تشريح أنماط الأنسجة الجذعية النباتية

في دراسة النباتات من الضروري فهم أنماط الأنسجة المختلفة في أنواع النباتات المختلفة لدى سيقانها، من مثل أنسجة العمود الوعائي في سيقان النباتات وسيقان الأعشاب ثنائية الفلقة وأحادية الفلقة والنباتات الخشبية.

نسيج العمود الوعائي في الساق النباتية

العمود الوعائي (Steles) هي أسطوانة مركزية في معظم السيقان والجذور الأصغر سنًا، وتتألف من نسيج الخشب الأساسي واللحاء واللب إذا كان موجودًا، ويشار إليها أحيانًا باسم (eusteles) وهي عبارة عن حزم وعائية في النباتات الوعائية العليا.

ساق الأعشاب ثنائية الفلقة

يشير مصطلح الأعشاب إلى النباتات غير الخشبية، وتسمى النباتات التي تموت بعد الانتقال من البذور إلى النضج بالنباتات الحولية، وبشكل عام معظم النباتات أحادية الفلقة هي نباتات سنوية ولكن هناك نباتات ثنائية سنوية أيضًا، وتتكون نباتات ثنائية السنوية في الغالب من الأنسجة الأولية على الرغم من أنّه قد يكون هناك بعض النمو الثانوي الضئيل.

كما أنّ النبات يعيش لمدة عام فقط لذا فإنّ النمو الثانوي الواسع أو زيادة العرض ولا معنى له حقًا فيما يتعلق باستخدام موارد النبات، وسيظهر المقطع العرضي لجذع النباتات ثنائية الفلقة العشبي بقعًا منفصلة من نسيج الخشب واللحاء وحزم الوعائية والتي يتم ترتيبها في حلقة مناسبة تفصل بين القشرة واللب، وإذا ظهر نسيج الخشب واللحاء الثانوي فسيظهران من بين الأنسجة الأولية.

ساق النباتات الخشبية

النسيج الخشبي

الخشب هو في الأساس نمو نسيج الخشب الثانوي، وتبدو هذه السيقان مشابهة للسيقان العشبية التي تنبع حتى يبدأ الكامبيوم الوعائي وكامبيوم الفلين في العمل، ثم تصبح الاختلافات واضحة تمامًا، بينما تُظهر بعض الأشجار الاستوائية نموًا ثانويًا على مدار العام فإنّ معظم الأشجار في المناخات المعتدلة تنمو في الربيع والصيف وتتوقف خلال الشتاء، وفي فصل الربيع عندما تكون المياه والموارد وفيرة ينتج الكامبيوم الوعائي خلايا نسيج الخشب الكبيرة.

خلال أشهر الصيف التي قد تنقص فيها الموارد والمياه أو تقل تكون خلايا النسيج الخشبي صغيرة، وعند الضغط على خلايا نسيج الخشب الكبيرة ذات الألوان الفاتحة تبدو خلايا النسيج الخشبي الصغيرة وكأنّها حلقة داكنة رقيقة، حيث سنة واحدة من نمو نسيج الخشب تسمى الحلقة السنوية ويمكن قياسها على أنّها المسافة بين الحلقات المظلمة أو المسافة بين نمو نسيج الخشب في الصيف، ويُطلق على النمو الصيفي اسم خشب الصيف بينما تسمى خلايا الربيع الكبيرة بخشب الربيع.

يمكن تعلم الكثير عن الظروف البيئية المحلية عبر السنين من خلال النظر إلى حلقات الأشجار، فإذا كان الماء وفيرًا فستكون الحلقات أوسع من المعتاد، وستكون سنوات الحرائق والآفات واضحة وكذلك تفشي الحشرات والالتهابات الفطرية وكل هذا بالنظر إلى مقطع عرضي لشجرة، ففي الصنوبريات تكون الأوعية والألياف غائبة وبالتالي فإنّ الخشب يتكون أساسًا من القصبات الهوائية، ولذلك من المهم أن نتذكر أنّ الظروف البيئية تؤثر على إنتاج نسيج الخشب وأنّ الحلقات المظلمة قد لا تكون مرئية تمامًا ونمو عام واحد هو ما يشكل حلقة سنوية وليس مجرد دوائر مظلمة.

بنية النسيج الخشبي لساق النباتات الخشبية

ينتج الكامبيوم الوعائي نسيجًا أكثر من اللحاء، ففي الواقع سيكون من الصعب تحديد موقع اللحاء لأنّ الخلايا أرق من نسيج الخشب وأكثر عرضة للانهيار تحت ضغط الكامبيوم، وينمو اللحاء إلى الخارج من الكامبيوم الوعائي وينمو نسيج الخشب إلى الداخل، ويقع أقدم نسيج في منتصف الجذع أو الساق، ويسمى الخشب الموجود في الوسط خشب القلب، وعادة ما يكون أكثر قتامة حيث تمتلئ الأوعية والقصبات بالراتنجات القديمة واللثة والعفص.

