تشريح نباتات عاريات البذور

عاريات البذور هي أقدم النباتات الوعائية وعديمة الأزهار وإنتاج البذور ويمكن أن تتكاثر من خلال البذور المكشوفة أو البويضة، وتنتج البذور بدون ثمار مما يعني أنّ البويضات والبذور التي تتطور من هذه البويضات ليست مغطاة بجدار الفاكهة، ويظل مكشوفًا قبل الإخصاب وبعده وقبل تطوير البذور، وتنتمي أطول أشجار السيكويا وأشجار الصنوبر إلى نباتات عاريات البذور.

خصائص نباتات عاريات البذور

1- عاريات البذور عبارة عن نبات خشبي به بذور على الجانب الداخلي من أوراق الحجم التي يتم ترتيبها عادةً بشكل حلزوني لتشكيل مخاريط أو ستروبيلي ولكن بدون أزهار.

2- مجموعة وسيطة بين النباتات اللازهرية (Cryptogams) وكاسيات البذور أي النباتات المزهرة.

3- نظرًا لأنّ عاريات البذور تفتقر إلى المبيض فلا يمكنها إنتاج الفاكهة.

4- كما إنّها معمرة وتظهر تكيفًا شديدًا مع الجفاف والأرض ولكنها ليست مائية أبدًا.

5- يحدث نمو ثانوي في الساق والجذر.

6- البذور الموجودة في عاريات البذور عارية وتتطور من البويضات.

7- بشكل عام عاريات البذور هي تعدد الأجنة والأبواغ تكون جنينية.

8- التكاثر الجنسي من النوع الزوجي.

9- لقد شكلوا مخاريط من الذكور والإناث تحمل أوراق بوغية دقيقة التي تولد عليها كيس حبوب اللقاح وأوراق بوغية دقيقة التي تولد كيس حبوب اللقاح على التوالي.

10- يساعد السويداء (البذور) في تخزين الطعام لتنمية النبات.

11- كما إنّها الغطاء النباتي السائد حيث يكون الثلج مصدر الماء وليس الماء (أي في المناطق الباردة من العالم).

12- الرياح هي مصدر مهم للتلقيح.

13- عاريات البذور هي ثنائية الجنس وقد تكون أحادية أو ثنائية الجنس.

14- عدم وجود إخصاب مزدوج وإخصاب ثلاثي.

15- هناك نقص في الكأس والبتلات الملونة في أعضائهم التناسلية.

16- في نهاية المعلق يكون الجنين مكتمل النمو.

مورفولوجيا وتشريح عاريات البذور

1- عادة ما تكون هذه الأشجار متوسطة إلى كبيرة مع وجود بعض أنواع الشجيرات فيها، وتعد شجرة سيكويا هي واحدة من أطول أنواع الأشجار في عاريات البذور.

2- جسم النبات بوغي والذي يتمايز إلى جذور وساق وأوراق.

3- عاريات البذور تحمل الجذر وقد يكون لديهم علاقات تكافلية مع الطحالب الخضراء المزرقة للجذور المرجانية للسيكا أو مع الفطريات للجذور الفطرية في الصنوبر.

4- السيقان متفرعة (الصنوبر) وغير متفرعة (نبات السيكاد) وعادة ما تكون ذات ذيل ومستقيمة ومغطاة بلحاء متقشر.

5- عادة ما يتم رؤية نوعين من الأوراق وهي أوراق الشجر وأوراق القشور.

6- أوراق الشجر خضراء وبسيطة على شكل إبرة (الصنوبر) وتساعد المركبات الكبيرة والرائعة (السيكاد) في عملية البناء الضوئي.

7- الأوراق المتقشرة دقيقة ومتساقطة الأوراق مما يساعد في حماية أوراق الشجر.

8- الورقة تفتقر إلى الأوردة الجانبية لذلك فإنّ عملية نقل الأنسجة تساعد في التوصيل الجانبي للطعام والمغذيات.

9- توجد الثغور الغارقة المغطاة بقشرة سميكة في الأوراق.

10- الأنسجة متمايزة بشكل جيد.

11- الأنسجة الوعائية الموجودة في عاريات البذور هي نسيج الخشب واللحاء، ويتكون نسيج الخشب من القصيبات وخلايا الحمة الخشبي، وعاريات البذور عبارة عن خشب لين وليس خشبًا صلبًا بسبب عدم وجود الأوعية والألياف الخشبية.

12- يفتقر لحاء عاريات البذور إلى الخلايا المصاحبة وله خلية زلالية.

13- الحزم الوعائية في الساق هي موحدة ونوع مفتوح وملازم وخشب أول داخلي ونوع شعاعي في الجذر.

14- يستغرق الإخصاب والتطور وقتًا طويلاً في عاريات البذور لأنّها لا تنتج الفاكهة والزهور ويمكن أن تدوم أشجار الصنوبر أكثر من 100 عام.

تصنيف نباتات عاريات البذور

في التصنيف الحديث تنقسم عاريات البذور إلى أربعة فئات رئيسية وهي:

1- السيكاديات.

2- الجنكيات.

