النبات Plant 2
صفحة 1 من اصل 1
النبات Plant 2
الأوراق تجهز أوراق معظم النباتات الغذاء للنمو، والاستعاضة. يوضّح الرسم جهة اليسار الأجزاء الرئيسية للورقة، وتوضح الرسومات الأخرى التنوع الكبير لأنواع وأشكال الورقة. فبالإضافة إلى الأوراق البسيطة والمركبة، هناك الأوراق الحرشفية، والإبرية، والشوكية.
الأوراق. تصنع الأوراق معظم الغذاء الذي تحتاج إليه النباتات لتعيش، وتنمو. وتنتج الأوراق الغذاء خلال عملية التركيب الضوئي، ويمتص اليخضور (الكلوروفيل) الموجود في الأوراق الطاقة الضوئية من الشمس ضمن إحدى عمليات التركيب الضوئي. وتستخدم النباتات هذه الطاقة ليتّحد الماء، والأملاح المعدنية من التربة مع ثاني أكسيد الكربون من الهواء. ويستخدم الغذاء المتكون بهذه الكيفية للنمو، والترميم، أو قد يختزن في مناطق خاصة في السيقان، أو في الجذور. انظر: التركيب الضوئي.
تختلف الأوراق كثيرًا في الحجم والشكل. ويقل طول أوراق بعض النباتات وعرضها عن 2,5 سم. وتنمو أكبر الأوراق، كأوراق نخيل الرَّافيا إلى 20م في الطول و2,5م في العرض. وأوراق معظم النباتات عريضة، ومنبسطة، والعديد منها ذو حافة كاملة، لكن الحافة في بعضها الآخر تكون مسننة، أو متموجة. أما النجيليات وبعض النباتات الأخرى فهي ذات أوراق طويلة، ودقيقة، وذات حافة كاملة، وقليل من أنواع الأوراق مثل الأوراق الإبرية في أشجار الصنوبر، والأوراق الشوكية في نباتات الصبار تكون مستديرة، وذات قمة حادة (مدببة).
تُرتَّب معظم الأوراق بنظم محددة على النبات. تنمو أوراق العديد من النباتات بترتيب متبادل أو ترتيب لولبي، وتتكون في هذين النظامين ورقة واحدة فقط عند كل عقدة. وفي النباتات ذات الترتيب المتبادل تظهر أولا ورقة على أحد جانبي الساق، ثم تظهر الأخرى على الجانب الآخر منه. وفي النباتات ذات الترتيب اللولبي تبدو الأوراق وكأنها تطوق الساق أثناء تتابع نموها إلى أعلى. يكون ترتيب أوراق النبات متقابلا إذا نمت ورقتان على جانبي السَّاق عند العقدة نفسها.وإذا تكونت ثلاث أوراق، أو أكثر على مسافات متساوية حول عقدة واحدة بالساق، يكون ترتيب الأوراق سِواريًّا.
تبدأ الورقة حياتها على هيئة نتوء صغير خلف النسيج الإنشائي القمي للساق. وينمو في معظم الأوراق جزءان رئيسيان: النصل والعنق. وقد يكون لأوراق بعض النباتات جزء ثالث أيضا هو الأُذَيْنات. والنصل هو الجزء المنبسط من الورقة. فبعض الأوراق ذات نصل واحد فقط وهي الأوراق البسيطة. وتسمى الأوراق التي لها نصلان أو أكثر بالأوراق المركبة. ويمثل العنق محور الورقة الرفيع الذي ينمو بين قاعدة النصل، والساق. ويحمل العنق الماء، والغذاء من النصل وإليه. والأذينات تراكيب تشبه الورقة تنمو عند التقاء العنق مع الساق. ولا تختلف معظم الأذينات في بِنْيتها الأساسية عن الأوراق المتناهية الصغر.
توزع شبكة من العروق الماء إلى المناطق المنتجة للغذاء بالورقة. كما تساعد العروق في تدعيم الورقة، والحفاظ على سطحها معرضًا للشمس. ويسمى السطح العلوي، والسطح السفلي للورقة بالبشرة أو سطح الورقة. يوجد بالبشرة فتحات متناهية الصغر تسمى ثغورًا. وينتقل ثاني أكسيد الكربون، والأكسجين ، وبخار الماء، والغازات الأخرى إلى داخل الأوراق وإلى خارجها خلال الثغور. انظر: الورقة.
الأزهـــــــار تشتمل الأزهار على أجزاء التكاثر بالنباتات الزهرية. إذا كانت أجزاء التكاثر للنبات ـ الأسدية والمدقات ـ في ذات الزهرة، تسمى زهرة تامة، أما إذا احتوت الزهرة على الأسدية فقط، أو المدقات فقط فتسمى زهرة غير تامة. وتظهر الأجزاء الخارجية للزهرة (إلى اليسار).
الأزهار. تشتمل على الأجزاء المسؤولة عن التكاثر بالنباتات الزهرية. وتتكون الأزهار من براعم على امتداد ساق النبات. ويعطي بعض أنواع النباتات زهرة واحدة فقط، وبعضها الآخر يكون العديد من مجموعات كبيرة من الأزهار، كما أن النباتات مثل الطرخشقون، وزهرة الربيع، لها العديد من الأزهار الصغيرة جدًا تكون رأسًا مفردًا يُشبه الزهرة.
بغالبية الأزهار أربعة أجزاء رئيسية : 1-الكأس 2- التّويج 3-الأسدية 4-المدَقَّات. وتتصل الأجزاء الزهرية عند موضع على الساق يعرف بتخت الزهرة.
يشتمل الكأس على تراكيب ورقية صغيرة، خضراء في معظم الأزهار تسمى سبلات، وتحمي السبلات البراعم الزهرية الصغيرة. توجد البتلات إلى الداخل من الكأس. وتكوِّن بتلات الزهرة مجتمعة التويج. وتمثل البتلات أكبر الأجزاء في معظم الأزهار وأكثرها غنى بالألوان. وتتصل الأجزاء الزهرية المسؤولة عن التكاثر ـ الأسدية والمدقات ـ بتخت الزهرة إلى الداخل من السبلات والبتلات، وتكون الأسدية والبتلات ملتحمة في العديد من الأزهار.
والسداة عضو التكاثر المذكر، والمدقة عضو التكاثر المؤنث. وتتركب كل سداة من جزء كبير يعرف بالمئْبر (المتك) ينمو في نهاية عنق طويل وضيق يعرف بالخيط. تنتج حبوب اللقاح، والتي تكون الخلايا الجنسية المذكرة، داخل المئبر. تضم المدقة في غالبية الأزهار ثلاثة أجــزاء: 1- تركيب مفلطـح في القمـة يعـرف بالميسـم 2- أنبوبة أسطوانية في الوسط تعرف بالقلم 3- جزء قاعدي مستدير يعرف بالمبيض.
يحتوي المبيض على تركيب، أو أكثر يعرف بالبييضات، وتتكون الخلايا البيضية داخل المبيض. وتتحول البييضات إلى بذور عندما تخصب الخلية المذكرة خلية بيضية. يتناول الجزء التالي من هذه المقالة كيفية تكاثر النباتات، وتوضح الطريقة التي تتحد بها الخلية المذكرة مع الخلية البيضية وبدء تكوين البذور والثمار.
البـــــــــــذور قد تكون البذور عارية أو مغطاة. فبذرة الصنوبر، إلى جهة اليسار، بذرة عارية وتتكون على إحدى حراشيف المخروط. ويوجد نوعان من البذور المغطاة ـ ذات فلقة واحدة وذات فلقتين. تتكون هذه البذور داخل مبيض. وذات الفلقتين، بالوسط، لها فلقتان، وذات الفلقة الواحدة إلى اليمين لها فلقة واحدة فقط.
