كيف تساعد الشعيرات الجذريه النبات على امتصاص الماء
تساعد الشعيرات الجذرية النبات على امتصاص الماء من خلال
تمتص النباتات الماء من التربة من خلال التناضح، وتمتص الأيونات المعدنية من خلال النقل النشط وهذا مقابل تدرج التركيز، ويتم تكييف خلايا الشعيرات الجذرية لامتصاص الماء والأيونات المعدنية من خلال وجود مساحة كبيرة لزيادة معدل الامتصاص، كما أنها تشتمل على الكثير من الميتوكوندريا التي تسمى بالطاقة من الجلوكوز أثناء التنفس من أجل توفير الطاقة اللازمة للنقل النشط. يتم نقل المياه الممتصة من خلال الجذور إلى باقي أجزاء النبات حيث يتم استخدامها لأمور مختلفة وهي:
- تكوين مادة متفاعلة تستعمل في عملية التمثيل الضوئي.
- يدعم الأوراق ويطلق الحرارة من خلال الحفاظ على الخلايا الصلبة.
- يبرد الأوراق عن طريق التبخر.
- ينقل المعادن المذابة حول النبات.
- الثغور.[1]
الشعيرات الجذرية تعتبر البنية بسيطة جداً للنبات ويمكن أن تكون على طرف الجذر بالآلاف وهي في الأساس امتداد للخلايا الخارجية للجذر، وهي قصيرة العمر ويتم استبدالها دوماً فتعمل الشعيرات الجذرية مثل الإسفنج تحت الأرض، فالشعيرات تمتص العناصر الغذائية والمياه التي يتم إرسالها من طرف جذر النبات، والحقيقة أن هناك العديد من شعيرات الجذر على كل جذر ترفع من كمية الماء والمواد المغذية التي متاح للنبات أن يمتصها من التربة.[2]
يتم إنتاج الشعيرات الجذرية في منطقة نضوج جذور النباتات النامية (المنطقة 1 من الشكل أدناه)، وتتبع منطقة النضج منطقة الاستطالة (المنطقة 2 في الصورة) ومنطقة انقسام الخلايا (المنطقة 1) في الجذر خلال نموها داخل التربة أو بيئة النبات.
تعتبر أنظمة الجذر للنباتات جزءًا من نظامي الأعضاء الرئيسيين في النبات وهما نظام النبتة ونظام الجذر، وبالطبع أن نظام النبتة ينمو فوق الأرض، إنه يوفر للنباتات الأرضية القدرة على التقاط طاقة الشمس، ونقل الطعام إلى أجزاء أخرى من النبات وإجراء التكاثر، وإنشاء النبات داخل نظامه البيئي على سطح الأرض من جانب أخر، تلعب أنظمة الجذر الكثير من الأدوار الحيوية أيضًا، فتشمل أدوار نظام جذر النباتات ما يلي:
- تثبيت النبات في الأرض.
- سحب الماء من التربة.
- سحب العناصر الغذائية من التربة.
- التفاعل مع الكائنات الحية الدقيقة ، بما في ذلك البكتيريا والفطريات في التربة.
اعتمادًا على نوع النبات، فقد يكون للنباتات جذور جذرية أو جذور ليفية أو حتى جذور عرضية، وفي الاغلب ما توجد جذور Taproots في نباتات Dicot، بينما تتوفر الجذور الليفية في نباتات Monocot، وقد تمتلك الجذور الطرفية جذرًا واحدًا أو اساسياً يمتد إلى أسفل عبر التربة مع مجموعة جذور جانبية تخرج من الجذر المركزي الاساسي، كما هو موضح في الصورة أدناه، وتحتوي الجذور الليفية على الكثير من الأحرف الأولى للجذر التي تشرع من قاعدة الأجزاء المتاحة على سطح الأرض من النبات، وعادة ما تقوم الجذور العرضية دورًا في دعم النبات وبالاغلب ما تظهر من الأجزاء المتوفرة على سطح الأرض من النبات.[3]
ماذا عن العضية في النبات
تعتبر العضية التي تساعد النبات على صنع الغذاء وهي عضيات ذات غشاء مزدوج تتواجد داخل خلايا النباتات والطحالب، وتعتبر هي المسؤولة عن تصنيع وتخزين المواد الغذائية، وفي الاغلب ما تشتمل على أصباغ تستعمل في التمثيل الضوئي وأنواع متنوعة من الأصباغ التي يمكن أن تغير لون الخلية، مع أدوارهم المعروفة، تتواجد بها أنواع مختلفة من البلاستيدات، كما يتم تصنيف بعضها بشكل رئيسي بناءً على وجود أو عدم وجود أصباغ بيولوجية ومراحل نموها.
البلاستيدات الخضراء: البلاستيدات الخضراء هي العضيات الخلوية الشبه مسامية ومزدوجة الغشاء ومحدبة من الجانبين تقع داخل الطبقة المتوسطة للخلية النباتية، كما إنها المواقع التي يتم فيها تصنيع الطعام عن طريق التمثيل الضوئي.
