خلايا الانسجة الوعائية

تنظيم جسم النبات:

النباتات هي حقيقيات النوى متعددة الخلايا تتكون أجسامها من أعضاء وأنسجة وخلايا ذات وظائف متخصصة للغاية، وهناك علاقات بين أعضاء النبات والأنسجة وأنواع الخلايا، حيث تشكل السيقان والأوراق معًا نظام التصوير، ويشمل كل عضو (جذور وسيقان وأوراق) جميع أنواع الأنسجة الثلاثة (الأرض والأوعية الدموية والجلدية)، وتتكون أنواع الخلايا المختلفة من كل نوع من أنواع الأنسجة ويؤثر هيكل كل نوع من الخلايا على وظيفة الأنسجة التي يتكون منها.

للنباتات الوعائية نظامان عضويان متميزان: نظام النبتة ونظام الجذر، إذ يتكون نظام الفروع من السيقان والأوراق والأجزاء التناسلية للنبات (الزهور والفواكه)، وينمو نظام التصوير بشكل عام فوق الأرض، حيث يمتص الضوء اللازم لعملية التمثيل الضوئي عادة ما يكون نظام الجذر الذي يدعم النباتات ويمتص الماء والمعادن تحت الأرض.

أنظمة الجذر:

تمتلك جذور نباتات البذور ثلاث وظائف رئيسية: تثبيت النبات بالتربة وامتصاص المياه والمعادن ونقلها إلى أعلى وتخزين منتجات التمثيل الضوئي، حيث يتم تعديل بعض الجذور لامتصاص الرطوبة وتبادل الغازات، ومعظم الجذور تحت الأرض، ومع ذلك فإن بعض النباتات لها أيضًا جذور عرضية تظهر فوق سطح الأرض من النبتة.

تتكون أنظمة الجذر بشكل أساسي من نوعين: تمتلك أنظمة جذر النقر جذرًا رئيسيًا ينمو عموديًا وتنشأ منه العديد من الجذور الجانبية الأصغر، إذ تخترق جذور الحنفية عمق التربة وتكون مفيدة للنباتات التي تنمو في التربة الجافة وتعتبر جذور الحنفية نموذجية للثنائيات مثل الهندباء، كما توجد أنظمة الجذر الليفية بالقرب من السطح ولديها شبكة كثيفة من الجذور، إذ يمكن أن تساعد أنظمة الجذر الليفية في منع تآكل التربة، والجذور الليفية هي نموذجية للمونوتات مثل الحشائش.

يتم تكييف الهياكل الجذرية تطوريًا لأغراض محددة:

• الجذور البصلية تخزن النشا.

• الجذور الهوائية والجذور الداعمة نوعان من الجذور فوق الأرض التي توفر دعمًا إضافيًا لتثبيت النبات.

• تتكيف بعض جذور الحنفية مثل الجزر واللفت والبنجر لتخزين السكر / النشا.

• تمكن جذور نباتات النباتات من النمو على نبات آخر.

السيقان النباتية والأوراق:

السيقان هي جزء من نظام النبتة وتتمثل مهمتها الرئيسية في توفير الدعم للنبات وحمل الأوراق والزهور والبراعم وبالطبع فهي تربط الجذور بالأوراق وتنقل المياه الممتصة والمعادن من الجذور إلى باقي أجزاء النبات وتنقل السكريات من الأوراق (موقع التمثيل الضوئي) إلى المواقع المرغوبة في جميع أنحاء النبات.

قد يتراوح طولها من بضعة مليمترات إلى مئات الأمتار، وتتنوع أيضًا في القطر اعتمادًا على نوع النبات، وعادة ما تكون السيقان فوق الأرض على الرغم من أن سيقان بعض النباتات مثل البطاطس تنمو أيضًا تحت الأرض، ويمكن أن تكون السيقان من عدة أنواع مختلفة:

• السيقان العشبية ناعمة وعادة ما تكون خضراء.

• السيقان الخشبية صلبة ومشجرة.

• السيقان غير الممنوحة لها ساق واحد.

• السيقان المتفرعة لها انقسامات وسيقان جانبية.

تتميز السيقان النباتية سواء كانت فوق الأرض أو تحتها بوجود العقد والأجزاء الداخلية، والعقد هي نقاط ربط للأوراق والأزهار (int erodes )هي مناطق الجذعية بين عقدتين، إذ يحتوي طرف اللقطة على النسيج الإنشائي القمي داخل البرعم القمي، وعادة ما يوجد برعم إبطي في المنطقة الواقعة بين قاعدة الورقة والساق حيث يمكن أن ينتج فرعًا أو زهرة.

