ما هو نظام الأنسجة

مفهوم نظام الأنسجة:

تندرج أنظمة الأنسجة النباتية في أحد النوعين العامين: الأنسجة البائسة والأنسجة الدائمة (أو غير البنائية)، حيث أن الأنسجة الباطنية مماثلة للخلايا الجذعية في الحيوانات، إذ أن 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، وتأخذ هذه الخلايا أدوارًا محددة وتفقد قدرتها على الانقسام أكثر، وهي تنقسم إلى ثلاثة أنواع رئيسية من الأنسجة: الأنسجة الجلدية والأوعية الدموية والأرضية، ويحتوي كل عضو نباتي (جذور، سيقان، أوراق).

أنواع الأنسجة الثلاثة:

الأنسجة الجلدية:

تغطي الأنسجة الجلدية وتحمي النبات وتتحكم في تبادل الغازات وامتصاص الماء (في الجذور)، والأنسجة الجلدية للسيقان والأوراق مغطاة بقشرة شمعية تمنع فقدان الماء التبخيري، حيث أن الثغور هي مسام متخصصة تسمح بتبادل الغازات من خلال ثقوب في البشرة على عكس الجذع والأوراق، فإن بشرة الجذر غير مغطاة 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 تكون التريشومات أو النتوءات الصغيرة لأنسجة البشرة الشائكة أو الشائكة موجودة على الساق والأوراق وتساعد في الدفاع ضد العواشب.

الأنسجة الأرضية:

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 هو موقع البناء الضوئي، ويوفر مصفوفة داعمة لنسيج الأوعية الدموية ويوفر الدعم الهيكلي للساق ويساعد على تخزين الماء والسكريات.

تقوم الأنسجة الوعائية بنقل المياه والمعادن والسكريات إلى أجزاء مختلفة من النبات، ويتكون نسيج الأوعية الدموية من نسجين موصلين متخصصين: نسيج الخشب واللحاء، حيث ينقل نسيج الخشب الماء والمغذيات من الجذور إلى أجزاء مختلفة من النبات، ويلعب أيضًا دورًا في الدعم الهيكلي في الساق، إذ 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، ويتكون كل نوع من أنواع الأنسجة النباتية من أنواع خلايا متخصصة تؤدي وظائف مختلفة إلى حد كبير:

• خلايا الأنسجة الوعائية: القصبات الهوائية، عناصر السفينة، خلايا أنبوب الغربال، الخلايا المصاحبة.

• خلايا الأنسجة الجلدية: خلايا البشرة، الثغور أو بدقة أكثر خلايا حراسة، تريشوميس.

• خلايا الأنسجة الأرضية: حمة،(Collenchyma) ،(Sclerenchyma).

بينما تؤدي هذه الأنواع من الخلايا وظائف مختلفة ولها هياكل مختلفة فإنها تشترك في ميزة مهمة: جميع الخلايا النباتية لها جدران خلوية أولية مرنة، ويمكن أن تتوسع مع نمو الخلية واستطالة، وتحتوي بعض الخلايا النباتية (وليس كلها) أيضًا على جدار خلوي ثانوي، إذ يتكون عادةً من اللجنين (المادة التي هي المكون الأساسي للخشب)، كما أن جدران الخلايا الثانوية غير مرنة وتلعب دورًا مهمًا في الدعم الهيكلي للنبات.

أنواع الخلايا في الانسجة:

خلايا في أنسجة الجلد:

الطبقة الخارجية من الأنسجة المحيطة بالنبات بأكمله تسمى البشرة، وتتألف عادة من طبقة واحدة من خلايا البشرة التي توفر الحماية ولها تكيفات أخرى متخصصة في أعضاء النبات المختلفة، وفي الجذور تساعد البشرة في امتصاص الماء والمعادن، كما تعمل شعيرات الجذر وهي امتداد لخلايا البشرة الجذرية على زيادة مساحة سطح الجذر، مما يساهم بشكل كبير في امتصاص الماء والمعادن.

