ما هو علم الأنسجة النباتية

علم الأنسجة النباتية

كيف تتشكل الأنسجة؟

يُعد علم الأنسجة النباتية اسمًا مشتقًا من الكلمة اليونانية هيستوس، فهو العلم الذي يدرس كل من الأنسجة والخلايا النباتية تحت المجهر، كما أنّه يرتبط ببيولوجيا الخلية أيّ بعلم الخلايا والتشريح، فجميع النباتات تضم أنظمة أنسجة نباتية؛ حيث تتمتع بمستوى عالٍ من التركيب، إذ أنّ نظام الأنسجة النباتية هو وحدة وظيفية تربط جميع أعضاء النبات مع بعضها.^[١]

والأنسجة هي مجموعة من الخلايا التي لها نفس الشكل والبنية، وتشكّل نظامًا معينًا لأداء مهمة ما، ومن الجدير ذكره أنّ النسيج يتكوّن بسبب انقسام الخلايا، إذ إنّ انقسام الخلايا في الكائنات متعددة الخلايا، يكوّن أعضاءً تكون جنبًا إلى جنب مع جدار خلوي جديد تتشكل بجوار بعضها، حيث تحتوي هذه الأعضاء على ممرات وهياكل بروتوبلازمية تسمى رابطة بلازمية، والتي تمرر المادة والمنبهات بين اثنين من البروتوبلازم عبر هذه الممرات.^[١]

وهذه الطريقة التي تتشكل بها مجموعات الخلايا المجاورة علاقتها وثيقة بين البروتوبلاست هي ما يشكّل الأنسجة^[١]، وهذا المقال سيتناول بالتفصيل الأنسجة النباتية جميعها.

ما هي الأنسجة المرستيمية؟

يُعرف النسيج المرستيمي بأنّه نسيج مصنوع من خلايا ليس لها دور محدد داخل النبات، أو بمعنى أخر أنّها خلايا غير متمايزة، إذ يمكن لهذه الخلايا أنّ تكون أو تقوم بأيّ شيء، فبمجرد تحديد دورًا للخلية، فإنّ وظيفتها ستصبح محدودة.^[٢]

ومن الجدير ذكره أنّ الخلايا الموجودة داخل الأنسجة المرستيمية لها خصائص معينة تجعلها مميزة بالمقارنة مع تلك الخلايا الموجودة في الأنسجة النباتية المتخصصة والناضجة، فالخلايا الموجودة داخل الأنسجة المرستيمية خلايا تتجدد ذاتيًا، مما يعني أنّها في كل مرة تنقسم بها تبقى خلية مرستيمية واحدة جديدة، بينما تتجه الثانية لتصبح خلية مبرمجة أو ناضجة متخصصة^[٢].

كما أنّ جميع الخلايا داخل الأنسجة المرستيمية هي خلايا حية، بينما يمكن للأنسجة النباتية الأخرى أنّ تتكوّن من خلايا حية وخلايا ميتة على حد سواء، ومن الجدير ذكره أنّ الخلايا المرستيمية تحتوي على جدران خلوية رقيقة ونواة كبيرة بارزة، كما يمكن أنّ تضم فجوات صغيرة أو قد تكون بدون فجوات؛ حيث تُعد هذه الفجوات عضيات تخزينية.^[٢]

من جهة أخرى فإنّ الخلايا المبرمجة لها جدران سميكة ونواة صغيرة، كما أنّها تحتوي أيضًا على فجوة كبيرة واحدة أو أكثر، كما تحتوي الخلايا المرستيمية على حجم كبير من سائل كثيف، بينما تحتوي الخلايا المتخصصة على كمية صغيرة فقط من السائل^[٢].

ما هي الأنسجة الأساسية؟

يُطلق اسم الأنسجة الأساسية على الأنسجة الأرضية النباتية؛ والتي تُعد من أهم الأنسجة في النباتات، وذلك لكونها مسؤولة عن إنتاج الغذاء من أشعةالشمس، بالإضافة إلى مساعدةالنباتات على النمو بشكل أطول والوقوف رأسيًا، ومن الجدير ذكره أنّ هذه الأنسجة تمثل معظم الجزء الأكبر للنبات، كما أنّها تملأ الفراغات بين أنسجة الجلد والأنسجة الوعائية.^[٣]

ولا بدّ من الإشارة هنا إلى أنّ الأنسجة الأساسية تحتوي على مجموعة متنوعة من الوظائف وذلك وفقًا لنوع الأنسجة، إذ أنّ هناك ثلاثة أنواع من الأنسجة الأساسية، ولكل منها وظيفة محددة أو مجموعة من الوظائف للنبات^[٣]، كما يأتي:

النسيج البرانشيمي

يُعرف النسيج البرانشيمي بأنّه أكثر الأنسجة تنوعًا من بين الأنسجة الأساسية الثلاثة، فهو النسيج المسؤول عن عملية التمثيل الضوئي؛ أيّ هو النسيج المسؤول عن كيفية صنع النبات للطعام من ضوء الشمس، بالإضافة إلى تخزين الطعام، كما أنّها مسؤولة أيضًا عن العلاج في النباتات، أيّ أنّه يُمكن لهذا النسيج أنّ يمر بانقسام الخلايا ويتجدد إذا لزم الأمر^[٣].