البذور. تتفاوت البذور كثيرًا في الحجم، والشكل. بعض البذور صغيرة للغاية، مثل تلك التي في نبات التبغ، فقد ينمو أكثر من 2,500 بذرة داخل قرن أقل من 20 ملم في الطول. وعلى العكس من ذلك، فإنّ البذرة في أحد أنواع شجرة جوز الهند قد تزن ما يقرب من 10 كجم. ولايوجد ارتباط بين حجم البذرة، وحجم النبات، وعلى سبيل المثال فإن أشجار الخشب الأحمر الضخمة التي يزيد ارتفاعها عن 110م تنمو من بذور يبلغ طولها 1,6 ملم فقط.
يوجد نوعان رئيسيان من البذور : عارية ومكسوّة أو مغلفة. فكافة النباتات الحاملة للمخاريط ذات بذور عارية، وتتكون بذور هذه النباتات على السطح العلويّ للحراشيف التي تُكّون المخاريط. وجميع النباتات الزهرية ذات بذور مغطاة بوساطة المبيض. يكوّن المبيض عند نضج البذور الثمرة. ويتحول المبيض في نباتات مثل التفاح، والتوت، والعنب إلى ثمار طرية، وفي نباتات أخرى مثل الفاصوليا، والبازلاّء يتحول المبيض إلى ثمار جافة. وقد يكون لبعض النباتات ثمار متجمعة حيث يتكون كل جزء صغير من الثمرة المتجمعة، مثل توت العليق، من مبيض مستقل به بذرتُه الخاصة.
وتتركب البذور من ثلاثة أجزاء رئيسية : 1-القصرة (الغلاف الخارجي)، 2-الجنين، 3-النسيج المختزن للغذاء. تحمي القصرة، أو الغلاف الخارجي، الجنين الذي يشتمل على كافة الأجزاء المطلوبة لتكوين نبات جديد. ويحتوي الجنين كذلك على فلقة أو أكثر، وهي أوراق جنينية تمتص الغذاء من النسيج المختزن للغذاء. ويسمَّى هذا النسيج في النباتات الزهرية السويداء. يمتص الجنين السويداء في بعض النباتات مثل البازلاء، والفاصوليا، ويُختزن الغذاء بالفلقات. وفي النباتات الحاملة للمخاريط يختزن الغذاء ضمن نسيج الطور المشيجي المؤنث. انظر: البذرة.
طرق تكاثر النباتات
الكثير من النباتات الزهرية يتلقح بوساطة النحل، وحيوانات أخرى. تتعلق حبوب اللقاح بالحيوانات التي تحملها من زهرة إلى زهرة خلال بحثها عن الغذاء.
المخروطيات تنتج حبوب لقاح تحملها الرياح من المخروط المذكر إلى المخروط المؤنث. في الصورة أعلاه، حبوب اللقاح تتساقط من مخروط مذكر لنبات الصنوبر النمساوي.
تكثر النباتات من نوعها إما بالتكاثر الجنسي، أو بالتكاثر اللاجنسي. فعند التكاثر الجنسي تلتقي خلية مذكرة مع الخلية البيضية المؤنثة لإنتاج نبات جديد. وتحتوي كل من الخلية البيضية، والخلية المذكرة على الصبغيات (المادة الوراثية). تحدد الصبغيات العديد من الخصائص، وقد تختلف هذه الخصائص في كل من الأبوين. وقد يحدث التكاثر اللاّجنسي بطرق عديدة، وغالبا ما يتضمن تجزئة النبات إلى جزءين، أو أكثر ويصير كل منها نباتا جديدًا. وترث هذه النباتات صبغياتها من أب واحد فقط، ويكون لها خصائص مطابقة للنبات الأب. ويعرف هذا النوع من التكاثر اللاجنسي بالتكاثر الخضري، ويتكاثر العديد من النباتات بكل من التكاثر الجنسي، والتكاثر الخضري.
التكاثر الجنسي. يحدث التكاثر الجنسي في النباتات على شكل دورة معقدة تعرف بتبادل الأجيال (تعاقب الأجيال)، تشتمل على جيلين أو مرحلتين متميزتين. وخلال إحدى مرحلتي الدورة، يعرف النبات بالنابت المشيجي أو النبات الحامل للأمشاج. وتصعب مشاهدة الطور المشيجي في معظم الأنواع النباتية، أو نادرًا ما يلاحظه الناس. ويعطي هذا الطور الأمشاج ـ أي الخلية المذكرة والخلية البيضية. وقد ينتج الطور أيضًا الخلايا المذكرة، أو الخلايا البيضية أو كلتيهما تبعا لنوع النبات. وعند اتحاد الخلية المذكرة مع الخلية البيضية، يتكون من البييضة المخصبة المرحلة الثانية من دورة حياة النبات. في هذه المرحلة يعرف النبـات بالطـور البوغي أو النبات الحامل للأبواغ. عندما يشاهد الناس نباتا فغالبا ما يكون في مرحلة الطور البوغي. ويعطي الطور البوغي ـ خلال انقسام خلوي يعرف بالانقسام الاختزالي ـ تراكيب متناهية الصغر تسمى الأبواغ. وتتكون الأبواغ داخل تراكيب مقفلة تشبه الكيس تسمى بالكيس البوغي (الحافظة البوغية). وينشأ الطور المشيجي عن الأبواغ وتبدأ دورة الحياة مرة أخرى.
طريقة التكاثر في النباتات الزهرية تتكاثر النباتات الزهرية من خلال عملية التلقيح. تبدأ هذه العملية عندما تصل إحدى حبوب اللقاح من متك السداة إلى ميسم المدقة، وينمو بعد ذلك أنبوب لقاح طويل، يشبه الشعرة من حبة اللقاح إلى إحدى البييضات بالمبيض. ثم تنتقل الأمشاج المذكرة من أنبوب اللقاح إلى البييضة. عندما يخصب مشيج خلية بيضية يبدأ تكوين البذرة.
في النباتات البذرية. وهي تشمل النباتات الزهرية والنباتات حاملات المخاريط. يشتمل تبادل الأجيال على سلسلة من الخطوات المعقدة. ولا يشاهد بالعين المجردة في هذه النباتات سوى الطور البوغي فقط. وتنتج الأبواغ داخل أعضاء التكاثر المذكرة والمؤنثة للنبات. وتعطي الأبواغ الطور المشيجي الذي يبقى بداخل أعضاء التكاثر بالنبات.
في النباتات الزهرية توجد الأجزاء المسؤولة عن التكاثر في الأزهار. وتمثل الأسدية أعضاء التكاثر المذكرة بالنبات، وتحتوي كل سداة على طرف متضخم يعرف بالمِئْبَرْ (المتك). والمدقة هي عضو التكاثر المؤنث بالنبات، ويحتوي المبيض الذي يكون القاعدة الكروية للمدقة على البييضات. يتركب المئبر من تراكيب صغيرة جدا تسمى الأكياس البوغية المذكرة، كذلك تحتوي البييضات على تراكيب تسمى الأكياس البوغية المؤنثة، وتنتج الأبواغ عن انقسام الخلايا في كل من الأكياس البوغية المذكرة، والأكياس البوغية المؤنثة.
تنمو بوغة واحدة في كل بييضة في معظم أنواع النباتات الزهرية، وتعطي طوراً مشيجياً مؤنثًا دقيق الحجم. ويعطي الطور المشيجي المؤنث خلية بيضية واحدة. وتحتوي الأبواغ الموجودة بالمئبر، والتي تعرف بحبوب اللقاح على طور مشيجي مذكر دقيق الحجم. وتنتج كل حبة لقاح خليتين مذكرتين.