تحتوي الجذور أيضًا على خلايا جلدية متخصصة تسمى الأديم الباطن، والتي توجد فقط في الجذور وتعمل كنقطة تفتيش للمواد التي تدخل نظام الأوعية الدموية للجذر من البيئة، إذ توجد مادة شمعية على جدران خلايا الأديم الباطن، وهذه المنطقة الشمعية المعروفة باسم شريط كاسباريان تجبر الماء والمذابات على عبور أغشية البلازما لخلايا الأديم الباطن بدلاً من الانزلاق بين الخلايا.

في الجذع والأوراق يتم تغليف خلايا البشرة بمادة شمعية تسمى بشرة تمنع فقدان الماء من خلال التبخر، حيث لا توجد بشرة على بشرة الجذر، وهي مماثلة لشريط كاسباريان الموجود في الجذور، وللسماح بتبادل الغازات من أجل التمثيل الضوئي والتنفس تحتوي أيضًا بشرة الورقة والساق على فتحات تُعرف باسم الثغور (المفرد: الفغرة)، وتحيط خليتان تعرفان بالخلايا الحامية بكل فغر ورقي وتتحكمان في فتحها وإغلاقها، وبالتالي تنظم امتصاص ثاني أكسيد الكربون وإطلاق الأكسجين وبخار الماء.

قد تحتوي السيقان والأوراق أيضًا على ترايخومات وهياكل شبيهة بالشعر على سطح البشرة، والتي تساعد على تقليل النتح (فقدان الماء عن طريق أجزاء النبات الموجودة فوق الأرض) وزيادة الانعكاس الشمسي وتخزين المركبات التي تحمي الأوراق ضد الافتراس من قبل العواشب.

خلايا في أنسجة الأوعية الدموية:

كما هو الحال في الحيوانات فإن الأنسجة الوعائية تنقل المواد في جميع أنحاء جسم النبات، ولكن بدلاً من نظام الدورة الدموية الذي يدور بواسطة مضخة (القلب) فإن الأنسجة الوعائية في النباتات لا تقوم بتدوير المواد في حلقة، ولكنها بدلاً من ذلك تنتقل من أحد طرفي النبات إلى الطرف الآخر (على سبيل المثال الماء من الجذور إلى البراعم).

تتكون الأنسجة الوعائية في النباتات من نسجين موصلين متخصصين: نسيج الخشب الذي يوصل الماء، واللحاء الذي ينقل السكريات والمركبات العضوية الأخرى، كما تحتوي الحزمة الوعائية المفردة دائمًا على كل من أنسجة الخشب واللحاء، وعلى عكس الجهاز الدوري للحيوان، حيث يتكون الجهاز الوعائي من أنابيب مبطنة بطبقة من الخلايا فإن نظام الأوعية الدموية في النباتات مصنوع من الخلايا بحيث المادة (الماء أو السكريات) تتحرك فعليًا عبر الخلايا الفردية للحصول على طرف واحد من النبات إلى الآخر.

ينقل نسيج نسيج الخشب الماء والمغذيات من الجذور إلى أجزاء مختلفة من النبات ويتضمن عناصر الأوعية والقصبات الهوائية وكلاهما عبارة عن خلايا أنبوبية طويلة موصلة للماء، إذ توجد القصبات الهوائية في جميع أنواع النباتات الوعائية ولكن كاسيات البذور فقط وبعض النباتات الأخرى المحددة لها عناصر أوعية، حيث يتم ترتيب القصبات الهوائية وعناصر الأوعية من طرف إلى طرف مع وجود ثقوب تسمى الحفر بين الخلايا المجاورة للسماح بالتدفق الحر للمياه من خلية إلى أخرى، كما لديهم جدران خلوية ثانوية مقواة باللجنين وتوفر الدعم الهيكلي للنبات.