وبما أنّ النسيج البرانشيمي يتكوّن من خلايا متنوعة؛ بالتالي فإنّ هذه الخلايا يمكن أنّ تكون بأشكال مختلفة ووظيفتها متخصصة بشكل كبير، ومن الجدير ذكره أنّه عادةً ما تكون خلايا النسيج البرانشيمي متساوية الأقطار أو ذات أسطح متعددة، كما أنّها تتميز بأنّ لها جدار خلوي أساسي فقط، وقدرتها على الانقسام الخلوي في المستقبل، ولا بدّ من الإشارة هنا إلى أنّ خلايا هذه الأنسجة تحتوي على نواة؛ وعندما تتشكل لأول مرة، تكون سيتوبلازمية بشكل كثيف ولديها العديد من الفجوات الصغيرة.^[٤]

النسيج الكولنشيمي

تُعرف خلايا النسيج الكولنشيمي بأنّها خلايا مطولة لها جدران خلوية سميكة غير منتظمة؛ والتي تتكوّن من كل من مركبات السليلوز والبكتين، ومن الجدير ذكره أنّه غالبًا ما توجد هذه الخلايا تحت نسيج البشرة، أو في الطبقة الخارجية من الخلايا في الجذوع الصغيرة وفي عروق الأوراق.^[٥]

وأهم ما يميز هذه الخلايا أنّها توّفر الدعم الهيكلي للنباتات، حيث تحمي النباتات من خلال العمل كهيكل داخلي؛ تمامًا كعمل العظام في جسم الإنسان والحيوانات^[٥]، فوظيفة خلايا النسيج الكولنشيمي الرئيسة هي دعم النباتات، وخاصة النباتات الصغيرة، إذ تساعد في دعم النباتات مع عدم التأثير على نموها؛ وذلك بسبب اختفاء عامل التصلب في جدران خلاياها الأولية وافتقارها إلى جدران الخلايا الثانوية^[٦].

تتعرض جميع النباتات لتحديات كثيرة تواجه هيكلها؛ إلا أنّها بدون وجود هذه الخلايا بداخلها فستكون معظم هذه النباتات هشة جدًا، وبالتالي لا تتحمل الأضرار التي تلحقها بها تلك التحديات؛ كالأمطار الغزيرة والرياح الشديدة وغيرها، حيث تمكن الجدران السميكة لخلايا النسيج الكولنشيمي النباتات من توفير دعم إضافي في المناطق التي توجد فيها.^[٥].

ومن الجدير ذكره أنّ خلايا النسيج الكولنشيمي على وجه الخصوص تخدم الأجزاء النامية من النباتات؛ كالبراعم والأوراق، وذلك عن طريق توفير الدعم وملء المساحات الخالية التي ستستخدم للنمو في وقت لاحق^[٥].

النسيج الاسكلرنشيمي

يُعد النسيج الاسكلرنشيمي في النباتات نسيجًا داعمًا؛ حيث يتكوّن من أيّ نوع من أنواع الخلايا الخشبية الصلبة، وعادة ما تكون الخلايا الاسكلرنشيمية الناضجة خلايا ميتة ذات جدران ثانوية سميكة جدًا تحتوي على ليغنين، فالخلايا صلبة وغير قابلة للتمدد؛ إذ أنّها غالبًا ما تكون موجودة في الأماكن غير النامية للأجسام النباتية، كاللحاء أو السيقان الناضجة.^[٧].

ومن الجدير ذكره أنّه دائمًا ما تكون الخلايا الاسكلرنشيمية بعدة أشكال وأحجام؛ إلا أنّه يوجد منها نوعان رئيسان وهما: الألياف والسكليريد^[٧].

توجد خلايا النسيج الاسكلرنشيمي في جميع أنواع النباتات؛ كالأعشاب والأشجار والنباتات الزهرية، إذ أنّ جميع النباتات تحتاج لخلايا ترتبط ببعضها البعض، بالإضافة إلى احتياجها لوجود طبقة خارجية قوية تُعرف باسم جدار الخلية، وبسبب قوة وسمك الجدران الخلوية للنسيج الاسكلرنشيمي؛ فإنّها لا تشارك في العديد من الأنشطة الأخرى للنباتات النامية، كالتمثيل الضوئي؛ وذلك بسبب زيادة تركيزها على الدعم والبنية، ففي واقع الحال إنّ خلايا النسيج الاسكلرنشيمي عندما تنضج تمامًا، فإنّها تموت، وبمجرد موتها فإنّها تحافظ على هيكل النبتة؛ وبالتالي لا تحتاج إلى صيانة أخرى، الأمر الذي يؤدي إلى زيادة تركيز النبات على مناطق أخرى مع الحصول على الدعم والقوة التي يحتاجها^[٨].

