الجذر ، مورفولوجيا الجذر ، أِشكال الجذور ، الخشب ، اللحاء ،التشريح الداخلي للورقة

الجذر هو جزء النبتة الذي ينمو عادةً إلى الأسفل . مخترقاً التراب ليقوم بتثبيت النبتة وإمتصاص الماء والأملاح من التربة.

بألإضافة لذلك يعمل الجذر على توصيل الماء والأملاح المعدنية إلى الأعضاء الفوق ترابية في النبتة. لا يستطيع الجذر إنتاج الأوراق أو الأغصان والبراعم .

مورفولوجيا الجذر: في معظم الحالات يكون الجذر الرئيسي جذوراً فرعية صغيرة , نسمي الجذر عندئذٍ بالجذر الوتدي . ينمو هذا الجذر من جذير جنين البذرة . وتتفرع منه جذور فرعية أخرى قصيرة. قد يتحول الجذر الوتدي إلى عضو منتفخ يخزن بداخله المواد الغذائية كما هو الحال في جذور الجزر والفجل .

في نباتات ذات الفلقة الواحدة كالنباتات النجيلية مثلاً , بعد أن ينشأ الجذر الإبتدائي من جذير جنين البذرة , يذبل ويموت , ثم تقوم قاعدة الساق بإنتاج جذور ثانوية كثيرة التي تشبه في شكلها الليف, لهذا تسمى هذه الجذور بالجذور الليفية .

إذن الفرق بين الجذر الوتدي والجذر الليفي هو أن الجذر الليفي مصدره من قاعدة الياق , وليس من جذير جنين البذرة.

أحياناً تتحول الجذور غير الرئيسيه إلى درنات جذرية إنتفاخية خازنه للمواد الغذائية كما هو الحال في نبات البطاطا الحلوة .

الجذور الفرعية: تتكون في مناطق خاصة على الجذر الأساسي . تنشأ من طبقة البريسايكل.

تتكون في البداية قمة نامية للجذر الفرعي , تخترق قشرة الجذر الأصلي ويتغلغل في التراب.

تتركب الجذور الفرعية بصفوف على طول الجذر الأم ,أي في مناطق خاصة.

تتكون الجذور الفرعية إما بعدد الخشب واللحاء أو ضعفه .

التغلّظ الثانوي : التغلُّظ هو نمو الجذر سنوياً بشكل عرضي ( زيادة قطر الجذر ) .

تتم هذة العملية عن طريق الأنسجة الإنشائية مثل الكامبيوم.

أِشكال الجذور: توجد عدة أشكال للجذور:

1) جذور إنتفاخية إختزانية – تخزن المواد الغذائية بداخلها كجذر الجزر مثلا .

2) جذور تنفسية – هذه الجذور تنمو بعكس الجاذبية الأرضية أي بعكس نمو الجذور العادية تحتوي بداخلها على فراغات هوائية كثيرة تعمل كمخازن للهواء الجوي. مثل نبتة المدادة.

3) جذور دعامية – وهي عبارة عن جذور ثانوية تنمو فوق التراب ,إذ تلتصق مع جدران المنازل أو سيقان النباتات الإخرى مما يساعد النبتة على التسلق والإنتصاب كنبتة كرمة الأحراش.

4) جذور هوائيه – هي جذور ثانوية تنشأ من الساق الرئيسي أو السيقان الفرعية .قسم من هذه الجذور يخترق التراب فيدعم النبتة , وقسم آخر يبقى في الهواء , فيمتص الرطوبة كنبات التين البنغالي التي تحتل جذورها الهوائية مئات الأمتار المربعة.

5) جذور إنقباضية – نجد مثل هذه الجذور في نبات بصل الفار . وهذه الجذور هي جذور إنتفاخية , يجدد الجذر نفسه بواسطة خلايا منقسمة , فعندما ينشط يدفع الجذر نفسه عميقاً داخل التراب . أما طبقتا البشرة والقشرة فلا تشتركان في هذه العملية. ونتيجة ذلك تظهر على البشرة تجاعيد عرضية كثيرة .

ملاحظة :

مناطق الجذر – مقطع عرضي للجذر – كُتبت المادة في أوراق أخرى.

الخشب:

يتألف الخشب من مكونات مختلفة .من أهمها ألأوعية المائية والقصيبات الخشبية. بالنسبة لأوعية الماء فهي خلايا ميتة فقدت محتوياتها الحية خلال فترة نموها.