تكون كل من القصبات الهوائية وعناصر الأوعية ميتة عند النضج الوظيفي، مما يعني أنهم ماتوا بالفعل عندما يقومون بعملهم في نقل المياه في جميع أنحاء جسم النبات، يتكون نسيج اللحاء الذي ينقل المركبات العضوية من موقع التمثيل الضوئي إلى أجزاء أخرى من النبات من خلايا غربالية وخلايا مرافقة، وتقوم خلايا الغربال بتوصيل السكريات والمركبات العضوية الأخرى، ويتم ترتيبها من طرف إلى طرف مع مسام تسمى ألواح الغربال بينها للسماح بالحركة بين الخلايا، بحيث هم أحياء عند النضج الوظيفي لكنهم يفتقرون إلى نواة أو ريبوسومات أو هياكل خلوية أخرى، وبالتالي يتم دعم خلايا الغربال بالخلايا المصاحبة والتي تقع بجوار الخلايا الغربالية وتوفر الدعم والتنظيم الأيضي.

دائمًا ما يكون نسيج الخشب واللحاء بجوار بعضهما البعض في السيقان، حيث يشكل نسيج الخشب واللحاء بنية تسمى الحزمة الوعائية في الجذور، وهذا ما يسمى شاهدة الأوعية الدموية أو أسطوانة الأوعية الدموية.

الخلايا في نسيج الأرض:

نسيج الأرض هو جميع الأنسجة الأخرى في النبات التي ليست أنسجة جلدية أو أنسجة وعائية، وتشمل خلايا الأنسجة الأرضية الحمة (التمثيل الضوئي في الأوراق، والتخزين في الجذور)، و(Collenchyma) دعم النبتة في مناطق النمو النشط، و(schlerenchyma) دعم النبتة في المناطق التي توقف فيها النمو.

الحمة هي أكثر أنواع الخلايا وفرة وتنوعًا في النباتات، حيث لديهم جدران خلوية أولية رفيعة ومرنة ويفتقر معظمها إلى جدار خلوي ثانوي، إن خلايا الحمة هي خلايا كاملة القدرة، مما يعني أنها يمكن أن تنقسم وتتمايز إلى جميع أنواع الخلايا في النبات وهي الخلايا المسؤولة عن استئصال جذع مقطوع.

تتكون معظم الأنسجة في الأوراق من خلايا الحمة وهي مواقع التمثيل الضوئي وتحتوي خلايا الحمة في الأوراق على كميات كبيرة من البلاستيدات الخضراء من أجل التخليق النباتي، في الجذور الحمة هي مواقع تخزين السكر أو النشا وتسمى اللب (في مركز الجذر) أو القشرة (في محيط الجذر)، كما يمكن أيضًا أن تترافق الحمة مع خلايا اللحاء في الأنسجة الوعائية مثل أشعة الحمة.

تفتقر (Collenchyma)، مثل (parenchyma)، إلى جدران خلوية ثانوية ولكن لها جدران خلايا أولية أكثر سمكًا من الحمة، وهي خلايا طويلة ورقيقة تحتفظ بالقدرة على التمدد والاستطالة تساعدهم هذه الميزة على توفير الدعم الهيكلي في المناطق النامية من نظام التصوير وهي وفيرة للغاية في استطالة السيقان، والقطع “الخيطية” من الكرفس هي في الأساس خلايا ملتوية.

تحتوي خلايا(Schlerenchyma) على جدران خلوية ثانوية تتكون من مادة اللجنين، وهي مادة قاسية هي المكون الأساسي للخشب، ولذلك لا يمكن لخلايا (Schelrenchyma) أن تتمدد وتوفر دعمًا هيكليًا مهمًا في السيقان الناضجة بعد توقف النمو ومن المثير للاهتمام أن خلايا شلرينشيما ماتت عند النضج الوظيفي، يعطي(Schlerenchyma)الإجاص قوامه الشجاع كما أنه جزء من قلب التفاح، ونستخدم ألياف الصلبة لصنع الكتان والحبال.