يوجد داخل النباتات نظامان من الهياكل: الساق، الجذع والجذر، ويشتمل نظام النمو في النبات على الهياكل فوق الأرض للنباتات، وهذا يعني أنّه يشمل الأوراق والبراعم والسيقان والزهور وثمار النباتات، وبسبب كل هذه الأجزاء المختلفة فإنّ نظام النمو معقد نوعًا ما، وحتى مع هذا التعقيد هناك عدد قليل من الهياكل الأساسية للساق التي لا دور في عملية النمو والتطور للنبات، كما يحتوي الساق على نظام أنسجة وعائية التي تؤدي أدوار محددة تدعم عملية النمو.
نسيج النقل في الساق
1- النظام الهيكلي
قد يحتوي اللحاء والخشب الأساسي على الخلايا المتصلبة والألياف، ويتكون نسيج الخشب الأساسي من بروتوكسيلم أو خشب أولي (protoxylem)، حيث تحتوي عناصر القصبة الهوائية عادة على ثخانة لولبية (حلزونية) أو جدار حلقي، وفي ميتاكسيلم أو خشب ثانوي (metaxylem) يمكن أن تكون سماكة الجدار أكثر اتساعًا ويمكن اختراقها بواسطة حفر (مع أغشية خشب ثانوي) مرتبة بطرق متقاربة الشكل أو بديلة أو شبكية أو أقل انتظامًا.
يجب أن يكون خشب أولي قادرًا على التمدد بشكل كبير دون أن ينكسر خلال المراحل الأولى من النمو الأولي في طول الساق، ومع ذلك فإنّ العناصر غالبًا ما تتمزق تاركة قناة الخشب الأولي تسمى ثغرة، وينضج الخشب الثانوي الأكثر صلابة بعد مرحلة التمديد هذه ونتيجة لذلك يكون أقل عرضة للتلف، ولا يجب أن يسمح هيكلها بالتمديد المحوري.
غالبًا ما يكون من الصعب تحديد ما إذا كان خشب أولي وكسور خشب ثانوي ذات السماكة الحلقية أو الحلزونية عبارة عن قصبات أو عناصر وعاء، لأنّ ألواح التثقيب يمكن أن تكون غامضة جدًا وقد تبدو موجودة في المستحضرات التالفة والمتقنة عندما تكون في الواقع غائبة، وحتى مع الخلايا التي بها تأليب عددي الشكل أو بديل أو شبكي قد يكون من الصعب التأكد مما إذا كانت مثقوبة أم لا لأنّ الثقوب قد تكون صغيرة جدًا، وهذا له بعض الأهمية مع ذلك.
ومن المعتقد الآن على نطاق واسع أنّ القصبة الهوائية الضيقة الممدودة غير المثقوبة هي سلف لعنصر الوعاء المثقوب الأوسع والأقصر، ولذلك يُعتقد أنّ النباتات التي لا تحتوي على أوعية تحتوي على خشب بدائي، ويتأرجح مفصل العديد من أنظمة النشوء والتطور على هذا الإطار الدقيق.
2- طرق دراسة النظام الهيكلي في الساق
يتم استخدام عدة طرق لمحاولة تحديد ما إذا كانت الخلية مثقبة أم لا، وعادة ما تكون الأنسجة منهكة أو ضعيفة ومتآكلة لفصل الخلايا الفردية، ويمكن بعد ذلك فحصها بإضاءة تباين الطور عندما تظهر أغشية الحفرة السليمة جيدًا.
طريقة أخرى تتضمن غمر النقع بالحبر الهندي على شريحة مجهرية، ويتم وضع ساترة فوق الخلايا واستغلالها برفق، ثم يتم استبدال الحبر بنسبة 50٪ من الجلسرين مسحوب تحت الغطاء باستخدام ورق الترشيح من الجانب الآخر، حيث يحتوي الحبر الهندي على جزيئات صلبة وإذا كانت الخلايا مثقوبة فيجب أن تكون الجزيئات مرئية داخل لومن عناصر الوعاء.
في الآونة الأخيرة تم فحص الخلايا المتحللة باستخدام المجهر الإلكتروني الماسح (SEM – scanning electron microscope) حيث تتم ملاحظة الأغشية بسهولة، كما هو الحال مع اللحاء الأولي ولا يوجد نظام شعاعي للخلايا في نسيج الخشب الأولي، ولكن يمكن أن توجد ألياف أو خلايا متصلبة وأحيانًا خلايا برنشيمية أي خلايا الحمة.