وظيفتها – نقل الماء والأملاح المعدنيه المذابة في فيه . يتلائم مبنى أوعية الماء مع وظيفتها – حيث ذابت وتلاشت جدرانها المتجهة بإتجاه جريان الماء. وعندما تكبر هذه الأوعية يبقى من هذه الجدران بقايا على شكل حلقات ( شبكه ) .

لأن أوعية الماء تكون ميتة أثناء نشاطها الفسيولوجي , فلا تحتوي على ضغط الطورجور . من هنا تواجه هذه ألأوعية مشكلة معها بواسطة ضغط الطورجور الذي تولده الخلايا الحيه المحيطة بالاوعية المائية. لكنها تواجه هذه المشكلة , بواسطة تغلظ جدرانها الطولية التي تكون على شكل الحلقات أو الشبكات .

اللحاء :

يبنى من خلايا غربالية , وخلايا مرافقة الياف لحائية وبرنشيمية اللحاء . وظيفتها – نقل المواد العضوية من مكان لآخر , كنقل الحوامض الأمينية , الحوامض الدهنية ,السكريات وأخرى .

على النقيض من الخلايا الخشبية فالخلايا اللحائية , هي خلايا حية , بالرغم من إختفاء النواة في الأوعية الغربالية ,التي تتلاشى أثناء تكوين الأوعية الغربالية . الخلايا الغربالية هي خلايا طويلة , تفصل بينها جدران منقرة شُبهة بالغربال . ترافقها خلايا مرافقة سُميت بهذا الإسم لأنها ترافق كل خلية غربالية ,وهي خلايا حية ذات نواة , تحتوي بداخلها على سيتوبلازم كثيف جداً . وتشترك كما يبدو في عملية نقل المواد العضوية . تنشأ الخلايا المرافقة والخلايا الغربالية من نفس الخلية الأم المولِّدة .

التربة :

تعتبر التربة وسط التربية والمعيشة للجذر . إذ يثبت الجذر في التربة بالإضافة إلى ذلك يمتص منها الماء والأملاح المعدنية المذابة فيه . كما وينتشر الهواء بين ذرات التراب الذي يساهم في تنفس خلايا الجذر. هنالك عدة أنواع من ألتربة :

1. التربة الخفيفه- والتي تتكون من جزيئات رملية كبيرة , والفراغات الهوائية بين جزيئاتها كبيرة .

2. التربة الثقيلة – تبنى من جزيئات صغيرة , والفراغات الهوائية بين ذراتها قليلة ,لذلك دخول الماء إليها يعتبر بطيئاً , ولكن تحتفظ هذه التربة بالماء فترة أطول . أما تهوئة هذه التربة فتعتبر ضعيفة , لذا تحصل النباتات على نسبة قليلة من الأكسجين خلال فترة هطول الأمطار.

3. تربة اللس – جزيئاتها رملية التي تطايرت مع الرياح من المناطق الصحراوية وإستقرت في مناطق مجاورة . إذن هذه التربة ليست أصلية .



إمتصاص الماء :

تتم عملية إمتصاص الماء من التربة إلى الجذر بواسطة الخاصية الأسموزية وهي تتلخص بعملية إنتقال الماء من التركيز المنخفض إلى التركيز المرتفع حتى تتساوى التراكيز .

إذن العامل الذي يتحكم بنفاذية الماء من خارج الخلية إلى داخلها أو من داخل الخلية إلى خارجها هو عامل الفرق في الضغط ( قوة إمتصاص الخلية يساوي القيمة الأسموزية لمحتويات الخلية ناقص ضغط الجدار) .



تمتص النباتات الراقية الماء بواسطة الشعيرات الماصة , والتي تتميز بجدرانها الرقيقة وفجواتها العصارية الكبيرة المملوءة بعصارات خلوية عالية التركيز ( ذات ضغط أُسموزي مرتفع ) أعلى من الضغط الأسموزي للتربة . يدخل الماء إلى الجذر بفضل الخاصية الأسموزية وذلك بسبب تفاوت التركيز بين داخل الشعيرات الماصة ومحلول التربة .

بعد ان يدخل الماء الشعيرات الماصه , ينتقل إلى خلايا القشرة , أيضاً بفعل الضغط الأسموزي ,ثم يتحرك الماء من خلية إلى أخرى , حتى يصل إلى الأوعية الخشبية ليبدأ تحركه العامودي نحو الأوراق .