ويتحتم انتقال حبّة اللقاح من المِئْبَرْ إلى المدقة حتى يحدث الإخصاب، ويُعرف هذا الانتقال بالتلقيح. وإذا سقطت حبة اللقاح من زهرة إلى مدقة الزهرة نفسها، أو مدقة زهرة أخرى على النبات نفسه فإن هذه العملية تُعرف بالتلقيح الذاتي. أما إذا انتقلت حبة اللقاح من زهرة إلى مدقة على نبات آخر فإن هذه العملية تُعرف بالتلقيح الخلطي (التهجيني). وتُحمل حبوب اللقاح من زهرة إلى زهرة في التلقيح الخلطي بوساطة الحيوانات، مثل الطيور، والحشرات، أو بوساطة الرياح. تمتاز النباتات الخلطية التلقيح بأنها ذات أزهار كبيرة، ورائحة طيبة، ورحيق حُلو. وتجذب هذه الخصائص كلاًّ من الخفاش، والبوسوم، والطيور كالطنان، والتُّمَيْر، وحشرات مثل النمل، والنحل، والخنافس، والفراشات والعثة. وتحمل هذه الحيوانات حبوب اللقاح على أجسامها أثناء تنقلها من زهرة إلى زهرة بحثًا عن الغذاء. وغالبية الأعشاب والأشجار، والشجيرات ذات أزهار صغيرة، وغير واضحة. وتحمل الرياح حبوب لقاح هذه النباتات. وقد تحمل الرياح حبوب اللقاح لمسافة تبعد نحو 160كم، وتسبب بعض أنواع حبوب اللقاح المحمولة بالهواء حمى القش وغيرها من أنواع الحساسية.
عندما تصل حبة لقاح إلى مدقة نبات من نفس النوع، ينمو أنبوب اللقاح إلى أسفل عبر الميسم والقلم حتى يصل إلى إحدى البييضات بالمبيض. تتحد إحدى الخليتين المذكرتين بحبة اللقاح مع خلية البيضية داخل المبيض. وحينئذ يبدأ تكوين جنين الطور المشيجي. وتتحد الخلية المذكرة الأخرى مع تركيبين يعرفان بالنواتين القطبيتين. وينشأ عن ذلك النسيج المغذي الذي يكّون السويداء. ويتكون عقب ذلك غلاف البذرة محيطا بالجنين، والسويداء. انظر: اللقاح؛ البذرة.
طريقة التكاثر في النباتات المخروطية تتكون الأجزاء الخاصة بالتكاثر في النباتات المخروطية في مخاريط مذكرة، ومخاريط مؤنثة مستقلة. يبدأ التلقيح عندما تدخل حبوب لقاح من مخروط مذكر غرفة اللقاح لبييضة في مخروط مؤنث. وتنتقل الخلايا المذكرة خلال أنبوب اللقاح، وتخصب إحداها خلية بيضية لتعطي بذرة.
النباتات المخروطية توجد فيها الأجزاء المسؤولة عن التكاثر في المخاريط. ويحتوي النبات المخروطي على نوعين من المخاريط؛ مخروط حبوب اللقاح، أو المذكر، وهو أصغر وأرهف النوعين، وهو أيضا أبسط تركيبًا، والمخاريط البذرية، أو المؤنثة وهي أكبر، وأكثر صلابة من المخاريط المذكرة.
يضم مخروط حبوب اللقاح العديد من الأكياس البوغية المتناهية الصغر والتي تنتج حبوب اللقاح. وتحمل كل من الحراشف التي يتركب منها المخروط البذري بييضتين على سطحها. وتعطي كل بييضة بوغة مؤنثة تضم الطور المشيجي المؤنث، ويشتمل هذا النبات الدقيق على الخلايا البيضية.
تحمل الرياح حبوب اللقاح من مخروط حبوب اللقاح إلى المخروط البذري. وتلتصق حبة اللقاح بمادة لاصقة بجوار إحدى البييضات. وعادة ما تدخل حبة اللقاح إلى غرفة حبوب اللقاح بالبييضة عبر فتحة تعرف بالنقير، وعندئذ تبدأ حبة اللقاح في تكوين الأنبوبة اللقاحية، ويتكون داخل الأنبوبة خليتان مذكرتان. وعندما يصل أنبوب اللقاح إلى خلية بيضية تخصب إحدى الخليتين المذكرتين البيضة، وتضمحل الخلية المذكرة الأخرى. وتنمو البيضة المخصبة إلى جنين الطور البوغي، وتصير البيضية المحتوية على الجنين بذرة. وتسقط البذرة على الأرض، وإذا ما كانت الظروف ملائمة يبدأ الطور البوغيّ الجديد في النمو.
طرق تكاثر السراخس تتكاثرالسراخس بوساطة كل من الأبواغ والخلايا الجنسية. تتكون الأبواغ على أوراق النبات السرخسي والذي يسمى النبات البوغي. تنمو البوغة إلى نبات صغير يعرف بالطور المشيجي الذي يعطي بدوره خلايا جنسية مذكرة، ومؤنثة تتحد وتكون طورًا بوغيًا آخر.
في السراخس والحزازيات يتكون جيل كلٍّ من الطور البوغي، والطور المشيجي من نباتين بينهما اختلاف كبير. يحمل الطور البوغي للسراخس أوراقاً، ويكون أكبر من الطور المشيجي بدرجة واضحة. ويتكون على حوافِّ السّطح السُّفلي لكل ورقة مجموعات من أكياس بوغية تعرف بالبثرات. وتسقط الأبواغ على الأرض عند نضجها، وتنمو إلى أطوار مشيجية قلبية الشكل، تشاهد بصعوبة. وينتج الطور المشيجي للسراخس كلا من الخلايا الجنسية المذكرة والمؤنثة. وتسبح الخلية المذكرة عند توفّر الرطوبة الكافية متجهة إلى خلية بيضية، وتتحد معها. تنمو البيضة المخصبة بعد ذلك إلى طور بوغي ناضج.
يتركب الطور البوغي للحزازيات من سويقة طويلة قائمة تنتهي بحافظة تشبه القرنة تنتج الأبواغ. ويبرز الطور البوغي في قمة طور مشيجيٍّ رهيف مُورق أخضر اللون. ويعتمد الطور البوغي على الطور المشيجي في الحصول على الغذاء والماء. ويمثل الطور المشيجي جزءًا من المجتمع النباتي المعروف بالحزازيات.
التكاثر الخضري يتكاثر العديد من النباتات خضريا. وتعطي بعض النباتات مجموعًا خضريًا من السيقان الأرضية. ويخرج بعضها الآخر غصونًا هوائية تحمل جذورًا، وتنمو إلى نباتات جديدة. ويستخدم الناس هذه الطرق كما في التعقيل والتطعيم، والترقيد الهرمي لإنتاج نباتات ذات خصائص مرغوبة.
التكاثر الخضري. يمكن للنباتات أن تتزايد بدون التكاثر الجنسي، فخلال التكاثر الخضري يمكن لجزء من النبات أن ينمو إلى نبات كامل جديد. يحدث التكاثر الخضري حيث تستطيع أجزاء النبات أن تكوّن أجزاء غير موجودة، خلال عملية تُعرف بالتجدد. ويمكن لأي عضو من النبات سواء أكان جذرًا، أو ساقًا، أو ورقة، أو زهرة أن يتكاثر إلى نبات جديد. بل قد ينمو النبات من خلية مفردة من نبات آخر.
وغالبًا ما يحدث التكاثر الخضري في النباتات ذات السيقان التي تمتد أفقيًا أعلى أو أسفل سطح التربة مباشرة. يرسل نبات الفراولة، على سبيل المثال، سيقانًا رفيعة تعرف بالسيقان الجارية (المدادة) تنمو على امتداد سطح التربة. وترسل السيقان الجارية عند نقاط ملامستها للأرض جذورًا تعطي نبيتات (أوراقًا، وسيقانًا جديدة). وهذه النبيتات في واقع الأمر جزء من النبات الأب، ويتكاثر بهذه الطريقة بوساطة سيقان تحت الأرض كل من السراخس، والسوسن، والعديد من أنواع الأعشاب، وبعض أنواع الشجيرات، وبعض أنواع الأشجار.