الأوراق هي المواقع الرئيسية لعملية التمثيل الضوئي: وهي العملية التي تقوم بها النباتات بتجميع الطعام، وعادة ما تكون معظم الأوراق خضراء بسبب وجود الكلوروفيل في خلايا الأوراق ومع ذلك، قد يكون لبعض الأوراق ألوان مختلفة بسبب أصباغ نباتية أخرى تحجب الكلوروفيل الأخضر، ويتم ربط الأوراق النموذجية بجذع النبات بواسطة سويقات، على الرغم من وجود أوراق مرتبطة مباشرة بساق النبات، حيث يمر النسيج الوعائي (نسيج الخشب واللحاء) عبر الأوردة الموجودة في الورقة والتي توفر أيضًا الدعم الهيكلي.

يتم تكييف سمك الأوراق وشكلها وحجمها مع بيئات معينة، حيث يساعد كل اختلاف نوعًا نباتيًا على زيادة فرصه في البقاء على قيد الحياة في موطن معين، إذ أن أنواع النباتات الصنوبرية التي تزدهر في البيئات الباردة مثل شجرة التنوب والصنوبر، لها أوراق تقل في الحجم وتشبه الإبرة في المظهر، حيث تحتوي هذه الأوراق التي تشبه الإبرة على ثغور غائرة (حفر تسمح بتبادل الغازات) ومساحة سطح أصغر: سمتان تساعدان في تقليل فقد الماء.

في المناخات الحارة تحتوي نباتات مثل الصبار على أوراق يتم تحويلها إلى أشواك، والتي تساعد في تركيبة مع سيقانها النضرة في الحفاظ على المياه، إذ تحتوي العديد من النباتات المائية على أوراق ذات صفيحة عريضة يمكن أن تطفو على سطح الماء وغطاء شمعي سميك (غطاء شمعي) على سطح الورقة يصد الماء.

أنظمة الأنسجة النباتية:

تندرج أنظمة الأنسجة النباتية في أحد النوعين العامين: الأنسجة البائسة والأنسجة الدائمة (أو غير البنائية)، إذ أن الأنسجة الباطنية مماثلة للخلايا الجذعية في الحيوانات: الخلايا البائسة غير متمايزة تستمر في الانقسام والمساهمة في نمو النبات، وفي المقابل يتكون النسيج الدائم من خلايا نباتية لم تعد تنقسم بنشاط، ينتج (Meristems) خلايا تتمايز بسرعة أو تتخصص وتصبح نسيجًا دائمًا، حيث تأخذ هذه الخلايا أدوارًا محددة وتفقد قدرتها على الانقسام أكثر وهي تنقسم إلى ثلاثة أنواع رئيسية من الأنسجة: الأنسجة الجلدية والأوعية الدموية والأرضية.

يحتوي كل عضو نباتي (جذور، سيقان، أوراق) على أنواع الأنسجة الثلاثة: حيث تغطي الأنسجة الجلدية وتحمي النبات وتتحكم في تبادل الغازات وامتصاص الماء (في الجذور)، أما الأنسجة الجلدية للسيقان والأوراق مغطاة بقشرة شمعية تمنع فقدان الماء التبخيري، والثغور هي مسام متخصصة تسمح بتبادل الغازات من خلال ثقوب في البشرة، على عكس الجذع والأوراق؛ فإن بشرة الجذر لا تغطيها بشرة شمعية مما يمنع امتصاص الماء.

تعمل شعيرات الجذر وهي امتداد لخلايا البشرة الجذرية على زيادة مساحة سطح الجذر، مما يساهم بشكل كبير في امتصاص الماء والمعادن، وقد تتواجد (Trichomes) أو النتوءات الصغيرة لأنسجة البشرة الشائكة أو الشائكة على الساق والأوراق وتساعد في الدفاع ضد العواشب.

تؤدي الأنسجة الأرضية وظائف مختلفة بناءً على نوع الخلية وموقعها في النبات وتشمل الحمة (التمثيل الضوئي في الأوراق والتخزين في الجذور)، و(Collenchyma) دعم النبتة في مناطق النمو النشط، و(schlerenchyma) دعم إطلاق النار في المناطق التي توقف فيها النمو، وهو موقع البناء الضوئي ويوفر مصفوفة داعمة للأنسجة الوعائية، ويوفر الدعم الهيكلي للساق ويساعد على تخزين الماء والسكريات.

تعمل أنسجة الأوعية الدموية على نقل المياه والمعادن والسكريات إلى أجزاء مختلفة من النبات، حيث يتكون نسيج الأوعية الدموية من نسجين موصلين متخصصين: نسيج الخشب واللحاء، إذ ينقل نسيج الخشب الماء والمغذيات من الجذور إلى أجزاء مختلفة من النبات، ويلعب أيضًا دورًا في الدعم الهيكلي في الساق، كما ينقل نسيج اللحاء المركبات العضوية من موقع التمثيل الضوئي إلى أجزاء أخرى من النبات، ودائمًا ما يقع النسيج الخشبي واللحاء بجوار بعضهما البعض في حزمة الأوعية الدموية.