اقرأ في هذا المقال
كانت العلاقة بين بنية النبات والبيئة التي ينمو فيها النبات موضوعًا أبهر علماء تشريح النبات الأوائل، ولا يزال يحظى باهتمام كبير اليوم ليس فقط لأولئك الذين يعملون في علم التشريح والأنسجة، ولكن أيضًا لعلماء وظائف الأعضاء وعلماء البيئة ومربي النباتات وعلماء الكيمياء الحيوية وعلماء الأحياء الجزيئية، وهناك اعتبارات ميكانيكية أساسية وتعديلات خاصة تؤثر على شكل الأوراق والسيقان، يضاف إلى ذلك يتم التعبير عن الخصائص العائلية بشكل متكرر في أعضائها ما لم تكن غير مواتية بشكل إيجابي وقد لا تكون لها علاقة بتفضيل الموائل.
التكيفات الميكانيكية
في أوراق معظم النباتات البرية يمتلك نسيج الخشب قوة ميكانيكية قليلة نسبيًا، وفي معظم الأنواع تكون الحزم الوعائية مصحوبة بأغلفة حزم أو ترتيبات شبيهة بالقضيب من الألياف أو الحمة المتصلبة أو النسيج العضوي كولنشيميا، ويمكن استيعاب النسيج الميكانيكي داخل سمك الورقة بحيث يكون كلا السطحين أملس أو قد ينتج عنه نتوءات بارزة أعلى أو أسفل أو كليهما.
ترتيب الأوردة الميكانيكي
يتنوع ترتيب الأوردة أو العروق في الأوراق بشكل كبير، ففي نباتات أحادية الفلقة وبعض نباتات ثنائية الفلقة والعديد من الأنواع لها أوراق على شكل شريط مع عروق رئيسية موازية لبعضها البعض، والحشائش هي أمثلة نموذجية وقد يكون الوريد الموضوع مركزيًا هو الأكبر، وترتبط الأوردة المحورية على فترات من خلال الأوردة المستعرضة والتي تكون بشكل عام أضيق من معظم تلك الموجودة في النظام المحوري، وينتج عن ذلك ترتيب يشبه الشبكة حيث يتم تعليق الأنسجة الخضراء اللينة غير الحاملة بين الأوردة.
بعض الفلقة أحادية الفلقة مثل العديد من ذوات الفلقة تشبه إلى حد كبير ذوات الفلقتين عريضة الأوراق في شكل أوراق الشجر، فلديهم هيكل يشبه سويقات الصفيحة المسطحة الموسعة، وتتكون الأوردة الموجودة في الصفيحة بشكل عام من عروق وسطية تتبع مباشرة على طول عروق السيقان وسلسلة من الأوردة الجانبية، وقد تنحرف الأوردة الجانبية ذات الترتيب الأول عن الضلع الأوسط بطريقة ريشية منتظمة حتى طولها ومتباعدة بشكل متساوٍ إلى حدٍ ما وتمتد باتجاه هوامش الأوراق على كلا الجانبين.
وقد تنشأ جميعها بالقرب من قاعدة الصفيحة وتنتشر نحو الهوامش مثل ثلاثة أو خمسة فروع أو أكثر، وفي بعض الأوراق على سبيل المثال نبات الجونيرة (Gunnera) ونبات الراوند الحدائق، يكون التضليع واضحًا جدًا ويمكن رؤية أوجه التشابه مع قبو المروحة في المباني الكابولي شائعة في الطبيعة، وهناك بعض الأوراق كبيرة جدًا ويوفر تقويتها القوية المضلعة دعمًا ميكانيكيًا مع الاقتصاد في المواد مما يؤدي إلى إخراج الأنسجة الخضراء الحساسة نسبيًا في الضوء.
الأنسجة الميكانيكية
يعتبر ترتيب الأنسجة الميكانيكية في أعناق ذات أهمية كبيرة، وعادةً ما يساعد ترتيب الأوراق على السيقان في تقليل التظليل الذاتي ولكن يتم إجراء الضبط الدقيق بواسطة السيقان، ففي بعض النباتات قد تساعد سويقات الصفيحة في تتبع الشمس، ويتيح السويق أيضًا للصفيحة الالتواء والدوران جزئيًا في مهب الريح، مما يقلل من التأثيرات الضارة للرياح على الهيكل الرقيق الذي يشبه الشراع، والتصميم هو أنّ المرونة في النظام تسمح للصفيحة بالعودة إلى اتجاهها المفضل لاعتراض الضوء عندما تسقط الرياح.
تأتي هذه المرونة الرائعة في التصحيح الذاتي من خلال بنية وخصائص الأنسجة الميكانيكية، ويمكن أن يكون المقطع العرضي على شكل حرف (U) مثل المزاريب البلاستيكية التي لها خصائص استرداد مماثلة للالتواء مع بعض المتغيرات أو قد يتكون من أسطوانة بأجزاء أكثر سمكًا وأرق، أو أسطوانة بها قضبان إضافية إما داخليًا أو خارجيًا او كلاهما، وليس من الواضح كيف يعمل أولئك الذين لديهم أسطوانات مغلقة، ويجب أن تكون جميع الأعناق قادرة على تحمل التحميل الرأسي جيدًا، ومن الواضح أيضًا أنّ جميع الأنواع تتحمل قوى الالتواء لأنّها تعمل.