وتستطيع العديد من النباتات التي تنمو كأعشاب ضارة الانتشار سريعًا بوساطة التكاثر الخضريّ. ويصعب أحيانًا إبادة هذه النباتات، حيث تنمو أجزاؤها المفقودة مرة أخرى بالتجدد. فعلى سبيل المثال ينمو نبات الهندباء البري ويعطي سيقانًا، وأوراقًا جديدة إذا تُرك جزءٌ من جذره داخل التربة.
ويستفيد المزارعون من التكاثر الخضري في الإكثار من العديد من المحاصيل الغذائية المهمة، مثل التفاح، والموز، والبرتقال والبطاطس. حيث يقومون مثلا بتجزئة البطاطس إلى عدة أجزاء، ويراعى احتواء كل جزء على عين (برعم) على الأقل. وتتحول خلال النمو كل قطعة من البطاطس إلى نبات بطاطس جديد. ينتج التكاثر بهذه الطريقة نباتات بطاطس جديدة أسرع مما لو زرعت بذور البطاطس.
يُسْتخدم التكاثر الخضري بكثرة كذلك عند زراعة الحدائق. فالكثير من النباتات مثل الدلابيث، والسوسن، والزنبق، والتيوليب تتكاثر بوساطة الأبصال، أو الكورمات. تستغرق هذه النباتات فترة أطول لتصل إلى مرحلة الإزهار عندما تنمو من البذرة.
يكثر الناس العديد من النباتات بثلاثِ طرق رئيسيّة، هي: 1-التعقيل، 2-التّطعيم، 3-الترّقيد.
التعقيل يتضمن استخدام العُقَل (أجزاء من النبات) تؤخذ من النباتات النامية. ومعظم العُقَل سيقان، إذا وُضعت في الماء، أو في تربة رطبة نمتْ لها جذورٌ ثُمّ تطوّرت إلى نبات مكتمل. وتتكاثر أنواع عديدة من نباتات الحدائق، والشجيرات بوساطة عُقل السيقان.
التطعيم يشمل كذلك العُقَل، لكن بدلا من وضع العقل في الماء، أو في التربة تطعم (تربط) بنبات آخر يعرف بالأصل. يوفر الأصل المجموع الجذري، والجزء السفلي من النبات الجديد، وتُكون العُقلة الجزء العلوي. ويستخدم المزارعون التطعيم في نمو أعداد كبيرة من بعض أنواع الفاكهة، بما في ذلك أنواع معينة من التفاح، حيث يأخذون عُقَل الأشجار التي تعطي نوع التفاح المرغوب، ويتمُّ تطعيمها على أشجار التفاح ذات المجموع الجذري القوي. لمناقشة الطرق المختلفة (للتطعيم). انظر: تطعيم النبات.
الترقيد طريقة لإنبات جذور نبات جديد. ففي الترقيد الهرمي تكوم التربة حول قاعدة النبات. ويؤدي وجود التربة إلى نمو الجذور من فرع النبات، ثم يقطع الفرع بعد ذلك، ويزرع. وفي الترقيد الهوائي يُقطع الفرع جزئيًّا يطول 8سم. يُوضع على القطع مادة دبالية تتكون من أحد أنواع الحزازيات يسمى حزاز سْفاجنَمْ لحفظه رطبا. ويغطى هذا الجزء من الفرع بلفافة لايتسّربُ منها الماء. وتتكون جذور جديدة بمنطقة القطع. وبعد نموّ الجذور يُقطع الفرعُ، ويزرعُ.
كيف تنمو النباتات
الطريقة التي تنمو بها البذرة إلى نبات. تحتوي البذرة على كافة الأجزاء اللازمة لتكوين نبات جديد. تحتاج البذرة إلى ثلاثة أشياء لتبدأ النمو: 1- الدفء 2- الرطوبة 3- الأكسجين. يعرف نمو البذرة بالإنبات. ويوضح الرسم الخطوات الرئيسية في هذه العملية.
تقسم النباتات إلى مجموعتين تبعا لطريقة حصولها على غذائها. وتعرف جيمع النباتات الخضراء بأنها ذاتية التغذية، حيث تحتوي على يخضور (كلوروفيل)، يمكنها من اقتناص ضوء الشمس واستخدامه في إنتاج الغذاء، والمواد الأخرى التي تحتاج إليها في النمو. وتعرف الأنواع الأخرى من النباتات بأنها غير ذاتية التغذية، وتفتقر إلى اليخضور (الكلوروفيل)، ولا تستطيع إنتاج غذائها، وقد تكون متطفلة، أو رمِّية.
يتناول هذا الجزء أربع عمليات رئيسية تحدث أثناء نمو غالبية أنواع النباتات الخضراء. هذه العمليات هي: 1- الإنبات، 2-حركة الماء، 3-التركيب الضوئي، 4- التنفس. كما يناقش هذا الجزء أيضًا الطريقة التي تؤثر بها وراثة النبات، والبيئة على النمو.
نمو نبات أخضر. تصنع النباتات الخضراء الغذاء الذي تحتاج إليه خلال عملية التركيب الضوئي. تنطلق هذه العملية، والتي تحدث أساسًا في الأوراق، بوساطة اليخضور (الكلوروفيل). يتفاعل الكلوروفيل مع ماء التربة وثاني أكسيد الكربون من الهواء وضوء الشمس لإنتاج الغذاء. غالبية النباتات ذات نسيج ناقل خاص يحمل الغذاء خلال السيقان إلى كافة أجزاء النبات. ويُستخدم هذا الغذاء في النمو، والاستعاضة والتخزين.
الإنبات. هو نمو البذرة. وتتميز بذور عديدة بفترة عدم نشاط قبيل بدء نموها، وهذه الفترة تعرف بالكمون. وتحدث هذه الفترة في معظم أنحاء العالم خلال فصل الشتاء، وعند حلول فصل الربيع بعد ذلك تبدأ البذور في النمو.
تحتاج البذور إلى ثلاثة أشياء لتنمو: درجة حرارة ملائمة ورطوبة وأكسجين. وتنمو معظم البذور نموًّا أفضل عند درجة حرارة بين 18°م و30°م. وقد تنبت بذور النباتات التي تعيش تحت ظروف مناخية باردة عند درجات حرارة منخفضة، بينما قد ينبت بعضها في المناطق الاستوائية عند درجات حرارة مرتفعة. وتحصل البذور على الرطوبة اللازمة لها من التربة. وتؤدي الرطوبة إلى ليونة القصرة مما يسمح بخروج الأجزاء النامية من خلالها، كما تهيئ الرطوبة كذلك مواد معينة في البذرة لأداء دورها في إنبات البذرة. وقد تتعفن البذرة إذا ما تعرضت لكمية زائدة من الماء، أما إذا حصلت على قدر ضئيل من الماء فيحدث الإنبات ببطء، أو قد لا يحدث على الإطلاق. وتحتاج البذور إلى الأكسجين للتغيّرات التي تحدث بداخلها أثناء الإنبات.
يحتوي جنين البذرة على كافة الأجزاء اللازمة لإنتاج نبات صغير، وقد يحتوي على فَلْقة، أو أكثر تمتص الغذاء من السويداء للنبتة النامية. تمتص البذرة الماء، وهذا يؤدي إلى انتفاخها، وتمزق القصرة، وإلى ظهور بادرة صغيرة جدًا. ويُعرف الجزء السفلي من البادرة بالسويقة تحت الفلقية أو السويقة الجنينية السفلى، وتعطي الجذر الرئيسي، ويُثبِّت هذا الجذر البادرة في التربة، ويكّوِّن المجموع الجذري الذي يمد البادرة بالماء، والأملاح المعدنية. يبدأ بعد ذلك الجزء العلوي من البادرة ويُعرف بالسويقة الفلقية أو السويقة الجنينية العليا في النمو إلى أعلى. وتوجد الساق الجنينية (الريشة) لدى طرف السويقة فوق الفلقية، وهي البرعم الذي يعطي الأوراق الأولى. وفي بعض النباتات مثل الأصناف العديدة من الفاصوليا يحملُ نمو السويقة تحت الفلقية الفلقات خارج التربة. وفي الذرة والنباتات الأخرى تبقى الفلقات داخل التربة بالبذرة. وتستطيع البادرة أن تصنع غذاءها بعد أن تكوِّن البادرة الجذور والأوراق الخاصة بها، وحينئذ لا تحتاج إلى الفلقات كي تمدها بالغذاء.