السؤال الذي يُسأل ألآن : كيف تتم عملية رفع الماء في النبتة ؟ ما هي آلية صعود الماء والأملاح المعدنية من الجذر إلى الأوراق ؟

1- الضغط الجذري : وهي عملية إمتصاص الماء من التربة إلى الشعيرات الماصة بسبب فرق التركيز بين داخل الخلايا والتربة .

2- خاصية التشرب : جدران الأوعية الخشبية غروية وهذا ما يساعد على تشرب هذه الجدران بالماء , وتعرف هذه الظاهرة بخاصية التشرب .

3- الخاصية الشعريه : يتم رفع الماء في الأنابيب الضيقة حسب الخاصية الشعرية . ولأن الأوعية الخشبية لا يتراوح 0.02 ملم ,فإنه من المعقول أن ينتقل الماء في هذه الاوعية بالخاصية الشعرية . لكن رفع الماء في هذه الأوعية لا يزيد عن 150 سم في أضيق الأنابيب وفي أحسن الأحوال . إذن نستنتج أن الخاصية الشعلرية تعتبر قوة ثانوية والتي قد تساعد بقدر ضئيل جداً على رفع الماء في الأوعية الخشبية .

4- نظرية التماسك والتلاصق : تتلخص العملية في أن عامود الماء يرتفع في الأنابيب الخشبية بسبب القوى التالية :

أ . قوة تماسك جزيئات الماء (קוהייזיה ) بعضها ببعض داخل الاوعية الخشبية , نجد أن القطرة تحدّبت بسبب ظاهرة توتر سطح الماء .

ب . قوة التلاصق بين جزيئات الماء وبين الاوعية الخشبية ( אדהיזיה ) يؤدي إلى تقعرقطرة الماء . ونجد أن الظاهرتين مع بعضهما البعض تؤديان إلى رفع عامود الماء داخل الأوعية الخشبية إلى حدٍّ ما أي ليس إلى إرتفاعات كبيرة .

5- السبب الأساسي هو عملية النتح التي تقوم بها النباتات والتي تسحب الماء إلى الأعلى كل الوقت . تحدث عملية نتح الماء خلال ثغور الورقة , لذلك ينشأ نقص كبير بالماء عند قمة عامود الماء في الورقة , فيحدث توتر لسطح الماء , فينسحب عامود الماء خلال الاوعية الخشبية وذلك لتعويض ما فقد من الماء في عملية النتح .

ولكن هنا قد نتساءل : ما هو العامل الذي يسحب الماء من نهاية الأنابيب الخشبية (عروق الورقة ) إلى أنسجة الورقة العمادية وألإسفنجية ؟

تحتوي خلايا الورقة على محلول عالي التركيز , ونتيجة لهذا التركيز ينتقل الماء من الأنابيب الخشبية التي في الورقة إلى هذه الخلايا , ثم ينتقل الماء من خلية إلى أخرى في النسيج العمادي وألإسفنجي بواسطة الخاصية الأسموزية , وكلما تبخر الماء من أنسجة الورقة زاد تركيز المذابات فيها , فيزداد سحب الماء من ألأنابيب الخشبية تبعاً لذلك .

الورقة :

تعتبر الورقة النباتية المكان الأساسي الذي تحدث به عملية التركيب الضوئي ( פוטוסינתיזה)

وذلك لكبر مساحتها وتعرضها للضوء . لكن ذلك لا يعني إقتصار عملية التركيب الضوئي على الأوراق فقط , بل تحدث في جميع الأجزاء الخضراء في النبتة .وذلك لإحتواء هذه الأجزاء على صبغة الكلوروفيل الخضراء التي تمتص الطاقة الضوئية والتي تعتبر ضروريه لإتمام العملية.

التشريح الداخلي للورقة :

1. البشرة العليا ( إبيديرميس ) وهي طبقة واحدة من الخلايا تغلف الورقة من الأعلى وفي الكثير من الأحيان تكون مغطاة بطبقة من الكيوتين الشمعية والتي تقلل من تبخر الماء من الأوراق وهذا يعطيها أفضلية للعيش في الأماكن الجافة مثل الصحراء . هذه الطبقة تتميز بأنها شفافة لأنها لا تحتوي على بلاستيدات خضراء .

الميزوفيل : وهذه المنطقة تضم نوعان من الأنسجة

2. النسيج العمادي والذي يتكون من خلايا أسطوانية طويلة نسبياً .