النسيج الأساسي المركزي في الساق
يُطلق على غالبية الأنسجة في جذع النبات اسم النسيج الأساسي والذي يملأ الفراغ حول الأنسجة الوعائية، وهناك ثلاثة أنواع من الأنسجة الأساسية وهي: البرنشيمية (الحمة) والكولنشيميا واسكلرنشيميا، وتعد الحمة هي أكثر أشكال الأنسجة شيوعًا في النباتات وتوفر مجموعة متنوعة من الوظائف بما في ذلك تخزين الطعام والماء، بينما تساعد أنسجة الكولنشيميا على دعم السيقان والجذور الصغيرة، وأخيرًا توفر أنسجة اسكلرنشيميا دعمًا قويًا وحماية لجذع النبات.
من المفهوم أنّ أنسجة الأوعية الدموية هي الأنسجة المستخدمة لنقل الماء والمغذيات في جميع أنحاء النبات، كما إنّه يعمل مثل الطرق، ويتحرك حول العناصر الغذائية والمياه التي يحتاجها النبات، وهناك نوعان من الأنسجة الوعائية وهما: نسيج الخشب ونسيج اللحاء، يقوم نسيج الخشب ينقل الماء والمعادن الذائبة بينما ينقل نسيج اللحاء الطعام.
يتكون النسيج الأساسي المركزي أو اللب (الذي يتكون منه النسيج الخشبي ونسيج اللحاء) من خلايا برنشيمية عادة مع حفر بسيطة دائرية إلى حد ما في جدرانها، وقد تكون الجدران رقيقة وتتكون بشكل كبير من السليلوز أو سميكة تتكون من اللجنين، ويمكن أن تحتوي هذه المصفوفة من الخلايا في نباتات مختلفة على الخلايا المتصلبة أو خلايا التانين أو الخلايا البلورية أو مجموعات من الثلاثة.
مجموعات معينة من النباتات لها خلايا أو أنابيب خاصة تحتوي على مادة اللاتكس، فيعد نبات لاندوليفيا من الأصناف التي لديها خلايا لاتكس، كما أنّ معظم نباتات الفصيلة اللبنية أو الحلابية لديهم أنابيب لاتكس، وفي الحالات التي تطور فيها أعضاء من نبات الصبار والفصيلة اللبنية لتظهران متشابهين من الخارج فمن السهل جدًا التمييز بين الاثنين تشريحياً، بحيث يجب قطع هذه النباتات من المناطق الجافة فقط ثم سوف ينضح اللاتكس من جميع أجزاء نموذج الفصيلة اللبنية بينما يكون قليل جدًا من نبات الصبار حيث يكون السائل مائي وليس مادة اللاتكس، وبالمناسبة هذا اللاتكس في الفصيلة اللبنية يمكن أن يكون سامًا ومزعجًا للجلد وقد يكون أيضًا قاتلًا.
يحتوي العديد من أعضاء الفصيلة النجمية أو المركبة (Asteraceae) على مادة اللاتكس، ومن المحتمل أن تكون شجرة المطاط البرازيلية (Hevea brasiliensis) نفسها هي أشهر منتجي مادة اللاتكس، ومن بين أحادية الفلقة يحتوي العديد من أعضاء رتبة المزماريات (Alismatales) على قنوات لاتكس ذات طبقة طلائية مفرزة، وأنابيب اللاتكس هي من بين الخلايا الأطول وعادة ما تكون خلايا مخروطية، وهي عبارة عن هياكل طويلة تشبه الأنبوب مع العديد من النوى حيث غالبًا ما يستمرون في النمو طوال عمر النبات.
نظرًا لأنّ حدوث الخلايا أو الأنسجة المكونة لللاتكس مقيد في كاسيات البذور، وعلاوة على ذلك نظرًا لوجود أنواع مختلفة من الخلايا أو الأنبوب أو القناة، وبما أنّه يمكن التعبير عن الخلايا أو الأنسجة أحادية الخلية يمكن أن يكون وجودها في النبات مساعدة كبيرة في تحديد الهوية، وأيضًا يمكن تشخيص توزيع هذه الخلايا أو الأنسجة في القشرة أو اللحاء أو النسيج الخشبي أو الأنسجة الأساسية.
كما يمكن أن يتكون مركز اللب من خلايا برنشيمية أو قد يكون مجوفًا إما كأنبوب واحد أو مقسومًا بشكل مختلف عن طريق الحاجز العرضي أو الطولي، يمكن أن تكون الخلايا الموجودة في الحاجز أو الأغشية بسيطة أو نوع متساوي القياس إلى حد ما أو قد تكون خلايا نجمية أو مسلحة أو متفرعة من أوصاف مختلفة، ويظهر نطاق من هذه الخلايا (من الأوراق)، وقد يكون اللب المغطى بالحجر أو الحجرة تشخيصًا لبعض الأجناس مثل نبات الجوز (Juglans) ونبات البلسان (Sambucus) أو الأنواع مثل نبات الصبغة الأمريكية (Phytolacca americana).