يقتصر نمو غالبية النباتات في الطول على قمم الجذور، والفروع، وتعرف خلايا هذه المناطق بالخلايا الإنشائية. تنقسم هذه الخلايا وتنمـو سريعـا، وتعـطي مختـلف الأنسجة التي يتركب منها النبـات الناضج. وتتكون في الأشجار، والنباتات الأخرى التي تزيد في السمك طبقات جديدة من الخلايا بين القلف والخشب. هذه المنطقة هي الطبـقة المولدة (الكمبيوم). وتتكون طبـقات جديدة من الخلايا نتيـجة نشاط هذه الطبقة سنويا، وتعطي هذه الطبقات حلقات الخشب التي تمكن الناس من تقدير عمر الشجرة.
تعيش بعض أنواع النباتات المعمرة لسنين عديدة. تنتج معظم النباتات المعمرة بذورًا كل سنة، بينما تعيش أنواع أخرى ـ وهي النباتات الحولية ـ لنحو عامٍ واحد فقط. ويوجد أيضا أنواع أخرى ـ وهي النباتات ثنائية الحول ـ تعيش عامين. وتنتج معظم النباتات الحولية، وثنائية الحول البذور مرة واحدة فقط. انظر: الحولي؛ ثنائي الحول؛ النبات المعمر.
طريقة نمو النباتات في الطول والسمك. يقتصر نمو معظم النباتات على قمم جذورها، وسيقانها. تنمو خلايا هذه المناطق سريعًا وتكون الأنسجة المختلفة التي يتركب منها النبات المكتمل النمو. وتتكون بالأشجار، والنباتات الأخرى التي تنمو في السمك طبقة نسيجية تلي القلف مباشرة سنويًا. يوضح الرسم مناطق النمو بالنباتات.
حركة الماء. يحتاج النبات إلى الماء بصورة مستمرة. وتحتوي كل خلية من خلايا النبات على كمية وفيرة من الماء. ولاتستطيع الخلايا، بدون هذا الماء، أن تقوم بالوظائف العديدة التي تحدث داخل النبات. ويحمل الماء كذلك المواد اللازمة من جزء إلى آخر في النبات.
يدخل معظم الماء إلى النبات عبر الجذور. تمتص شعيرات جذرية دقيقة الرطوبة، وأملاحًا معدنية معينة من التربة بخاصية التناضح (الأسموزية). انظر: التناضح. وتنتقل هذه المواد في النباتات الوعائية ـ تلك التي بها أنسجة توصيل خاصة ـ خلال نسيج الخشب بالجذور، والسيقان إلى الأوراق. وفي الأوراق يُستخدم الماء والأملاح المعدنية في تكوين الغذاء. كما يحمل الماء هذا الغذاء خلال نسيج اللحاء إلى الأجزاء الأخرى من النبات.
تفقد النباتات الماء خلال عملية النتح، ويخرج معظم هذا الماء خلال الثغور الموجودة على سطوح الأوراق. ويقدر العلماء أن نبات الذرة يفقد أكثر من 3,040,000 لتر ماء لكل هكتار خلال موسم النمو بوساطة النتح. ويعتقد بعض علماء النبات أن هذا الماء المفقود يحمي الأوراق من أخطار ارتفاع درجة الحرارة التي يسببها ضوء الشمس.
التركيب الضوئي. هو العملية التي تُصنِّع بها النباتات الغذاء. تقتنص النباتات الخضراء ضوء الشمس بوساطة اليخضور (الكلوروفيل)، وهذا يمكن ثاني أكسيد الكربون من الهواء من الاتحاد مع الماء، والأملاح المعدنيّة من التُّربة وإنتاج الغذاء. كذلك ينطلق الأكسجين اللازم لتنفس الإنسان والحيوانات إلى الهواء نتيجة هذه العملية الحيوية.
يحدثُ معظم التركيب الضّوئي في أجسام صغيرة داخل خلايا أوراق النبات تعرف بالبلاستيدات الخضراء. تحتوي هذه البلاستيدات الخضراء على اليخضور (الكلوروفيل) الذي يمتص ضوء الشمس. وتعمل الطاقة المستمدة من الشمس على انشطار جزيئات الماء إلى هيدروجين، وأكسجين. ويتحد الهيدروجين مع الكربون من ثاني أكسيد الكربون لإنتاج سكر. ويهيئ السكر النبات لإنتاج الدهن، والبروتين، والنشا، والفيتامينات، والمواد الأخرى اللازمة لبقائه. انظر: التركيب الضوئي.
تحتوي بعض النباتات وتعرف بالنباتات المتطفّلة والنباتات الرمية، على قليل من مادة اليخضور (الكلوروفيل) وقد لا تحوي شيئآً منه، وبالتالي لا تستطيع إنتاج غذائها بوساطة التركيب الضوئي. ويتحتم على هذه النباتات الاعتماد في غذائها على مصادر خارجية. تلازم النباتات المتطفلةُ نباتات حية، وتحصل منها على المواد الغذائية التي تحتاج إليها، بينما تنمو النباتات الرمية على كائنات ميتة، ومتحللة، أو تَستخدم في غذائها المواد العضوية التي تنتجها الكائنات الحية.
ويُعد الدبق، والحامول من النباتات المتطفلة التي تنتشر في مناطق كثيرة من العالم. وينمو الدبق على، فروع وجذوع أشجار عديدة. وهو متطفل جزئيا حيث يصنع بعض غذائه. والغليون الهندي نبات رمي (مترمم) ينمو قريبًا من الفطريات ويستخدم في غذائه المواد العضوية التي تنتجها الفطريات. وينمو نبات رافلسيا العملاق متطفلاً على جذور وسيقان غيره من النباتات، ويحمل أكبر زهرة عُرفت لأي نبات، وقد يتعدى قطر أزهار رافلسيا 90سم.
--------------------------------------------------------------------------------
طريقة حصول النباتات غير الخضراء على غذائها. لا تستطيع النباتات غير الخضراء صنع غذائها. تحصل النباتات المتطفلة على غذائها من كائنات حية أخرى، وتعيش النباتات المتطفلة على الكائنات المتحللة، أو على المواد التي تصنعها الكائنات الحية.
--------------------------------------------------------------------------------
الدبق نبات متطفل جزئيًا ينمو على الأشجار، ويأخذ منها الماء، والأملاح المعدنية، لكنه يصنع الغذاء داخل أوراقه. الحامول نبات متطفل. ينمو هذا النبات في كتل متشابكة، ويحصل على غذائه بإرسال جذور متخصصة هي الممصات داخل النباتات الأخرى. الغليون الهندي نبات رمّي. ينمو هذا النبات قريبًا من الفطريات ويستخدم في غذائه المواد العضوية التي تصنعها الفطريات.
التنفس. عملية يستهلك فيها الغذاء لإطلاق الطاقة اللازمة للنبات. ويستخدم النبات هذه الطاقة للنمو، والتكاثر والتعويض. ويتم هدم السكر خلال عملية التنفس، وتتحد بعض نواتج الهدم مع الأكسجين، وينطلق ثاني أكسيد الكربون والطاقة، والماء. يحدث التنفس أثناء النهار والليل طوال حياة النبات على العكس من التركيب الضوئي الذي يقتصر حدوثه على النهار فقط. ويتزايد التنفس بمعدل كبير مع نمو البراعم، والأوراق في فصل الربيع، ويتناقص بقدوم فصل الشتاء.