ما هي الأنسجة المركبة؟

تُعرّف الأنسجة المركبة على أنّها نوعًا من الأنسجة النباتية التي تتكوّن من أنواعًا كثيرة من الخلايا، إذ أنّ الوظيفة الرئيسة لهذه الأنسجة هي التوصيل، وبالإضافة إلى ذلك فإنّ خلايا النسيج المركب تحتوي على جدران خلوية سميكة تتكوّن من ترسبات الليغنين؛ فلذلك هي خلايا غير حية.^[٩].

ولا بدّ من الإشارة هنا إلى أنّ هذه الأنسجة توّفر الدعم الهيكلي للنبات، ومن جهة أخرى هناك نوعًا أخرًا من الأنسجة وهو الأنسجة البسيطة والتي تختلف عن الأنسجة المركبة بشكل رئيس في أنّها تتكوّن من نوعًا واحدًا فقط من الخلايا^[٩].

ما هو نسيج البشرة؟

تُعرف البشرة بأنّها طبقة واحدة من الخلايا تُغطي السطح الخارجي للنبات، إذ يمكن تشبيه البشرة بأنّها جلدًا للنبات، والتي تتوسط أغلب التفاعلات بين النبات والبيئه المحيطه به، ومن الجدير ذكره أنّ خلايا البشرة تُفرز مادة شمعية تسمى الكوتيكولا؛ والتي تقوم بدورها بالتغليف ومقاومة الماء، وتحمي أجزاء النباتات الموجودة فوق سطح الأرض، حيث تساعد مادة الكوتيكولا على منع فقدان الماء والجروح والالتهابات والأضرار الناجمة عن السموم^[١٠].

يضم نسيج البشرة عدة أنواع من الخلايا المتخصصة، كما أنّه يضم خلايا رصفية تُشكّل غالبية البشرة؛ فهي خلايا برنشيمة كبيرة غير منتظمة الشكل لا تحتوي على البلاستيدات الخضراء، ولا بدّ من الإشارة إلى أنّه في داخل البشرة تتضخم آلاف الأزواج من الخلايا الاسكلرنشيمية الحارسة التي تكون على شكل حبة الفول وتتقلص عن طريق الخاصية الأسموزية؛ وذلك لفتح وإغلاق الثغور؛ وهي مسام صغيرة تتحكم في تبادل الأكسجين وغازات ثاني أكسيد الكربون وإطلاق بخار الماء، كما تحتوي الأسطح السفلية لبعض الأوراق على ما يقارب 100,000 ثغرة لكل سنتيمتر مربع^[١٠].

ما هي الأنسجة الوعائية ؟

يشمل نظام الأنسجة الوعائية جميع أنسجة النبات التي تعمل على نقل المواد لمسافات طويلة، هناك نوعان من الأنسجة، كلاهما من الأنسجة المعقدة مع أكثر من نوع من الخلايا، النسيج الوعائي الخشبي ينقل الماء إلى أعلى النبات، أمّا النسيج الوعائي اللحائي ينقل المغذيات حول النبات^[١١]، وفيما يأتي شرحًا لهذه الأنسجة:

الخشب

يُعرف النسيج الخشبي بأنّه نسيجًا وعائيًا نباتيًا ينقل الماء والمعادن الذائبة من الجذور إلى باقي أجزاء النبتة، كما يوّفر الدعم الفيزيائي، ومن الجدير ذكره أنّ هذا النسيج يوجد في جميع النباتات الوعائية، حيث يتكوّن من عدة أنواع من الخلايا المتخصصة الموصلة للماء والتي تدعى بالعناصر القصيبية؛ والتي تتكوّن من خلايا تدعى بالقصيبة والأوعية الخشبية، حيث يتميز كلاهما بأنّها ضيقان، مجوفان، وممدودان، إلا أنّ القصيبة دائمًا ما تكون أقل تخصصًا من الأوعية الخشبية؛ كما أنّها النوع الوحيد من الخلايا الموصلة للماء في معظم عاريات البذور والنباتات الوعائية الخالية من البذور^[١٢].

