تشريح المناطق النمائية الجذور في النبات

تاريخيًا تم تصنيف الجذور النامية في النباتات إلى أربع مناطق نمائية، وهذه ليست مناطق مقيدة بل مناطق من الخلايا تتطور تدريجياً إلى تلك الموجودة في المنطقة التالية، وتختلف المناطق على نطاق واسع من حيث مدى ومستويات النمائية، والمناطق النمائية في الجذور هي:

1- منطقة قلنسوة الجذر في النبات.

2- منطقة انقسام الخلايا في الجذر النباتي.

3- منطقة الاستطالة في الجذر النباتي.

4- منطقة النضج في الجذر النباتي.

تشريح قلنسوة الجذر في النبات

في بعض النباتات تكون قلنسوة الجذر أو ما تعرف بغطاء الجذر كبيرًا وواضحًا بينما يكاد يكون من المستحيل العثور عليه في نباتات أخرى، ويتكون غطاء الجذر من خلايا الحمة التي تشكل شكل قمعي كغطاء لطرف كل جذر، ويخدم الغطاء عدة وظائف وتتمثل الوظيفة الرئيسية لهذا التركيب في الحماية، حيث يدفع طرف الجذر الرقيق عبر جزيئات التربة، وفي الخلايا الخارجية لغطاء الجذر تفرز أجسام جولجي مادة لزجة تستقر في الجدران وتنتقل في النهاية إلى الخارج.

كما أنّه عندما تنسلخ الخلايا يتم استبدالها من الداخل بحيث إنّها تشكل مادة تشحيم لزجة تساعد في حركة طرف الجذر عبر التربة، بالإضافة إلى ذلك فإنّ الوحل وسيلة داعمة للبكتيريا المفيدة للمساعدة في الحركة، ويعمل غطاء الجذر بقدرة إضافية في تحديد اتجاه نمو الجذر، ونظرًا لأنّ غطاء الجذر له عمر افتراضي يبلغ حوالي أسبوع واحد فإنّه يمكن أن يخدم في بعض التجارب المثيرة للاهتمام، وسواء انزلق الغطاء أو تم قطعه فإنّ الجذر سينمو في اتجاهات عشوائية على عكس الاتجاه السفلي حتى يتم تكوين غطاء جذر جديد.

هذا يدعم فكرة أنّ غطاء الجذر يعمل في إدراك الجاذبية، وعلى جانبي البلاستيدات الأمايلوزية لغطاء الجذر أو البلاستيدات التي تحتوي على حبيبات النشا تجمع في مواجهة اتجاه قوة الجاذبية، وفي التجارب الموثقة عندما يميل الجذر أفقيًا من موضع نموه الرأسي، وستعيد خلايا بلاستيدات أمايلوزية نفسها إلى قاع الخلايا التي توجد فيها، وفي وقت قصير أو من 30 دقيقة إلى بضع ساعات سيستأنف الجذر النمو لأسفل.

كما أنّه في حين أنّ الطبيعة الدقيقة لاستجابة الجاذبية هذه أو توجه الجاذبية غير معروفة تمامًا، فأنّ هناك بعض الأدلة على أنّ أيونات الكالسيوم الموجودة في خلايا البلاستيدات الأمايلوزية تؤثر على توزيع هرمونات النمو في الخلايا النباتية.

منطقة انقسام الخلايا في الجذر النباتي

منطقة انقسام الخلية هي المنطقة التالية في غطاء الجذر، وينشأ غطاء الجذر من الخلايا في هذه المنطقة، وتتكون هذه المنطقة المقلوبة على شكل كوب من نسيج قمي عند حوافها، كما تنقسم الخلايا كل 12 إلى 36 ساعة عند طرف النسيج الإنشائي في حين أنّ الخلايا الموجودة في قاعدة النسيج الإنشائي قد تنقسم مرة كل 200 إلى 500 ساعة، ومن المثير للاهتمام أنّ التقسيمات متناغمة وعادة ما تبلغ ذروتها مرتين في اليوم في الظهيرة ومنتصف الليل، وفي غضون ذلك لا تنقسم الخلايا عادة، ومعظم الخلايا في هذه المنطقة على شكل مكعب مع نوى كبيرة نسبيًا وقليل من الفجوات الصغيرة إن وجدت.

كما هو الحال في السيقان أيضًا فإنّ النسيج الإنشائي القمي في الجذور سوف ينقسم وينتج عن ثلاث مناطق بارزة وهما: الأديم الأولي الذي يؤدي إلى ظهور البشرة حيث فقط إلى داخل الأديم الأولي، والنسيج الإنشائي الأساسي الذي ينتج خلايا نسيج القشرة، والأسطوانة الصلبة المظهر في مركز الجذر الكامبيوم الأولي والتي تنتج نسيج الخشب الابتدائي واللحاء، وتم العثور على نسيج اللب المركزي في العديد من النباتات أحادية الفلقة مثل الحشائش، ولكن لا يُرى بشكل عام في نباتات ثنائية الفلقة الناضجة بسبب الضغط بواسطة أسطوانة الوعائية.