الهورمونات ذات تأثير على نمو النبات. في التجربة (أعلاه)، تمت معالجة عقلة النبات (إلى اليسار) بهورمون حمض نفثالين الخل. ولم تعالج العقلة التي (إلى اليمين).
كمية الإضاءة اليومية التي يتعرض لها النبات ذات تأثير على نموه. نباتات البطونية (البتونيا) (أعلاه) متماثلة العمر، لكنها تعرضت، من اليسار إلى اليمين، إلى 8 و 12 و 16 و20 و24 ساعة ضوء يومياً.
الانتحاء الأرضي. يمكن مشاهدة تأثير الجاذبية على النباتات بزراعة حبوب ذُرة مقلوبة الوضع. توضح الصورة الجاذبية الأرضية الموجبة للجذور، ونموها إلى أسفل نحو مصدر الجاذبية.
الانتحاء الضوئي حركة انحناء يسببها الضوء. تبدي ساق نبات القوليوس انتحاءً ضوئيًا موجبًا، حيث تنمو متجهة نحو مصدر ثابت للضوء.
العوامل المؤثرة على نمو النبات. يتحدد نمو النبات بناء على وراثته، وبيئته. وعلى سبيل المثال، تحدد وراثة النبات صفاتٍ مثل لون الزهرة، وحجمها، وتنتقل هذه العوامل الوراثية من جيل لآخر، وتشتمل العوامل البيئية على ضوء الشمس، والمناخ، وظروف التربة.
العوامل الوراثية. يوجد داخل نواة جميع خلايا النبات أجسام متناهية الصغر هي الصبغيات التي تشتمل على وحدات تعرف بالمورِّثات. وتحتوي هذه الأجسام على التعليمات التي توجه نمو النبات. وعند انقسام الخلايا وتضاعف عددها تنتقل هذه التعليمات إلى كل خلية جديدة. انظر: الخلية؛ الوراثة.
كما توجد أيضا مواد تُصنع داخل النبات وتؤدي دورًا في تنظيم نمو النبات. وتعرف هذه المواد بالهورمونات وتتحكم في بعض أنشطة النبات، مثل نمو الجذور، وإنتاج الأزهار، والثمار. لايعرف علماء النبات على وجه الدِّقة الطريقة التي تعمل بها جميع الهورمونات النباتية. لكن من المعروف أن هورمونات معينة تعرف بالأكسينات تؤثر في نموّ البراعم، والأوراق، والجذور، والسيقان. وتساعد هورمونات نموًّ أخرى تعرف بالجبرلينات في زيادة طول النّبات، وتسبب الإزهار، وتسرع من إنبات البذور. كما توجد هورمونات أخرى تعرف بالسيتوكينينات تعمل على انقسام الخلايا.
العوامل البيئية. تحتاج كافة النباتات إلى الضوء، والمناخ الملائم، وكمية كافية من الماء والأملاح المعدنية من التربة. لكن بعض الأنواع تنمو نموًا أفضل في الشمس، ويزدهر بعضها الآخر في الظل. وتختلف النباتات كذلك في مقدار الماء الذي تحتاجه، وفي درجة الحرارة التي تتحملها. وتؤثر هذه العوامل البيئية على سرعة نمو، وحجم كافة النباتات وتكاثرها.
يتأثر نموّ النباتات كذلك بطول فترات الضوء والظلام التي يتعرض لها. ولا تزهر بعض النباتات مثل الخسّ والسبانخ إلا عندما تكون فترة الإضاءة طويلة. وتُعرف هذه النباتات بنباتات النهار الطويل. وعلى العكس من ذلك، فإن نباتات زهرة النجمة وزهرة الذهب (الأقحوان) وبنت القنصل تعرف بنباتات النهارٍ القصير وتزهر فقط عندما تكون فترة الظلام طويلة. كما توجد نباتات أخرى مثل القطيفة، والطماطم لا تتأثر بطول فترة الإضاءة، وتعرف بالنباتات متعادلة اليوم.
وتتأثر النباتات كذلك بالبيئة التي تنمو بها بطرق أخرى. فعلى سبيل المثال، يبدي النبات حركة انحناء، تعرف بالانتحاء. وفي الانتحاء يتسبب منبه خارجي (قوة) في انحناء النبات نحو أحد الاتجاهات. وقد يكون النبات ذا انتحاء موجب أو انتحاء سالب تبعًا لانحناء النبات نحوه، أو بعيداً عنه. وتتم تسمية الانتحاء، تبعًا للمنبهات التي تسببه. فالانتحاء الضوئي انحناء ناتج عن الضوء. والانتحاء الأرضي انحناء تسببه الجاذبية، والانتحاء المائي يسببه الماء.
يبدي النبات النامي على نافذة انتحاءً ضوئيًا موجبًا عندما تنمو سيقانه وأوراقه نحو مصدر الضّوء. وعلى العكس من ذلك، تُظهر الجذور انتحاءً ضوئيًا سالبًا، وتنمو بعيدًا عن الضوء. وتبدي الجذور انتحاءً أرضيًا موجبًا. فإذا زرعت بذرة أو بصل مقلوب الوضع فإن جذوره تنمو إلى أسفل (نحو مصدر الجاذبية). وتبدي ساق هذه البصلة انتحاءً أرضيًا سالبًا، وتنمو إلى أعلى (بعيدًا عن مصدر الجاذبية). ويحدث الانتحاء المائي أساساً في الجذور، ويكون عادة موجبًا. انظر: الانتحاء.
تتأثر بعض النباتات إذا ما لُمست. فعند لمس نبات الميموزا (المستحية) فإن وريقاته سريعًا ما تنطبق، وتتهدل فروعه نحو الساق، وتحدث هذه الحركة نتيجة تغير في الضغط داخل خلايا معينة. وتعود فروع ووريقات النبات إلى وضعها الأصلي بعد زوال تأثير المنبه.
كيف تتغير النباتات
تتنافس النباتات، مثل الحيوانات، على ضوء الشمس، والماء، وضروريات الحياة الأخرى. وتستطيع بعض النباتات ـ مثل بعض الحيوانات ـ النمو، والتكاثر أفضل من بعضها الآخر. وبعد آلاف السنين تكون النباتات مختلفة جدًا عن أسلافها. تتأقلم النباتات التي تستطيع البقاء مع بيئاتها خلال عملية تسمى الانتخاب الطبيعي أو البقاء للأصلح. انظر: الانتخاب الطبيعي.
يتتبع هذا الجزء من المقالة تاريخ النباتات المبكر، ويناقش الأشكال المهمة لتأقلم النبات لتخزين الماء، وانتشار البذور، كما يصف هذا الجزء مجموعة النباتات غير العادية، التي كيّفت نفسها بطريقة معينة تمكنها من افتراس الحشرات والتغذي بها، وينتهي بمناقشة بعض الطرق التي استطاع بها الإنسان تغيير النباتات.
منذ نحو 410 ملايين سنة، بدأ نمو الغابات في مناطق المستنقعات بالعالم. واشتملت النباتات في هذه الغابات البدائية على أسلاف للنباتات المعاصرة من مجموعة رجل الذئب، وذيل الحصان، والسرخسيات، وقد ظهرت في نفس هذه الفترة تقريبًا، أول البرمائيات والحشرات.
النباتات البدائية. ظهر أول نبات على سطح الأرض منذ أكثر من 430 مليون سنة خلال حقب الحياة القديمة. وكانت هذه النباتات بسيطة للغاية، ولا تماثل أيًا من النباتات التي نشاهدها اليوم. ومن المحتمل أن أجسام هذه النباتات كانت تشبه العصي، وتفتقر إلى النسيج المتخصص لنقل الماء كما في النباتات الوعائية. ويعتقد كثير من علماء النبات أن هذه النباتات الأرضية البدائية كانت أسلافًا لنباتات وعائية بدائية. ولم يكن لأولى النباتات الوعائية ـ وهي النباتات الرينياوية ـ أوراق أو جذور. وكانت تتألف من سيقان تمتد على الأرض، وسيقان أخرى تنمو عموديًا ذات أفرع على شكل الحرف الإنجليزي Y. ومن المحتمل أن تكون هذه النباتات قد نمت إلى ارتفاع ما بين 60 و90 سم.