Chromoplasts: الاسم الذي يطلق على منطقة لكل أصباغ النبات المراد حفظها وتركيبها هو Chromoplasts، كما يمكن العثور عليها بالعادة في النباتات المزهرة والأوراق والفواكه القديمة، وتتحول البلاستيدات الخضراء إلى صانعات صبغية.
جيرونتوبلاستس: وهذه هي البلاستيدات الخضراء التي تتلائم مع مرحلة الشيخوخة للنبات، تتماشى مع صانعات جيرونوبلاستس مع البلاستيدات الخضراء للأوراق التي تساهم في التحول إلى الكثير من العضيات الأخرى حين تتوقف الورقة عن استعمال التمثيل الضوئي، عادةً في شهر الخريف.
Leucoplasts: وهي عضيات عديمة اللون وغير مصطبغة، في أغلب أقسام النبات غير الضوئية، توجد الكريات البيضاء عادة كجذور، وهي تعمل احتياجات النبات كمخزن للنشويات والدهون والبروتينات، وتستخدم بشكل رئيسي لتحويل الأحماض الدهنية والأحماض الأمينية.[4]
وصف بنية الشعيرات الجذرية
1. تمتص النباتات الماء من التربة بمساعدة شعيرات الجذرية.
2. توجد الشعيرات الجذرية في منطقة الامتصاص.
3. تشكل خلايا النبات امتدادات وحيدة الخلية وهي هياكل قصيرة العمر (سريعة الزوال)، أي الشعيرات الجذرية.
4. الشعيرات الجذرية ليست سوى امتدادات حشوية لخلية epiblema، الشعيرات الجذرية هي تراكيب طويلة تشبه الأنبوب من 1 إلى 10 ملم.
6. هي هياكل ليس لها لون وغير متفرعة وحساسة جداً.
7. ويوجد فجوة مركزية كبيرة محاطة بطبقة رقيقة من السيتوبلازم وغشاء البلازما وجدار الخلية الخارجي.
8. جدار الخلية لشعر الجذر رقيق ومزدوج الطبقات مع طبقة خارجية من البكتين وطبقة داخلية من السليلوز قابلة للاختراق بحرية.[5]
هل تحدث أي تعديلات في الشعيرات الجذرية
تحتوي خلايا الشعر الجذرية على تعديلات متنوعة وهي تساعدها على تنفيذ مهمتها بكفاءة وهي تكون على النحو التالي:
- اتساع سطح كبير.
- نقص كوتين.
- نقص البلاستيدات الخضراء.
- معدل النمو.
- التكيفات الفراغية.
- احتياطيات الملح.
اتساع سطح كبير: تعمل الكثير من شعيرات الجذر في نهاية المطاف على رفع مساحة السطح الإجمالية للنبات لأن الانحناءات والحلقات في سطح عادي تعمل على نشر السطح، كما أن هذا مفيد بشكل خاص في امتصاص الماء والمغذيات من التربة، ولا بد أن النبات الذي يشتمل على نظام جذر هائل يعيش على الامد الطويل أو حين تنفد العناصر الغذائية.
نقص كوتين: الكوتين هي الطبقة الشمعية التي تمنع تبادل الماء والمواد القابلة للذوبان داخل الماء لأنها قابلة للذوبان داخل الدهون، ولهذا، فإن توفر طبقة بشرة يعيق نقل الماء وامتصاصه، ولهذه الأسباب فقد تفتقر الشعيرات الجذرية إلى القص.
نقص البلاستيدات الخضراء: تفتقر خلايا الشعيرات الجذرية إلى الصبغة الخضراء المسؤولة عن عملية التمثيل الضوئي مما يجعلها غير قادرة على صنع غذائها، وبالتالي، فهي تقوم على الخلايا المحيطة من أجل البقاء، في الوقت ذاته، لا تتطلب ضوء الشمس لتعمل ولهذا، فإن نشاطهم لا يضطرب بغض النظر عن الوقت من اليوم.
معدل النمو: لهم معدل نمو سريع بشكل استثنائي وهو الذي كان بمثابة مساعدة كبيرة لعلماء النبات الذين يجربون النمو والتغيرات التنموية في الخلايا وهو معدل نموهم هو 1 ميكرومتر في الدقيقة.
التكيفات الفراغية: الفجوات كبيرة ومركزية، كما هو الحال في كل الخلايا النباتية الأخرى، وهم يشاركون في الحد الأقصى من تخزين السوائل والمغذيات والاحتفاظ بها.
احتياطيات الملح: تشتمل فجوات الخلايا الجذرية على كميات ضخمة من الأملاح لخلق فرق تركيز بين التربة وداخل النبات، وعلى الرغم من أن التربة تشمل على مغذيات إضافية، إلا أن الأملاح المتراكمة في فجوات الخلايا الجذرية تتغذى نسبيًا، وتصبح الشعيرات الجذرية فارغًا “بالوعة” أو تركيز ملح أعلى، بينما تصبح التربة “حوضًا” أو مكانًا لتركيز الملح القليل.[6]