تُعرف الأوعية الخشبية بأنّها الخلايا الأساسية الموصلة للماء في كاسيات البذور، وتتميز بالمناطق التي تفتقر إلى جدران الخلايا الأولية والثانوية، والتي تدعى الثقوب، حيث يتدفق الماء من خلال هذه الثقوب دون وجود عوائق أمامه من وعاء خشبي إلى وعاء خشبي أخر، وبالإضافة لوجود العناصر القصيبية، فإنّ أنسجة الخشب تتميز أيضًا بوجود خلايا ليفية تقوم بالدعم، كما تتميز بوجود بخلايا برانشيمية لتخزين العديد من المواد^[١٢].

اللحاء

يُعرف اللحاء بأنّه نسيجًا مسؤولًا عن نقل المواد العضوية القابلة للذوبان كالسكر، حيث تنتقل المواد عبر عناصر الأنبوب الغربالي، ومن الجدير ذكره أنّه يوجد أنواع أخرى من الخلايا؛ كالخلايا المرافقة والخلايا البرانشيمية والألياف، ولا بدّ من الإشارة هنا إلى أنّ الجدران الطرفية لا تحتوي على فتحات كبيرة، وذلك بخلاف أعضاء الأوعية الخشبية في النسيج الخشبي، إلا أنّ الجدران الطرفية تضم العديد من المسام الصغيرة؛ إذ يمتد السيتوبلازم من خلية إلى أخرى.^[١٣]

وعلى الرغم من أنّ السيتوبلازم الخاص بهم يشارك بشكل نشط في توصيل المواد الغذائية، فإنّ أعضاء الأنبوب الغربالي ليس لديهم نوى عند النضج، إذ يتم التحكم في نشاط الأنابيب الغربالية عن طريق الخلايا المرافقة بواسطة الرابطة البلازمية^[١٣].

التغذية والنقل عند النباتات

لماذا تعد النباتات أقل تعقيدًا من الحيوانات؟

تُعد النباتات أحد التصنيفات الرئيسة للكائنات الحية جنبًا إلى جنب مع الحيوانات، حيث تضم العديد من الأنواع التي تحتاج لإتمام العمليات بداخلها بشكل سليم للاستمرار، ومن بين أهم هذه العمليات هي عملية النقل، والتي تُمكِّن بدورها جميع الأجهزة الأخرى من العمل كما يجب، وذلك عن طريق توفير العناصر الغذائية اللازمة لها، الأمر الذي يسمح لجميع الأعضاء بممارسة أنشطتهم المعتادة ^[١٤].

تُعد أغلب النباتات أقل تعقيدًا بالمقارنة مع الحيوانات؛ إذ دائمًا ما تحتاج النباتات إلى كمية أقل من الطعام والماء لاستمرار بقائها، ومن الجدير ذكره هنا أنّ النباتات تأخذ كل من الماء والمغذيات الذائبة من التربة عن طريق الجذور، ثم يتم بعد ذلك نقل هذه المواد إلى أنسجة متخصصة توجد في جذع النباتات؛ والتي تقوم بدورها في نقل المياه والعناصر الغذائية إلى أجزاء النبات المختلفة، كالأوراق والزهور والفواكه، كما يتم توزيع الطعام من عدة مواقع على أعضاء مختلفة عبر نسيج آخر من نظام نقل النبات^[١٤].

المراجع

1. ^ ^{أ ب ت} "Plant Histology ", acikders ankara edu, Retrieved 2020-09-16. Edited.
2. ^ ^{أ ب ت ث} "Meristematic Tissue: Definition & Function", study, Retrieved 2020-09-17. Edited.
3. ^ ^{أ ب ت} "Ground Tissue in Plants: Function, System & Definition", study, Retrieved 2020-09-15. Edited.
4. ↑ "Parenchyma", britannica, Retrieved 27/02/2021. Edited.
5. ^ ^{أ ب ت ث} "Collenchyma Cells: Function, Definition & Examples", study, Retrieved 2020-09-17. Edited.
6. ↑ "Plant Tissue Systems", thoughtco, Retrieved 2020-09-17. Edited.
7. ^ ^{أ ب} "Sclerenchyma", britannica, Retrieved 2020-09-15. Edited.
8. ↑ "Sclerenchyma Cells: Function & Location", study, Retrieved 2020-09-16. Edited.
9. ^ ^{أ ب} "Difference Between Simple and Compound Tissue", pediaa, Retrieved 2020-09-16. Edited.
10. ^ ^{أ ب} "2.2 Types of Plant Tissues", ck12, Retrieved 2020-09-17. Edited.
11. ↑ "Vascular Tissue Tissue System", botit.botany.wisc.edu, Retrieved 2020-09-14. Edited.
12. ^ ^{أ ب} "Xylem", britannica, Retrieved 2020-09-16. Edited.
13. ^ ^{أ ب} "25.4B: Vascular Tissue: Xylem and Phloem", libretexts, Retrieved 2020-09-16. Edited.
14. ^ ^{أ ب} "The Transport System of Plants & Animals", sciencing, Retrieved 2020-09-14. Edited.