أبواغ السراخس تنمو في مجموعات تُسمى بثرات تتكون على السطح السفلي لأوراق النبات، كما هو موضح أعلاه. وتتركب كل بثرة من عديد من الأكياس البوغية التي تنشق لتنفتح وتنطلق منها الأبواغ.
وربما تطورت نباتات أكبر، وهي تسمى التريمروفية عن النباتات الرينياوية. والنباتات التريمروفية ذات جسم نباتي أكثر تعقيدًا، ولها سيقان وفروع عديدة، ولكن لم يكن لها أوراق، أو جذور. كما ظهرت نباتات وعائية أخرى صغيرة، هي النباتات الزوستيروفيلية بعد فترة قصيرة من النباتات الرينياوية، وربما انحدرت منها. ويعتقد بعض علماء النبات أن النباتات التريمروفية، والنباتات الزوستيروفيلية أسلاف لجميع النباتات الوعائية الموجودة حاليًا. ويرون أن السراخس، وذيل الحصان، والنباتات البذرية قد انحدرت من النباتات التريمروفية خلال تغيرات متلاحقة منذ نحو 408 إلى 360 مليون سنة. كما يعتقد أن مجموعة رجل الذئب، والحزازيات الريشية، ونباتات الرصن قد تطورت عن النباتات الزوستيروفيلية في نفس الفترة تقريبًا.
وعند بداية انتشار النباتات الوعائية الأولى على الأرض كانت الحياة على الكرة الأرضية تختلف تمامًا عمّا هي عليه الآن. فلم تكن ثمة أوراق تحدث حفيفًا في نسمات الهواء، وكانت هناك بضع حشرات تدب هنا وهناك. ولم تعش فقاريات (حيوانات ذات عمود فقري) على الأرض. ولكن، ومع تغير الظروف على الأرض، ظهرت نباتات وحيوانات جديدة. وخلال العصر الكربوني منذ نحو 360 إلى 290 مليون سنة ظهرت نباتات وعائية أكبر، وكست الأرض غابات هائلة من الأشجار التابعة لمجموعة رجل الذئب (الليكوبودية)، والسراخس، وذيل الحصان، والنباتات البذرية البدائية. واندثرت النباتات الضخمة لهذه الفترة، وتجمعت في مستنقعات شاسعة كوّنت فيما بعد تراكمات هائلة من الفحم. ولقد كونت هذه النباتات معظم الفحم الموجود في أوروبا وفي شرقي الولايات المتحدة الأمريكية ووسطها وغربها.
صارت النباتات عارية البذور أكثر النباتات وفرة خلال حقب الحياة المتوسطة التي بدأت منذ نحو 240 مليون سنة. ومن أهم نباتاتها المخروطيات، السيكاسيات، والجنكات، وكانت تستخدم غذاء للديناصورات الضخمة التي كانت تتجول في الأرض خلال هذه الفترة. كما ازدهرت أنواع عديدة من عاريات البذور، لكنها اندثرت الآن. وظهرت أولى كاسيات البذور، أو النباتات الزهرية البدائية مع نهاية حقب الحياة المتوسطة، ومن أمثلتها المجنولية، والجميز، والصفصاف، وزنبق الماء، وعدد من النباتات الزهرية الأخرى الموجودة في الوقت الحاضر.
وخلال حقب الحياة الحديثة التي بدأت منذ نحو 63 مليون سنة، كست غابات كاسيات البذور معظم المناطق الاستوائية والمعتدلة في الأرض. وبدأ ظهور حيوانات أراضي الحشائش الطبيعية، وحيوانات الرعي الكبيرة في نهاية حقب الحياة الحديثة.
النباتات الصحراوية ذات خصائص عديدة تمكنها من العيش بالمناطق ذات الجفاف الشديد. يختزن صبار البرميل، الماء من الأمطار القليلة في سيقانه السميكة العصارية.
تخزين الماء. تكونت في العديد من الأنواع النباتية عبر السنين، أنظمة خاصة لامتصاص الماء وتخزينه مما هيأ لها البقاء في المناطق ذات الأمطار القليلة، فلبعض الصبارات على سبيل المثال جذور تنتشر لمساحات كبيرة أسفل سطح التربة مباشرة، وتمتص الماء سريعًا من الأمطار الخفيفة، أو الفيضانات الفجائية التي تحدث في الصحراء. وتختزن الصبارات الماء في سيقانها العصارية.
تحورت أوراق الصبّارات خلال الانتخاب الطبيعي إلى أشواك. ونتيجة لهذا التأقلم، تقلص سطحها الأخضر كثيرًا عن معظم النباتات التي في حجمها ـ وبالتالي قلَّ فقدها للماء عن طريق النتح. ولما كان لأوراقها هذا الشكل الخاص فإن التركيب الضوئي يحدث في سيقانها. وإذا لم يتيسّر للصبارات الماء من خلال جذورها، فإنها تستخدم المخزون بها من الماء خلال التركيب الضوئي.
ولقد تأقلمت كذلك نباتات التُّندرا مع ظروف الجفاف الناتجة عن الأراضي المتجمدة بحيث كانت سطوح أوراقها مقاومة بشكل خاص لفقد الماء، حيث تكون صلبة، ومصقولة، أو غزيرة الشعيرات. وإضافة إلى ذلك، فنباتات التندرا تنمو قريبًا من سطح الأرض، حيث تكون مغطاة بالجليد، وبالتالي تتجنب الرياح الشديدة في هذه المناطق.
طريقة انتشار البذور. يوجد بالبذور سمات متنوعة تساعدها على الانتشار في كل مكان في العالم تقريباً. كما يساعد الناس والحيوانات في انتشار البذور بعدة طرق.
انتشار البذور. تؤدي البذور دورًا رئيسيًا في انتشار النباتات إلى كل مكان في العالم تقريبًا؛ فإذا كانت البذور تسقط مباشرة على الأرض فإن جميع النباتات لكل نوع سوف توجد في نفس المنطقة. كذلك ساعد الإنسان على انتشار البذور بنقل المحاصيل الغذائية، وبعض نباتات معينة إلى المواقع التي يستقر فيها.
تتميز البذور بالعديد من الخصائص التي تساعدها على الانتشار عبر مناطق شاسعة. وتحمل الرياح بذورًا عديدة، مثل تلك الجناحيَّة لشجرة القَيْقب، والبذور ذات الزّغب في نبات الطرخشقون (الهندباء البري)، وشجرة الصفصاف. وقد تطفو بعض البذور على الماء كما في جوز الهند، من منطقة أرضية إلى أخرى.
وتساعد الحيوانات كذلك في انتشار البذور، حيث تكون بذور بعض النباتات ذات أشواك أو مواد لزجة تعلق بفراء أو ريش الحيوانات التي تهاجر من منطقة إلى أخرى. وتأكل أنواع عديدة من الحيوانات التوت والثمار لكنها لا تهضم البذور. وتنتشر البذور كجزء من مخلفات جسم هذه الحيوانات.
تعمل بضعة أنواع من النباتات على انتشار بذورها. فعلى سبيل المثال، تقذف ثمار نباتات البلسم والمِجْزَاعة بذورها لدى أدنى لمسة.
