اقرأ في هذا المقال
تعتبر النباتات المزهرة إلى حد بعيد أهم النباتات حيث تعتبر النباتات المزهرة إلى حد بعيد أهم مجموعة من النباتات في العالم، من حيث توفر الغالبية العظمى من أنواع النباتات (أكثر من 250000 في المجموع) ومعظم الكتلة الحيوية على الأرض وهي أساس كل طعامنا تقريبًا، وإنّ الخط الفاصل الأساسي بين الكائنات الحية هو الخط الفاصل بين خلايا بدائيات النوى وخلايا حقيقيات النوى، ويوجد داخل حقيقيات النوى ثلاث ممالك رئيسية متعددة الخلايا وهي: أولًا النباتات وثانيًا الحيوانات وثالثًا الفطريات وهناك مجموعة رابعة وهي مملكة بروتيستا وتعد غير متجانسة ووحيدة الخلية بشكل أساسي.
ميزات الخلية النباتية
تختلف المجموعات النباتية بخلاف النباتات المزهرة مثل الطحالب والسراخس والصنوبريات بطرق مختلفة، حيث إنّ توصيف الميزات التي تحدد النباتات على أنّها مختلفة عن حقيقيات النوى الأخرى يكاد يكون مستحيلًا نظرًا لأنّ كل ميزة لها استثناءات، ولكن عادةً ما تكون هذه الاستثناءات من بين النباتات التي فقدت الميزة أو تكون من بين الطحالب على الحدود بين الطلائعيات والنباتات، ولكن من الممكن القول بأنّ النباتات لها عدة صفات أهمها:
1- تقوم بعملية التمثيل الضوئي وتحصل على جميع العناصر الغذائية من مصادر غير عضوية أي أنّها ذاتية التغذية وبداية سلسلة غذائية، والعديد من الطلائعيات خاصة بين العوالق هي أيضًا تقوم بعملية التمثيل الضوئي، ويستمد عدد قليل من النباتات كل أو جزء من مغذياتها من كائنات أخرى ولكنها ترتبط ارتباطًا وثيقًا بالنباتات المزهرة الأخرى ذات التركيب الضوئي.
2- صبغة التمثيل الضوئي هي الكلوروفيل وفي جميع النباتات باستثناء بعض الطحالب ويوجد شكلين وهما أ و ب داخل البلاستيدات الخضراء.
3- تحتوي الخلايا على جدار خلوي يتكون في الغالب من عديد السكاريد السليلوز وفجوة بالإضافة إلى السيتوبلازم.
4- هناك تناوب بين الأجيال ثنائية الصبغية وحيدة الصيغة الصبغية، وغالبًا ما يتم تقليل إحداها كثيرًا وقد لا تعيش بشكل مستقل، ويتشابه التركيب وعلم وظائف الأعضاء في جميع أنحاء نباتات البذور (النباتات المزهرة والصنوبريات وبعض المجموعات الأصغر) وهناك العديد من أوجه التشابه مع النباتات الوعائية الأخرى أيضًا، ولكن الهياكل التناسلية تختلف بشكل ملحوظ، وتختلف الطحالب الكبيرة والنباتات الطحلبية بشكل أساسي في البنية الخضرية والتكاثرية.
هيكل الخلية النباتية
تُظهر الخلايا النباتية مجموعة واسعة من الأشكال والتراكيب الداخلية وذلك اعتمادًا على وظيفتها، وتعد السمات الرئيسية لخلية نباتية نموذجية هي أن تتكون من: جدار الخلية وبلازما وغشاء وفجوة عصارية وغشاء بلازمي داخلي وجهاز جولجي والعصارة الخلوية وبيروكسيّة والميتوكوندريا وشبكية إندوبلازمية ناعمة والنوية والنواة والغلاف النووي والشبكة الإندوبلازمية الخشنة والروابط بلازمية وكلوروبلاست.
قد تكون الخلايا الأخرى مثل الخلايا التناسلية والخلايا الموصلة مختلفة جدًا في المظهر، حيث يتكون من جدار خلوي على اتصال وثيق بغشاء بلازما يحيط بالسيتوبلازم والذي يتكون من سائل مائي خلوي والعديد من العضيات، ويتم دعم هذه العضيات وتحريكها بواسطة شبكة من خيوط البروتين الدقيقة وهي الهيكل الخلوي والتي تشمل الأنابيب الدقيقة المكونة من بروتين التوبولين والألياف الدقيقة المكونة من بروتين الأكتين.
تحتوي النواة على معلومات وراثية في الكروموسومات والنواة التي تحتوي على آلات لإنتاج الريبوسومات، وفي معظم الخلايا النباتية توجد فجوة قد تشغل ما يصل إلى 90٪ من حجم الخلية محاطًا بغشاء وهو غشاء بلازمي داخلي، والذي يحتوي على مواد مذابة في الماء، وهو مهم في التخزين والتنظيم التناضحي، وبشكل عام تحتوي الخلية النباتية على جدار خلوي وغشاء بلازما يحيط بالسيتوبلازم، وتحدث العضيات التي تحدها الأغشية داخل السيتوبلازم وتدعمها وتحركها الهيكل الخلوي، كما تحتوي النواة على (DNA) ونواة، وتحتوي العديد من الخلايا النباتية على فجوة كبيرة.