في قاعدة سويقات الأوراق وأحيانًا عند قواعد النتوءات الصغيرة للورق، قد يكون هناك لب متضخم يحتوي على خلايا برنشيمية والتي عند التورّم تمسك الورقة للأعلى، وعندما ينخفض الضغط الداخلي في هذه الخلايا قد تتدلى الأوراق والورق في وضع النوم، ويمكن أن يكون للذبول في مثل هذه النباتات تأثير مماثل مما يجعل الأوراق والمنشورات تقدم مساحة سطحية منخفضة للشمس.
في الريش وأوراق الريش والأشكال الأخرى التي تحتوي على عدة منشورات أو ما بتعف بالوريقات يمكن أن تنسكب الرياح بحركة المكونات الفردية، وتحتوي العديد من أشجار النخيل على أوراق كبيرة وتكون كاملة عندما تكون غير ناضجة، وأثناء التمدد تظهر خطوط الضعف المحددة مسبقًا في الصفيحة المنقسمة وتعطي الورقة الناضجة مظهرًا كأنها ريشية الشكل.
بالإضافة إلى القوة التي توفرها الأوردة المقواة غالبًا ما تحتوي أوراق النخيل على خيوط ليفية، وتحتوي على خلايا البشرة سميكة الجدران، ونخيل جوز الهند مثال جيد، وهذا النهج السلبي للبقاء فعال قد تصبح الأوراق ممزقة أكثر ولكنها تبقى حية بشكل عام لتعمل.
ترتيب الحزم الوعائية الميكانيكي
الأوراق الرقيقة ذات الحزم الوعائية المرتبة في صف واحد وغالبًا ما تكون على مسافة متساوية من أي من السطحين أو أقل، وغالبًا البًا ما تكون مصحوبة بشكل محوري وغير محوري بواسطة عوارض أو خيوط ميكانيكية، وهذا يجعلها تشبه الحزم (I) -عادةً ما تكون الحزم (I) هي دعامات الدعم الحاسمة في الإنشاءات الفولاذية الهيكلية، وتستخدم الحزم (I) دائمًا تقريبًا في بناء الهياكل الكبيرة مثل المستودعات والمباني الكبيرة- والعوارض في المباني والهياكل الأخرى، وفي الحزم (I) المصنعة تكون انتفاخات أو الحافات العلوية والسفلية أكثر قوة من الجزء المركزي المستقيم بينهما.
في الواقع من الشائع العثور على ثقوب تم قطعها في الجزء المركزي أو أن تتخذ شكلًا شبكيًا ، مما يوفر المواد حيث لا تكون ضرورية للقوة الميكانيكية، ليس من غير المألوف في الطبيعة أن يتم توفير القوة الحقيقية في الحافات، والأنسجة الموجودة بينهما تعمل ميكانيكيًا فقط لتثبيت الحافات في الترتيب المكاني الخاص بها، ويمكن العثور على خلايا الحمة اللينة المنتفخة بشكل شائع في مثل هذه الأجزاء من الحزمة ولكن في بعض الأحيان قد تكون هناك فراغات هوائية، ويمكن أن يُرى هنا تشابهًا ممتازًا في اقتصاد استخدام المواد في النباتات والكفاءة في الهندسة.
كمرحلة نمو مع تقدم عمر الساق أو زيادة قطر الأنابيب أو الأسطوانات في السيقان، ومن الشائع أن تتركز الأنسجة الميكانيكية نحو الأطراف حيث يمكن أن توفر دعمًا ميكانيكيًا كبيرًا مع توفير المواد، فغالبًا ما تكون الأشجار المجوفة مدعاة للقلق ولكن توفير الأنسجة الخارجية حية ومزدهرة وبقايا الخشب الكافية عند نقاط إدخال الفروع لتثبيتها قد يكون هناك القليل مما يدعو للقلق، ويتم استخدام الأنابيب بشكل شائع في الهندسة بسبب استخدامها الفعال بشكل خاص للمواد فيما يتعلق بالقوة.
النباتات المتسلقة مثل نبات الكرمة النبيذية ونبات كرمة العنب، وأنواع نباتات ياسمين البر غالبًا ما يحتفظون بخيوط وعائية منفصلة، على الرغم من أنّها تصبح مستطيلة شعاعيًا مع زيادة سماكة الساق مع تقدم العمر، وبين هذه العصابات الشعاعية من الخلايا رقيقة الجدران، وعندما ينضغط الجذع أثناء صعوده تتشوه المناطق رقيقة الجدران ولكن الخلايا الموصلة الرئيسية في أنسجة الوعائية لا تنضغط ويمكن أن تستمر في العمل بفعالية.