منطقة الاستطالة في الجذر النباتي

يتم دمج هذه المنطقة مع الجزء العلوي (نحو سطح التربة) في منطقة الجذر القمي، وفي هذه المنطقة تصبح الخلايا عدة أضعاف طولها الأصلي وأوسع إلى حد ما، وسوف تندمج الفجوات الصغيرة في كل خلية وتصبح فجوة واحدة أو اثنتين، وفي حالتها النهائية ستشكل الفجوات المتضخمة ما يصل إلى 90٪ أو أكثر من الحجم الخلوي، ونظرًا لأنّ غطاء الجذر والنسيج القمي فقط يتحركان فعليًا عبر التربة فلا تحدث زيادة أخرى في حجم الخلية فوق منطقة الاستطالة، بينما تظل الأجزاء الممدودة من الجذر ثابتة بشكل عام لبقية حياتها وإذا كان الكامبيوم موجودًا فقد يكون هناك نمو ثانوي وزيادة في محيط الجذر.

منطقة النضج في الجذر النباتي

تسمى منطقة النضج أحيانًا منطقة التمايز أو منطقة جذور الشعر، وفي هذه المنطقة تنضج الخلايا لتشكل أنواعًا مختلفة من الأنسجة الأولية، حيث أنّ شعر الجذر هو امتداد للبشرة يعمل على زيادة مساحة السطح والمساعدة في امتصاص الماء ومغذيات التربة، وإذا تم فحص منطقة النضج بعناية فسيتم ملاحظة أنّ البشرة تكون رقيقة جدًا على الشعيرات الجذرية وخلايا البشرة في الجذور، ومن المفهوم أنّ أي كمية كبيرة من المواد الدهنية تتداخل مع القدرة على امتصاص الماء لأن الدهون كارهة للماء أو طاردة للماء.

سيكون للجذر في المقطع العرضي بشرة وقشرة وأديم باطن وخشب ولحاء والطبقة المحيطة، والقشرة هي النسيج الموجود مباشرة داخل البشرة والذي يعمل في تخزين الطعام، وبشكل عام القشرة عبارة عن العديد من الخلايا سميكة وتشبه قشرة السيقان باستثناء وجود جذر باطن عند الحدود الداخلية، وفي السيقان يعتبر الجلد الباطن نادرًا جدًا بينما في الجذور من المعروف أنّ ثلاثة أنواع فقط من النباتات تفتقر إلى جذر باطن الجلد.

الطبقة الداخلية هي أسطوانة تتكون من طبقة واحدة من الخلايا المرتبة بإحكام، وتحتوي الجدران الأولية لهذه الخلايا على السوبرين، ويشكل السوبرين المقاوم للماء شرائط تسمى شرائط كسبارية حول جدران الخلايا المتعامدة مع سطح الجذر، ويجبر الحاجز الذي تم تكوينه جميع الماء والمواد الذائبة على الدخول والخروج من قلب الأنسجة المركزي للمرور عبر غشاء البلازما أو وحداتها، ويعمل هذا الهيكل بأكمله على تنظيم أنواع المعادن التي يمتصها الجذر وينقلها إلى السيقان.

بجانب الجزء الداخلي من الأدمة توجد أسطوانة من خلايا النسيج تسمى الطبقة المحيطة، وتكون الطبقة المحيطة عمومًا بعرض خلية واحدة، ومع ذلك يمكن أن تمتد لعدة خلايا اعتمادًا على النبات، كما إنّه نسيج حيوي حيث أنّ الطبقة المحيطة هو نقطة الأصل لجذور التفرع الجانبي، وإذا كان ثنائي القطب فهو جزء من الكامبيوم الوعائي.

كما تحتفظ الخلايا الموجودة في الطبقة المحيطة بقدرتها على الانقسام حتى بعد نضجها، ويتشكل النسيج الخشبي الأساسي الذي يحتوي على خلايا موصلة للماء في لب الجذر وقد يكون أو لا يكون له فروع يمكن ملاحظتها والتي تمتد مثل (x) إلى الطبقة المحيطة، واللحاء الأساسي الذي يحتوي على الخلايا الموصلة للغذاء يملأ الفراغات بين فروع نسيج الخشب، وعادة ما تنشأ أي جذور فرع في ا الطبقة المحيطة المقابلة لفروع نسيج الخشب.