خلايا الحمة هي نوع من الأنسجة الدائمة البسيطة التي تشكل جزءًا كبيرًا من أنسجة الأرضية في النباتات، حيث يتم دمج أنسجة أخرى مثل الأنسجة الوعائية، وهي غير وعائية وتتكون من خلايا بسيطة حية وغير متمايزة ويتم تعديلها لأداء وظائف مختلفة.
خصائص خلايا الحمة
1- خلايا الحمة هي أنسجة حية دائمة لها القدرة على الانقسام عند النضج وتساعد في تجديد وشفاء الجروح.
2- خلايا الحمة هي أساس النبات حيث أنّ الخلايا التناسلية (الأبواغ والأمشاج) متني، أي تتكون من أو تتعلق بالأنسجة الخلوية التي تشكل الأجزاء اللينة من الأوراق ولب الثمار واللحاء والسيقان وما إلى ذلك بطبيعتها.
3- تمتلك خلية الحمة المفردة من الزيجوت (ثنائية الصيغة الصبغية) القدرة على التطور إلى نبات كامل، وتسمى هذه الخلايا بالخلايا كاملة القدرات.
4- تحدث خلايا الحمة في شكل كتل مستمرة كأنسجة حمة متجانسة على سبيل المثال في اللب وقشرة السيقان والجذور وميزوفيل من الأوراق وعود الثمار النضرة وفي السويداء من البذور.
5- قد تترافق خلايا الحمة مع أنواع أخرى من الخلايا لتشكيل أنسجة معقدة غير متجانسة مثل حمة نسيج الخشب واللحاء.
6- تعد خلايا الحمة ضرورية لأنشطة مثل البناء الضوئي والتخزين والإفراز والاستيعاب والتنفس والإفراز والنقل الشعاعي للماء والمذاب.
هيكل خلايا الحمة
1- هيكل خلايا الحمة.
2- كما إنّها خلية حية.
3- لها نواة بارزة وبروتوبلاست.
4- تكون خلايا الحمة متساوية القياس أو متعددة السطوح في الشكل.
5- قد تكون متعددة الأضلاع أو بيضاوية أو مستديرة أو ممدودة.
6- هذه الخلايا معبأة بشكل وثيق أو قد تحتوي على مساحة صغيرة بين الخلايا.
7- هي تتكون من جدار خلوي رقيق مكون من السليلوز وهيميسيلولوز.
8- تنضم الروابط البلازمية إلى خلايا نسيج الحمة.
9- لديهم عدة فجوات صغيرة، وفي الحمة القديمة تندمج الفجوات الأصغر لتصبح فجوة مركزية كبيرة والتي قد تتراكم الأنثوسيانين أو العفص.
10- الماء وفير في فجوات خلايا النسيج الحشوي التي تعمل كخزان للمياه.
11- قد تحتوي خلايا حمة التخزين على جدران زيلوغلوكان سميكة على سبيل المثال في السويداء من نخيل التمر، يستخدم السكر أثناء الإنبات وتصبح الجدران رقيقة.
12- تحتوي خلايا حمة الزهور والفواكه على صانعات صبغية.
13- قد يكون لخلايا الحمة جدار سميك سميك يجعل من الصعب تمييزها عن الصلبة.
14- تمنح الخاصية الهيدروليكية للخلايا الحمة قوتها الميكانيكية.
15- توجد البلاستيدات الخضراء في خلايا الحمة المحددة لأداء عملية التمثيل الضوئي.
16- تمتلك خلايا الحمة التي تؤدي وظيفة إفرازية بروتوبلازم كثيف غني بالريبوزومات وأجسام جولجي والشبكة الإندوبلازمية عالية التطور.
أنواع خلايا الحمة
يمكن تصنيف خلايا الحمة بناءً على هيكلها وموقعها ووظائفها، وأنسجة الحمة الرئيسية هي:
1- كلورانشيما: هي الخلايا التي تحتوي على بلاستيدات خضراء وتقوم بعملية التمثيل الضوئي، فتوجد في الميسوفيل في الأوراق والتي تتمايز إلى خلايا حاجز وخلايا إسفنجية، وفي الأجزاء الخضراء الأخرى من النباتات مثل السيقان والسبال وما إلى ذلك.
2- خلايا النقل: تلعب دورًا مهمًا في نقل المواد المذابة لمسافات قصيرة، ولديهم نمو داخلي في جدار الخلية، مما يزيد بشكل كبير من مساحة سطح غشاء البلازما، ويتم نقل السكروز عبر الغشاء من خلال آلية النقل المشترك للبروتون أو السكروز، وتوجد هذه في مناطق الامتصاص والإفراز في النباتات مثل الرحيق والغدد الملحية والنباتات آكلة اللحوم.
3- خلايا حمة الأوعية الدموية: خلايا الحمة التي ترتبط بأنسجة الأوعية الدموية، وهذان نوعان هما لحمة اللحاء ونسيج الحمة الوعائي الخشبي، فنسيج لحمة اللحاء يتكون من خلايا مستطيلة ومستدقة وأسطوانية بها السيتوبلازم الكثيف، وتحدث اتصالات الرابطة البلازمية بين الخلايا من خلال حفر في الجدران، ويخزن الطعام والمواد الأخرى مثل الراتنجات واللاتكس والصمغ.