3- الصنوبريات.

4- المخروطيات.

دورة حياة عاريات البذور

تتبع دورة حياة عاريات البذور تناوب التوليد مما يعني أنّ النباتات تتناوب بين الطور البوغي (طور البوغ) وتوليد الطور المشيجي (الطور الحامل للأمشاج).

جيل البوغ

1- يمثل جيل الطور البوغي البالغ (بما في ذلك الجذور والسيقان والأقماع والأوراق) والنباتات ثنائية الصبغيات (تحتوي على مجموعتين من الكروموسومات)، ونباتات التمثيل الضوئي التي تنتج المخاريط الذكرية والأنثوية.

2- تطورت المخاريط إما في نفس النبات أو في نباتات مختلفة، وفي حالة المخاريط الذكرية والأنثوية الموجودة في نفس النبات يتم إنتاج المخاريط الأنثوية أو  التفتيل -المخاريط- في الجزء العلوي من الفروع والمخاريط الذكرية موجودة في الجزء السفلي.

3- أنتجت ذكور المخاريط من عاريات البذور مجهرية أحادية الصيغة الصبغية وأنتجت المخاريط الأنثوية مجموعات ضخمة من خلال عملية الانقسام الاختزالي.

جيل المشيجي

1- بعد الخضوع للبوغ الصّغريّ وأبواغ كبيرة للانقسام الاختزالي ويتم إنتاج الطور المشيجي الصغير أحادي الصيغة الصبغية (الأمشاج الذكرية) والنمط المشيجي الأنثوي شبيه بالهلوجينات (مشيج نباتيّ كبريّ).

2- تتمتع هذه المشيجات بعمر قصير ويتم تطويرها إلى خلايا منوية بواسطة الخلايا المشيمية الذكرية وخلايا البويضات بواسطة الطور المشيجي الأنثوي.

3- تأخذ النباتات المشيمية عنصرًا غذائيًا من الطور البوغي وتبقى الأمشاج الأنثوية ملتصقة بها حتى تخضع لعملية الإخصاب وتنتشر البذور.

4- تتحد الأمشاج الذكرية والأنثوية عند التلقيح لإنتاج زيجوت أو بيضة لاقحة (ثنائي الصبغة)، ويحدث التلقيح بسبب الرياح أو العوامل الطبيعية أو الحيوانات أو الحشرات.

5- تنتج البوغات ثنائية الصبغيات الجديدة عندما تنضج البيضة الملقحة.

6- يتم وضع الطور البوغي المتشكل حديثًا في بذرة (على شكل جنين) ويتم فصل البذور وتفريقها عن طريق الرياح والأمطار عند الوصول إلى ظروف مواتية.

7- تنتشر البذور في أماكن مختلفة وتنبت النبتة الرمي وتتطور إلى نبات بالغ جديد ثنائي الصبغيات ثم تبدأ نفس العملية مرة أخرى.

تكاثر عاريات البذور

1- جميع عاريات البذور هي نباتات غير متجانسة وتنتج بوغ الصّغريّ وأبواغ كبيرة.

2- يتم إنتاج البوغ الصّغريّ في مخروط حبوب اللقاح وتصبح حبوب اللقاح وتنتج الأبواغ الكبيرة في مولدات البويضات في أقماع الإباضة.

3- تحتوي بعض الأنواع على مخاريط من الذكور والإناث في نفس النباتات (مثل الصنوبر) بينما توجد المخاريط الذكرية والأنثوية في نباتات مختلفة تظهر في نباتات أخرى (مثل السيكاديات).

4- مخاريط الذكور: تعد المخاريط الذكرية تحمل أوراق الأبواغ الدقيقة (microsporophylls)، والتي تحتوي على مَبَاغات دقيقة التي تشكل البوغ الصّغريّ أي أحادية العدد، ومن هذه الأبواغ الصّغريّة تطورت الأمشاج الذكرية المعروفة باسم حبوب اللقاح وبعضها تتفكك.

5- المخاريط الأنثوية: تحتوي المخاريط الأنثوية على أوراق بوغية كبيرة والتي تحمل البويضات التي تحتوي على الكيس البوغي الكبير ، والتي تنتج أشباه كبيرة أحادية الصيغة الصبغية وبرعم كبير الأم.

6- يخضع الأم العملاق للقسم الانتصافي لإنتاج أربعة أبواغ كبيرة حيث من هذه الأبواغ الكبيرة ويصبح المرء ناضجًا ويتطور إلى طور مشيجي أنثوي متعدد الخلايا.

7- المخاريط الأنثوية أكبر من المخاريط الذكرية.

8- للتلقيح يجب أن تكون الأمشاج من الذكور والإناث على اتصال مع بعضها البعض حيث يحدث هذا النوع من الاتحاد عن طريق الرياح والحيوان أو الحشرات.

9- عندما تتلامس حبوب اللقاح مع البويضات الأنثوية يحدث إخصاب عاريات البذور.

10- بعد الإخصاب يتم تكوين الزيجوت أي البيضة اللاقحة داخل بذرة عاريات البذور ويطور نبتًا بوغيًا جديدًا.