الخشب الأصغر حيث لا يزال الخشب يعمل باتجاه الخارج من الجذع الأقرب للكامبيوم وهو أفتح في اللون، وهذا الخشب الأصغر سنًا يسمى بالخشب عصاري، ويتمثل الدور الرئيسي لخشب القلب في التركيب والدعم نظرًا لأنّه غير قادر على توصيل الماء والمواد المغذية، وأحيانًا ما يتعفن خشب القلب من شجرة حية، ويتطور الخشب العصاري بنفس معدل تباعد خشب القلب الصلب تقريبًا وبالتالي لا يتم المساس بوظائف التوصيل الحيوية.

كما أنّ الصنوبريات (مجموعة من عاريات البذور) لا تحتوي على أوعية أو ألياف وهي في الأساس قصبات هوائية، وتحتوي الصنوبريات على قنوات من الراتنج منتشرة في جميع أنحاء نسيج الخشب، وتعتبر الصنوبريات في المقام الأول من الأخشاب اللينة بينما يعتبر خشب أشجار النباتات ثنائية الفلقة الخشبية من الخشب الصلب.

اللحاء هو كل الأنسجة خارج الكامبيوم بما في ذلك اللحاء، وذهب البعض إلى حد التمييز بين اللحاء الداخلي -اللحاء الأولي والثانوي واللحاء الخارجي- والأدمة المحيطة والتي تتكون من نسيج الفلين وكامبيوم الفلين، وتعمل الخلايا في هذه الطبقات لفترة وجيزة فقط لأنّها عادة ما يتم سحقها ثم تنفصل، ويتم إنتاج طبقات جديدة سنويًا بواسطة الكامبيوم، وأصغر خلايا اللحاء هي الأقرب للكامبيوم الوعائي وهي الأكثر نشاطًا في نقل العناصر الغذائية والسكريات والماء، وقد يتكون اللحاء الناضج من طبقات متناوبة من اللحاء المطحون والفلين.

ساق النباتات أحادية الفلقة

عادة ما تكون هذه النباتات شبيهة بالعشب أو الحشائش ولا تنمو إلى حجم كبير، ولا تحتوي السيقان أحادية الفلقة على كامبيوم وعائي أو كامبيوم من الفلين لأنّ النمو لن يكون جانبيًا، وتنتشر الحزم الوعائية التي ينتجها البروكامبيوم في جميع أنحاء الجذع بدلاً من تنظيمها في حلقات كما هو الحال في سيقان النباتات ثنائية الفلقة الخشبية، ويتم توجيه كل حزمة مع نسيج الخشب باتجاه مركز الجذع واللحاء باتجاه سطح الساق، ويتكون النسيج الخشبي في الحزمة الوعائية بشكل عام من أوعية كبيرة مع بعض الأوعية الصغيرة بينهما بينما يتكون اللحاء من أنابيب غربالية وخلايا مرافقة.

يتم تغليف الحزمة الوعائية بأكملها بغلاف من الخلايا المتصلبة، ولا تنقسم أنسجة الخلفية بين حزم الوعائية إلى قشرة ولب في نباتات أحادية الفلقة، ولكن لها وظيفة ومظهر مماثل لخلايا الحمة في القشرة واللب، ويمنح تركيز حزم وشرائط الخلايا المتصلبة الجذعية المرونة والقوة لتحمل العناصر من مثل عاصفة الصيف الممطرة، وفي الحشائش يوجد نسيج قطعي في القاعدة كل داخلي مما يساهم في النمو في الطول مثل الأنسجة الإنشائية القمية، وخلال موسم النمو تتمدد سيقان الحشائش بسرعة.

نظرًا لعدم وجود كامبيوم وعائي ينتج أنسجة لزيادة محيط النبات ويكون النمو عموديًا مع اختلاف بسيط جدًا في القطر بين أعلى النبات وأسفله، وتعتبر أشجار النخيل خاصة لأنّها تنمو إلى حجم كبير ومع ذلك فإنّ هذا يرجع في المقام الأول إلى الانقسام والنمو اللاحق لخلايا الحمة، وكل هذا النمو يحدث بدون نمو الكامبيوم الحقيقي، وتعد السيقان النباتات الأحادية الفلقة الأخرى لها تكيفات تسمح بالنمو المتخصص، وتأتي ألياف النباتات ثنائية الفلقة مثل قنب مانيلا ونبات أغاف سيزال أو باهرة ليفّية من السيقان والأوراق وتستخدم في المنتجات التجارية، ومع ذلك فإنّ أليافها ليست قوية مثل ألياف النباتات ثنائية الفلقة.