وهناك غياب في نباتات أحادية الفلقة، أمّا نسيج الحمة الوعائي الخشبي هي مكونة من خلايا رقيقة الجدران، ويتكون جدار الخلية من السليلوز، ويقوم بتخزين المواد الغذائية مثل النشا والدهون والمواد الأخرى مثل العفص والبلورات، ويحدث التوصيل الشعاعي للماء بواسطة خلايا متنيّة للأشعة، وفي حالة الإجهاد المائي فإنّها تساعد في منع تلف القصبات والأوعية.
4- خلايا حمة التخزين: هذه خلايا تخزن مواد مختلفة مثل الماء والنشا والبروتينات وما إلى ذلك وهي بمثابة خزان للغذاء والماء، فهي تقوم بخزن البروتين والذي يعد مصدر جيد للنيتروجين في النباتات، وفي خلايا تخزين النشا كما هو الحال في درنات البطاطس توجد سويداء الحبوب والنباتات، تكون وفرة من خلايا الأميلوبلاست المحتوية على النشا، ويمكن أن تكون خلايا الحمة متخصصة كأنسجة لتخزين المياه في النباتات النضرة مثل الصبار ونبات الألوه وما إلى ذلك، وفي حال تخزين تحت الأرض كما هو الحال في درنة البطاطس يمكن أن يبدأ نمو الجذع ويوفر الرطوبة للنمو الأولي للأجزاء النامية.
5- خلايا بروسينكما (Prosenchyma): وهي خلايا مستطيلة تشبه الألياف وهي ذات جدران سميكة وتوفر صلابة وقوة للنبات.
6- خلايا ايرنشيما (Aerenchyma): وهي خلايا تحتوي على مساحات كبيرة جدًا بين الخلايا، وهذه موجودة في النباتات المائية، وتساعد ايرنشيما في طفو النباتات العائمة، كما يساعد في التنفس ويوفر الأكسجين الكافي للنباتات المائية، ويحدث تكوين ايرنشيما بشكل طبيعي في جذور الأرز (Oryza sativa)، وخلايا ايرنشيما لأوراق وسيقان النباتات المائية عبارة عن خلايا طولية كبيرة بها فراغات هوائية أو ثغرات مملوءة بالغاز وغالبًا ما تمتلئ الخلايا الهوائية.
كما أنّ خلايا ايرنشيما مستمرة من البراعم إلى الجذور وتساعد في انتشار الهواء من الأوراق إلى الجذور، ويساعد في الحفاظ على مستويات الأكسجين الكافية للتنفس، والأكسجين الزائد المستهلك ينتشر من الجذور إلى الغلاف الجوي للتربة، وأنّها تساعد في خلق الجذور الهوائية المحلية في التربة اللاهوائية.
7- خلايا حمة البشرة: توجد في بشرة أوراق بعض عاريات البذور، وهذه لها جدار خلوي مقطوع ولا مسافات بين الخلايا، كما تقلل طبقة الكوتين الموجودة على السطح الخارجي للبشرة من عملية النتح وتقاوم الإجهاد البيئي ولديها العديد من الإسقاطات الشوكية للحماية.
8- خلايا الحمة المترابطة: هذا النوع من الحمة موجود في نظام الجذر، وهو غير مقطوع ولديه جدار خلوي رقيق، وموجود على الطبقة الخارجية للأجزاء الفتية من الجذر، ومن المعروف باسم (epiblema) أو طبقة بيليفيرس، وقد تشكل نواتج أنبوبية تعرف باسم شعر الجذر وتتمثل الوظيفة الرئيسية في امتصاص الماء والمعادن من التربة.
وظائف خلايا الحمة
تشكل خلايا الحمة النسيج الأرضي للنباتات وتؤدي أنسجة الحمة وظائف مهمة مختلفة:
1- التخزين: تحتوي خلايا الحمة على مساحة كبيرة بين الخلايا وهي مثالية للتخزين وتوجد كمية عالية من النشا في درنات البطاطس والكسافا، ويمكنها تخزين الماء والدهون وقطرات الزيت والمواد المرنة وتقوم بتخزين المياه والعمل كخزان مياه.
2- النقل: تنقل خلايا الحمة المغذيات والمواد الكيميائية الأخرى، وخلايا النقل لها ثمرة لزيادة سطح الامتصاص كما تساعد حمة النسيج الخشبي في النقل الشعاعي للمياه والمعادن، وتنقل بعض الخلايا الضوء من السطح إلى الخلايا الموجودة تحت الأرض.
3- البناء الضوئي: الكلورنشيما الموجودة في الوسطية والأجزاء الخضراء الأخرى من النبات، وتحتوي على بلاستيدات خضراء وتقوم بعملية التمثيل الضوئي.
4- تبادل الغازات: تساعد خلايا ايرنشيما في تبادل الغازات.
5- الحماية: في عاريات البذور تحتوي الخلية المتنيّة على نتوءات شوكية تساعد في الحماية من الحيوانات المفترسة.
6- الخلية الكاملة: تمتلك خلايا الحمة القدرة على التحول إلى أنواع أخرى من الخلايا وتكون بمثابة مقدمة لأنواع أخرى من الخلايا.
7- الطفو: يحتوي ايرنشيما الموجود في النباتات المائية على أكياس هوائية تساعد في الطفو، ويساعد وجود بشرة على البشرة في تقليل النتح في حالة الإجهاد المائي وتوفر خلايا النسيج السميك الجدران قوة ميكانيكية للنبات.
8- الشفاء والتجديد: تساعد خلايا الحمة التي تحتفظ بقدرتها على الانقسام حتى عند النضج في التجديد والتئام الجروح، ويساعد نواتج خلايا الحمة (Tyloses) الموجودة في نسيج الخشب في منع تلف أنسجة الأوعية الدموية في حالة الجفاف.