3. النسيج الإٍسفنجي يتكون من خلايا مختلفة الاحجام والاشكال , تنحصر بينها فلراغات بين خلوية كبيرة ولذلك سميت بالطبقة الإسفنجية . تكثر فيها الفراغات البين خلوية المليئة بالهواء والتي يتم داخلها عملية تبادل الغازات من الخلايا وإليها . تحتوي على كميات كبيرة جداً من البلاستيدات الخضراء في خلاياها ولذلك فإن أغلب عمليات التركيب الضوئي تتم داخلها .

4. البشرة السفلى هي طبقة واحدة من الخلايا تغلف الورقة من الأسفل وهي أيضاً شفافة مثل البشرة العليا . ما يميز هذه الطبقة بشكل عام هو إحتواءها على الثغور التي هي فتحات يتم من خلالها تبادل الغازات بين الورقة والبيئة الخارجية . كل ثغر من هذه الثغور يقع بين زوج من الخلايا الحارسة . تتميز الخلايا الحارسة عن باقي خلايا البشرة بالصفات التالية :

أ . تحتوي على بلاستيدات خضراء وتقوم بعملية التركيب الضوئي .

ب . جدرانها غير متماثلة السمك , إذ يكون الجدار القريب من فتحة الثغر أسمك من باقي الجدران في الخلية الحارسة التي تلامس بقية خلايا البشرة .



جهاز النقل في الورقة :

تتميز الأوراق بوجود شبكة من العروق التي تحتوي على أوعية ناقلة تتصل بالأوعية الناقلة في الساق عن طريق العنق . تمتد الأوعية الناقلة من الساق إلى عنق الورقة ومنه إلى العرق المركزي في الورقة الذي يتشعب ويتفرع بين أنسجة الورقة إلى عروق أصغر ( أقل قطراً ) فأصغر , حتى تكون هذه العروق متناهية في دقتها .

يصل مجموع أطوال العروق في كل سنتمتر مربع من مساحة النصل ( الورقة ) إلى 100 سم , وهكذا تنتشر هذه الشبكة من العروق في كل أنحاء الورقة . تقترب هذه العروق من جميع خلايا الميزوفيل لتضمن نقلاً جيداً للماء وللمذابات إلى الخلايا .

الثغور :

تنتشر الثغور بين خلايا بشرة الأوراق والسيقان الخضراء في بعض الأحيان . كل ثغر من هذه الثغور يقع بين زوج من الخلايا الحارسة . تتميز الخلايا الحارسة عن باقي خلايا البشرة بالصفات التالية :

1. تحتوي على بلاستيدات خضراء وتقوم بعملية التركيب الضوئي .

2. جدرانها غير متماثلة السمك , إذ يكون الجدار القريب من فتحة الثغر أسمك من باقي جدران الخلية الحارسة التي تلامس بقية خلايا البشرة .

تنظم الثغورعملية تبادل الغازات ( o2, co2 ( بين النبتة والبيئة الخارجية . فمن خلالها يتم خروج بخار الماء من النبتة في عملية النتح . فتح الثغور وإغلاقها متعلق بالتغيرات في ضغط التورجور ( ضغط الجدار ) في الخلايا الحارسة . فعندما ترتفع كمية الماء في الخلايا الحارسة , يرتفع أيضاً ضغط التورجور في هذه الخلايا , ونتيجة لذلك تتأثر الجدران الرقيقة نسبياً والبعيدة عن فتحة الثغر , فتندفع هذه الجدران الرقيقة بإتجاه خلايا البشرة المجاورة للخلية الحارسة , أي بإتجاه معاكس لمكان فتحة الثغر , مما يؤدي إلى تحدب الجدران الرقيقة . إن هذه الإستجابة تؤدي إلى سحب الجدار السميك القريب من فتحة الثغر بعيداً عن الثغر فيبتعد الجداران الغليظان المحيطان بالثغر الواحد عن بعضهما البعض , أي إبتعاد الخليتان الحارستان المجاورتان للثغر عن بعضهما البعض وبذلك يفتح الثغر. ما ينطبق على الثغر الواحد ينطبق على باقي الثغور , لأن كل ثغر يحيطه زوج من الخلايا الحارسة . بينما تقفل الثغور , عندما تقل كمية الماء في الورقة ( إنخفاض ضغط التورجور ) . الخلايا الحارسة تنكمش ( يصغر حجمها ) وتقترب من بعضها فتقفل الثغور . بإختصار التغييرات في مستوى الماء في النبتة , يؤثر في غلق الثغور وفتحها .