أغشية الخلايا
تحتوي الخلية على نظام من الأغشية يسمى نظام الغشاء الداخلي الذي يشارك في تركيب ونقل المواد، والنواة يحدها غشاءان وهما الغلاف النووي الداخلي والغلاف النووي الخارجي مع مسام نووية للسماح بمرور المواد، وقد يتم ربط الغلاف النووي الخارجي بنظام غشاء الشبكة الإندوبلازمية (ER) والتي قد تكون ملساء (موقع تخليق الدهون) أو خشنة (مغلفة بالريبوسومات وهي موقع تخليق البروتين).
في الخلايا النباتية غالبًا ما تنقسم الشبكة الإندوبلازمية إلى الشبكة الإندوبلازمية المحيطة بالنواة (الشبكة الإندوبلازمية حول النواة) والشبكة القشرية الإندوبلازمية (الشبكة الإندوبلازمية عند محيط الخلية)، ويتم نقل المواد من الشبكة الإندوبلازمية إلى جهاز جولجي (GA) وهو عبارة عن سلسلة من حجرات الأغشية المكدسة (الصهاريج) التي يتم فيها إجراء التعديلات بواسطة الإنزيمات، وتنتقل المواد الخارجة من جهاز جولجي في حويصلات إلى وجهتها إما غشاء البلازما أو غشاء بلازمي داخلي (غشاء فجوي).
إذن يشارك نظام الغشاء الداخلي للخلية في التركيب والنقل وتكون النواة محاطة بغلاف نووي، كما يتم تعديل المواد من الشبكة الإندوبلازمية وفرزها في جهاز جولجي الذي تنتقل منه في حويصلات إلى غشاء البلازما أو الفجوة.
عضيات التمثيل الغذائي
تحتوي الخلايا النباتية على عضيتين رئيسيتين لاستقلاب الطاقة أحدهما البلاستيدات الخضراء وهي غير موجودة في الخلايا الحيوانية، ويحد الميتوكوندريا بغشاء مزدوج وينتج أدينوسين ثلاثي الفوسفات (ATP – adenosine triphosphate) من احتياطيات الطعام المخزنة (الكربوهيدرات والدهون)، وتنتمي البلاستيدات الخضراء إلى مجموعة من العضيات تعرف باسم البلاستيدات، وتقوم البلاستيدات الخضراء بعملة التمثيل الضوئي أو ما يطلق عليها علمية البناء الضوئي وذلك باستخدام طاقة ضوء الشمس والكربون من ثاني أكسيد الكربون لإنتاج الكربوهيدرات.
الأميلوبلاستيدات -أو مولّد للنّشا أو بلاستيدات أمايلوزية- هي بلاستيدات معدلة لتخزين النشا، وتحتوي الخلايا النباتية أيضًا على أجسام ميكروبية عبارة عن عضيات صغيرة محاطة بغشاء، وتحتوي البيروكسيسومات على الكاتلاز (catalase) لإزالة بيروكسيد الهيدروجين السام المنتج في عملية التمثيل الغذائي، وتحتوي الجليوكسيسومات (glyoxysomes) على بعض إنزيمات التخليق الحيوي للدهون.
جدار الخلية
يحيط بالخلية جدار خلوي هو عبارة عن بنية نشطة أيضية ومعدلة باستمرار تتكون في الغالب من السكريات المتعددة الهيكلية القوية المعقدة، وقد تكون الخلايا المجاورة مترابطة ببعضها بواسطة الروابط البلازمية (plasmodesmata) والمسام عبر الجدار حيث يتصل غشاء البلازما والشبكة الإندوبلازمية، وكل شيء داخل غشاء البلازما يسمى سيمبلاست أو مدمج خلوي (symplast)، وكل شيء خارجها هو الأبوبلاست أو الممر الخلوي الغشائي (apoplast) وهي مساحة تتخللها المياه حيث توجد جزيئات محبة للماء في محلول، وتعمل جدران الخلايا على الالتصاق بالخلايا المجاورة معًا في تكوين الأنسجة والأعضاء.
وبشكل عام يعد جدار الخلية من بنية أيضية ديناميكية تتكون في الغالب من الكربوهيدرات، وترتبط الخلايا المجاورة ببعضها البعض بواسطة خيوط بروتوبلازمية دقيقة حيث تقوم الأغشية بسد الجدار، وكل شيء داخل غشاء البلازما هو مدمج خلوي وخارجه هو ممر الخلوي الغشائي وهو مكان ينضح بالماء حيث تذوب الجزيئات المحبة للماء.
