ما هو النبات وما هي منظمات نمو النبات

تتطلب النباتات الضوء والماء والأكسجين والمعادن والمواد المغذية الأخرى لنموها وتطورها، وبصرف النظر عن هذه المتطلبات الخارجية تعتمد النباتات أيضًا على بعض المركبات العضوية للإشارة إلى نمو النباتات وتنظيمه والتحكم فيه، وتسمى هذه بشكل جماعي منظمات نمو النبات أو هرمونات نمو النبات، وهناك أنواع مختلفة من منظمات نمو النبات والتي يشار إليها أيضًا باسم الهرمونات النباتية، فما هو النبات وما هي أهم ما يتعلق به لدراسة منظمات نموه الطبيعية والصناعية.

حقائق عن النباتات

النباتات هي الكائنات الحية متعددة الخلايا وحقيقية النواة والتي تنتمي إلى مملكة النباتية (Plantae)، ومن أبرز الحقائق عن النباتات هي:

1- هناك أكثر من 300000 نوع من النباتات.

2- تلعب النباتات دورًا رئيسيًا في تاريخ الحياة على كوكب الأرض.

3- النباتات هي المسؤولة الرئيسية عن إضافة غاز الأكسجين إلى الغلاف الجوي.

4- هم المصدر الوحيد للغذاء لكل من الحيوانات والبشر.

5- تعتبر النباتات الموطن الأساسي لملايين الكائنات الحية الأخرى.

6- النبات الحي ينتج طعامه عن طريق التمثيل الضوئي.

7- النباتات توفر المأوى والأمان والمكان والغذاء للحيوانات.

8- يمكن تعريف تشريح النبات على أنّه فرع من علم النبات يهتم بدراسة التركيب الداخلي للنباتات، ويطلق عليه أيضًا اسم (Phytotomy)، وتشريح النبات هي كلمة يونانية تعني التشريح لقطع، ويتعامل بشكل كامل مع التنظيم الهيكلي للنباتات، وتشريح النبات هو دراسة شكل وبنية وحجم النباتات.

9- يتكون جسم النبات النموذجي من ثلاثة أعضاء نباتية رئيسية: جذر وجذع أو ساق وفاكهة أو ثمرة، وكذلك مجموعة من الأعضاء التناسلية التي تشمل الزهور والفواكه والبذور.

ممالك الكائنات الحية 

وفقًا لسجل الحفريات فإنّ أكثر الكائنات الحية بدائية البكتيريا والبكتيريا الزرقاء يعود تاريخها إلى أكثر من 3 مليارات سنة، وأول نباتات وحشرات برية على مدى 400 مليون سنة وأول طيور وثدييات تزيد عن 180 مليون سنة، وتصنف الكائنات الحية إلى خمس ممالك وهي:

1- المملكة الحيوانية.

2- المملكة النباتية.

3- مملكة الفطريات.

4- المملكة الأولية.

5- المملكة مونيرا (monera) أو بدائيات النوى.

يمكن تقسيم الممالك إلى مجموعات أصغر تسمى (phyla) شعبة المفرد، وبالنسبة لبعض الممالك يتم تقديم شعبة واحدة فقط كمثال ولكن هناك العديد من الممالك الأخرى، وتضم المملكة النباتية نباتات.

1- كاسيات البذور كالنباتات المزهرة.

2- عاريات البذور كالنباتات المخروطية والسراخس والنباتات طحلبية (طحالب وحشيش الكبد)، وتشير أنظمة التصنيف الحديثة إلى أنّ هذه الكائنات بالإضافة إلى الطحالب الحمراء والطحالب الخضراء يجب تصنيفها إلى المملكة النباتية.

نمو النبات وتطوره

منظمات نمو النبات هي المواد الكيميائية التي تتحكم في جميع عوامل التطور والنمو داخل النباتات، وبعض الأسماء الأخرى المستخدمة للإشارة إليها هي الهرمونات النباتية وهرمونات نمو النبات، والهرمونات النباتية عبارة عن مركبات عضوية يتم تصنيعها في المختبرات أو يتم إنتاجها بشكل طبيعي داخل النباتات، كما إنّهم يتحكمون بعمق في العمليات الفسيولوجية مثل نمو النباتات وتطورها وحركتها وتعديلها.

أنواع نمو النبات

1- النمو الأولي والنمو الثانوي للنبات

تنقسم الخلايا الإنشائية الموجودة في الجذور والقمم النامية بشكل انقسامي وتزيد من طول جسم النبات، ويُعرف هذا بالنمو الأولي، ويشار إلى النمو الثانوي على أنّه الزيادة في قطر جسم النبات عن طريق تقسيم النسيج الإنشائي الثانوي.

2- نمو غير محدود

عندما ينمو النبات باستمرار من مرحلة الإنبات حتى الموت يطلق عليه النمو غير المحدود.

3- نمو محدود

في هذه المرحلة تتوقف أجزاء النبات عن النمو بعد بلوغ حجم معين.

4- النمو الخضري

إنّه ينطوي على إنتاج الساق والأوراق والفروع باستثناء الزهور.

5- النمو التناسلي

يحدث الإزهار في هذا النوع من مراحل النمو.

