الإنشائية الأولية والثانوية في النمو الأولي والثانوي للنبات.

تساهم الخلايا الإنشائية القمية في الجذور والبراعم في النمو الأولي الذي ينتج عنه نمو النبات لفترة أطول، بينما يساهم الكامبيوم الوعائي والكامبيوم الفلين اللذان يشكلان النسيج الإنشائي الجانبي في النمو الثانوي مما يجعل النبات أوسع.

التصنيف على أساس الموقع:

الخلايا البائضة القمية:

توجد خلايا النسيج الإنشائي القمي في نقاط نمو النبات، وعلى هذا النحو فهي موجودة في الجذع والجذور وكذلك في فروع النبات، حيث في هذه المواقع يساهمون في طول النبات.

أثناء الانقسام تنتج خلايا النسيج الإنشائي القمي خلايا إنشائية جديدة تتواجد في طرف الجذع والجذور ومع ذلك، فإن بعض الخلايا الجديدة تتمايز لإنتاج خلايا متخصصة تشكل أنسجة مختلفة من النبات، وباستخدام التفاعلات بين الخلايا وكذلك الهرمونات التي تعمل كإشارات موضعية، فإن خلايا النسيج الإنشائي القمي ليست قادرة فقط على التخصص في وظائف محددة، وبالتالي تكوين أنسجة محددة ولكن أيضًا الاستقرار في أجزاء معينة من النبات، ومن خلال الإشارات الموضعية يتم تنشيط أو تثبيط جينات معينة وبالتالي تنظيم نمط التمايز.

ينقسم النسيج الإنشائي القمي إلى (SAM) الإنشائي القمي الخلايا الموجودة في طرف الفروع وطرف النبات و(RAM) الإنزيم القمي الجذري (RAM)، حيث توجد الخلايا عند طرف كل جذر، والنسيج الأساسي هو قاعدي إلى النسيج الإنشائي القمي (SAM) ويتكون من الخلايا التي تعتبر في مرحلتها الجنينية، حيث تنقسم هذه الخلايا البائسة إلى الأجزاء التالية:

الأديم البدائي:

يعتبر تمايز الأديم البدائي أحد الأحداث الرئيسية لتطور الجنين، حيث تبدأ خلايا طبقة خلايا الأديم الأولي في التمايز باتباع قطبية النسيج الإنشائي القمي وقبل أن تتشكل الخلايا الإنشائية عند الأطراف المقابلة للجنين.

ينتج عن هذا التمايز إنتاج خلايا البشرة وبالتالي البشرة، وفي الجذور تستطيل بعض الخلايا استطالة جدران الخلايا وتشكل شعيرات الجذر، وعلى الرغم من أن الخلايا المتكونة هنا لها جدار خلوي رقيق إلا أنها تحتوي على مواد سليلوز وبكتية تساعد على حماية خلايا الجذور.

بالإضافة إلى ذلك تتمايز خلايا الأديم الأولي باستمرار لإنتاج خلايا بشرة جديدة من الجذور تضمن استمرار تكوين شعيرات جذرية جديدة نظرًا لأن لها عمرًا قصيرًا بضعة أيام، كما يلعب الأدمة الأولية في الجذور دورًا مهمًا في تكوين شعيرات الجذور التي تشارك في امتصاص العناصر الغذائية والمياه في بيئتها، وتغطي البشرة وهي في الغالب طبقة خلية واحدة جميع الأعضاء في جذع النباتات وبالتالي تعمل كطبقة واقية.

خلايا النسيج الإنشائي الأرضي:

على الرغم من أن خلايا النسيج الإنشائي الأرضي هي نوع من الخلايا الإنشائية الأولية كما هو الحال مع خلايا الأديم الأولي إلا أنها منفصلة، وبالتالي يتم فصلها عن الخلايا الأخرى، حيث يؤدي تقسيم هذه الخلايا إلى إنتاج القشرة واللب بالإضافة إلى عدد من الأنسجة الأخرى ذات الصلة.

لذلك تساهم خلايا الأرض الإنشائية في نمو وتطور النبات من خلال تكوين أجزاء مثل قشرة الجذر، إذ تساعد الطبقة الداخلية الموجودة في القشرة على تنظيم تراكم المعادن في الجذور، وبالتالي في الأجزاء الأخرى من النبات، وكأصل أنظمة الأنسجة الأرضية تشارك خلايا النسيج الإنشائي الأرضي في إنتاج ثلاثة أنواع رئيسية من الخلايا تشمل:

الحمة:

على الرغم من أنها قد تأخذ مجموعة متنوعة من الأشكال، فإن معظم خلايا الحمة تكون كروية أو ممدودة في الشكل، كما قد يكون لديهم أيضًا جداران خلويان (جدار أولي رفيع بالإضافة إلى جدار ثانوي) يتكونان من بوليلاير يعرف باسم الليغنين.

تلعب هذه الخلايا عددًا من الأدوار المهمة المتعلقة بعملية التمثيل الغذائي مثل التنفس والإفراز والتخزين من بين أمور أخرى، على سبيل المثال في حين أن اللب هو موقع تخزين معظم النباتات، فإن الوسط الموجود في الأوراق هو موقع التمثيل الضوئي، ويمكن أيضًا إعادة برمجة خلايا الحمة لتشكيل أنواع مختلفة من الخلايا عند الحاجة.

خلايا (Collenchyma):

تعمل خلايا (Collenchyma) على توفير الدعم للسيقان والأوراق الصغيرة عندما تتمايز، وفي السيقان الصغيرة يمكن العثور عليها تحت البشرة مثل الخلايا الخارجية للقشرة، إذ فيما يتعلق بالهيكل يتم استطالة خلايا (Collenchyma) التي تتكون جدرانها من السليلوز والبكتين، حيث يساهم التكاثف الذي لوحظ في زاوية جدران الخلايا في وظيفتها الداعمة.

خلايا (sclerenchyma):

هي مثل خلايا (collenchyma)، حيث تعمل الخلايا التي تتكون منها (sclerenchyma) أيضًا على توفير وظائف داعمة، وعلى هذا النحو لديهم أيضًا جدار خلوي ثانوي سميك يتكون من الليغنين، وهي تشمل أليافًا عبارة عن خلايا مستطيلة تعمل مثل تقوية الكابلات والصلبات ذات الأشكال المختلفة التي توجد إما كخلايا منفردة أو في مجموعات، وبالمقارنة مع الألياف، فإن الصلبة الصلبة لها جدران خلوية أكثر سمكًا تساعد في دعم وزن الأعضاء النباتية.