العوامل الطبيعية المؤثرة في نمو النبات

هناك أربعة عوامل رئيسية تؤثر على نمو النباتات وهم:

1- الضوء

النباتات ذاتية التغذية، كما إنّهم يحتاجون إلى ضوء لتصنيع طعامهم، ويؤثر الضوء المحدود أو غيابه بشكل كبير على نمو النبات، وتؤثر شدة الضوء وجودة الضوء ومدة الضوء على حركة الثغور وتخليق الكلوروفيل والتركيب والتمثيل الضوئي والعديد من العوامل الفسيولوجية الأخرى، ويشجع الضوء أيضًا على الإزهار والإثمار، وخلال فصول الشتاء عندما تكون الأيام قصيرة يتأخر نمو النباتات.

2- الماء

لا يمكن للنباتات البقاء على قيد الحياة بدون ماء، ويتكون حوالي 90٪ من جسم النبات من الماء، وتتعرض النباتات للإجهاد في حالة عدم وجود الماء وتموت، ويمتص النبات الماء الموجود في التربة ويمتص وينقل العناصر الغذائية معه، ويحافظ الماء على النبات رطبًا.

3- درجة الحرارة

يتأثر نمو النبات بدرجة كبيرة بدرجة الحرارة، وتعمل درجات الحرارة المرتفعة على تسريع عمليات النتح والتمثيل الضوئي والإنبات، ومع ذلك فإنّ درجات الحرارة المنخفضة تبطئ نمو النباتات.

4- العناصر الغذائية

تمامًا مثل البشر تتطلب النباتات تغذية مناسبة لنموها وتطورها، وتنقسم مغذيات التربة إلى مغذيات كبيرة المقدار ومغذيات دقيقة، ويعد النيتروجين والبوتاسيوم والكالسيوم والمغنيسيوم والكبريت والفوسفور هي المغذيات الكبيرة التي تتطلبها النباتات، وتشمل المغذيات الدقيقة كالحديد والنحاس وما إلى ذلك، ونقص هذه العناصر الغذائية في النباتات يجعلها عرضة للعديد من الأمراض، وحتى في حالة عدم وجود عنصر غذائي واحد فإنّه يؤدي إلى توقف نمو النبات.

ما هي منظمات نمو النبات

تُعرَّف منظمات نمو النبات (Plant Growth Regulators – PGRs) بأنّها مركبات طبيعية أو اصطناعية تؤثر على عمليات النمو أو التمثيل الغذائي في النباتات العليا ومعظمها بجرعات منخفضة، وليس لديهم قيمة غذائية، ويتم استخدامها لتنظيم نمو النباتات وهي تدابير مهمة لضمان الإنتاج الزراعي، وتشمل منظمات نمو النبات الأكسينات والجبريلين والسيتوكينين والإيثيلين ومثبطات النمو ومثبطات النمو، والأوكسين (Auxins) هي الهرمونات التي تم اكتشافها لأول مرة في النباتات وتم اكتشاف الجبرلينات والسيتوكينين لاحقًا.

علاقة منظمات نمو النبات بعلم التشريح

تعمل منظمات نمو النبات كرسل كيميائية للتواصل بين الخلايا، ويوجد حاليًا خمس مجموعات معترف بها من الهرمونات النباتية: الأكسينات والجبريلين والسيتوكينين وحمض الأبسيسيك (ABA) والإيثيلين، كما إنّهم يعملون معًا لتنسيق نمو الخلايا وتطورها، وبما أنّ علم تشريح النبات يعنى بالتركيب الداخلي للنباتات تولدت من هنا علاقتهما وربطهما مع بعضهما البعض لكي يؤدي كل من منظمات نمو النبات وتشريح النباتات عملهما ووظيفتهما لدى الآخر.

اكتشاف منظمات نمو النبات

على الرغم من أنّها كانت صدفة إلّا أنّ الخطوات الأولية لاكتشاف المنظمين الرئيسيين لنمو النبات بدأت مع تشارلز داروين وابنه فرانسيس داروين، فقد لاحظوا نمو نباتات عشب الكناري باتجاه مصدر الضوء، وتبعًا لسلسلة من التجارب خلصوا إلى وجود مادة قابلة للانتقال تؤثر على نمو عشب الكناري تجاه الضوء، وكانت تلك المادة القابلة للانتقال هي ما نعرفه باسم أوكسين الذي تم عزله لاحقًا بواسطة فريتس وارمولت وينت.

في وقت لاحق اكتشف العديد من العلماء وعزلوا منظمات نمو النبات المختلفة، وتم العثور على جبريلينز (Gibberellins) أو حمض جبريلي (gibberellic) سابقًا في شتلات الأرز غير المصابة، ثم تم اكتشاف مادة أخرى تعزز النمو تسمى كينتين (kinetin) والتي تعرف الآن باسم السيتوكينينات (cytokinins)، وفي القرن العشرين وعند فصل وفهم علم تشريح النبات ظهرت أهمية منظمات نمو النبات ودورها في حياة النباتات وزيادة المحاصيل وغيرها من الفوائد.

تصنيف منظمات نمو النبات

بناءً على إجراءاتهم يتم تصنيف منظمات نمو النبات على نطاق واسع إلى مجموعتين رئيسيتين:

1- محفزات نمو النبات.

2- مثبطات نمو النبات.

يتم تجميع أوكسينات وجبريلينات وسيتوكينين في محفزات نمو النبات بينما يتم تجميع حمض الأبسيسيك والإيثيلين في مثبطات نمو النبات، ويمكن تجميع الإيثيلين إما في المحفزات أو في مثبطات النبات.