النباتات آكلة الحشرات (النباتات اللاحمة). تنمو أساسًا في المناطق التي تفتقر فيها التربة إلى قدر كاف من المعادن الرئيسية، خاصة النيتروجين. تأقلمت هذه النباتات على اقتناص وهضم الحشرات في أوراقها للحصول على ما يلزمها من المعادن. كذلك تصنع هذه النباتات آكلة الحشرات غذاءها بالتركيب الضوئي. وتضم النباتات آكلة الحشرات نباتات النابنط ، ونباتات الندية وشرك الذباب.
أما أوراق نبات النابنط فهي أنبوبيّة الشكل ويتجمع بداخلها ماء المطر. ويوجد حول حافة كل أنبوبة موادّ حلوة تجذب الحشرات إلى النبات. وتمنع الشعيرات الدقيقة بداخل الأنبوبة، والمتجهة إلى أسفل الحشرة الضحية من الهروب بعد دخولها إلى الأنبوبة. وتضعف قوى الحشرة أثناء صراعها للهرب، وتنزلق في الماء، وتغرق. ويهضم النبات الحشرة بوساطة سائل تفرزه غدد موجودة في الأوراق.
تنمو على أوراق نبات الندية شعيرات تفرز مواد لزجة تحتوي على عصائر هاضمة. فإذا ما التصقت حشرة على هذه المادة، تلتف الشعيرات حولها، ويغطي مزيد من السائل الحشرة، ويخنقها، ثم يقوم النبات بهضمها تدريجياً.
ولنبات شرك الذباب أوراق ذات مصاريع لاقتناص الحشرات. ويوجد على السطح الداخلي لكل ورقة شعيرات، ويحد حافتها أشواك حادة. وعند هبوط حشرة على الشعيرات ينغلق نصفا الورقة كالشراك، وتتشابك الأشواك. وبعد أن يهضم النبات الحشرة، تنفتح الأوراق من جديد.
--------------------------------------------------------------------------------
النباتات آكلة الحشرات تنمو النباتات آكلة الحشرات في التربة المعدنية الرئيسية التي تفتقر إلى الأملاح، خاصة النيتروجين. تتمكن أعضاء خاصة في هذه النباتات من اقتناص وهضم الحشرات التي تحتوي أجسامها على الأملاح المعدنية.
--------------------------------------------------------------------------------
الحشرات تقع في شَرَك النبات (النابنط). وهي تُجتذب مع ماء المطر المتجمع في أوراق النبات الأسطوانية التي تشبه الأنبوبة. نبات الندية ذو شعيرات لزجة على أوراقه، تقتنص الحشرات، ثم تغمرها بسوائل هاضمة. أوراق نبات شرك الذباب تنطبق سريعاً على الحشرة، وتنفتح عقب تمام هضم الفريسة.
كوز ذرة شامية صغير جداً (الصورة أعلاه) طوره الهنود الأمريكيون للحصول على حبوب ذرة شامية كبيرة ولحمية. يهدف علماء النبات في الوقت الراهن إلى رفع غلة المحاصيل، و
الأوراق. تصنع الأوراق معظم الغذاء الذي تحتاج إليه النباتات لتعيش، وتنمو. وتنتج الأوراق الغذاء خلال عملية التركيب الضوئي، ويمتص اليخضور (الكلوروفيل) الموجود في الأوراق الطاقة الضوئية من الشمس ضمن إحدى عمليات التركيب الضوئي. وتستخدم النباتات هذه الطاقة ليتّحد الماء، والأملاح المعدنية من التربة مع ثاني أكسيد الكربون من الهواء. ويستخدم الغذاء المتكون بهذه الكيفية للنمو، والترميم، أو قد يختزن في مناطق خاصة في السيقان، أو في الجذور. انظر: التركيب الضوئي.
تختلف الأوراق كثيرًا في الحجم والشكل. ويقل طول أوراق بعض النباتات وعرضها عن 2,5 سم. وتنمو أكبر الأوراق، كأوراق نخيل الرَّافيا إلى 20م في الطول و2,5م في العرض. وأوراق معظم النباتات عريضة، ومنبسطة، والعديد منها ذو حافة كاملة، لكن الحافة في بعضها الآخر تكون مسننة، أو متموجة. أما النجيليات وبعض النباتات الأخرى فهي ذات أوراق طويلة، ودقيقة، وذات حافة كاملة، وقليل من أنواع الأوراق مثل الأوراق الإبرية في أشجار الصنوبر، والأوراق الشوكية في نباتات الصبار تكون مستديرة، وذات قمة حادة (مدببة).
تُرتَّب معظم الأوراق بنظم محددة على النبات. تنمو أوراق العديد من النباتات بترتيب متبادل أو ترتيب لولبي، وتتكون في هذين النظامين ورقة واحدة فقط عند كل عقدة. وفي النباتات ذات الترتيب المتبادل تظهر أولا ورقة على أحد جانبي الساق، ثم تظهر الأخرى على الجانب الآخر منه. وفي النباتات ذات الترتيب اللولبي تبدو الأوراق وكأنها تطوق الساق أثناء تتابع نموها إلى أعلى. يكون ترتيب أوراق النبات متقابلا إذا نمت ورقتان على جانبي السَّاق عند العقدة نفسها.وإذا تكونت ثلاث أوراق، أو أكثر على مسافات متساوية حول عقدة واحدة بالساق، يكون ترتيب الأوراق سِواريًّا.
تبدأ الورقة حياتها على هيئة نتوء صغير خلف النسيج الإنشائي القمي للساق. وينمو في معظم الأوراق جزءان رئيسيان: النصل والعنق. وقد يكون لأوراق بعض النباتات جزء ثالث أيضا هو الأُذَيْنات. والنصل هو الجزء المنبسط من الورقة. فبعض الأوراق ذات نصل واحد فقط وهي الأوراق البسيطة. وتسمى الأوراق التي لها نصلان أو أكثر بالأوراق المركبة. ويمثل العنق محور الورقة الرفيع الذي ينمو بين قاعدة النصل، والساق. ويحمل العنق الماء، والغذاء من النصل وإليه. والأذينات تراكيب تشبه الورقة تنمو عند التقاء العنق مع الساق. ولا تختلف معظم الأذينات في بِنْيتها الأساسية عن الأوراق المتناهية الصغر.
توزع شبكة من العروق الماء إلى المناطق المنتجة للغذاء بالورقة. كما تساعد العروق في تدعيم الورقة، والحفاظ على سطحها معرضًا للشمس. ويسمى السطح العلوي، والسطح السفلي للورقة بالبشرة أو سطح الورقة. يوجد بالبشرة فتحات متناهية الصغر تسمى ثغورًا. وينتقل ثاني أكسيد الكربون، والأكسجين ، وبخار الماء، والغازات الأخرى إلى داخل الأوراق وإلى خارجها خلال الثغور. انظر: الورقة.
الأزهـــــــار تشتمل الأزهار على أجزاء التكاثر بالنباتات الزهرية. إذا كانت أجزاء التكاثر للنبات ـ الأسدية والمدقات ـ في ذات الزهرة، تسمى زهرة تامة، أما إذا احتوت الزهرة على الأسدية فقط، أو المدقات فقط فتسمى زهرة غير تامة. وتظهر الأجزاء الخارجية للزهرة (إلى اليسار).
الأزهار. تشتمل على الأجزاء المسؤولة عن التكاثر بالنباتات الزهرية. وتتكون الأزهار من براعم على امتداد ساق النبات. ويعطي بعض أنواع النباتات زهرة واحدة فقط، وبعضها الآخر يكون العديد من مجموعات كبيرة من الأزهار، كما أن النباتات مثل الطرخشقون، وزهرة الربيع، لها العديد من الأزهار الصغيرة جدًا تكون رأسًا مفردًا يُشبه الزهرة.
بغالبية الأزهار أربعة أجزاء رئيسية : 1-الكأس 2- التّويج 3-الأسدية 4-المدَقَّات. وتتصل الأجزاء الزهرية عند موضع على الساق يعرف بتخت الزهرة.
يشتمل الكأس على تراكيب ورقية صغيرة، خضراء في معظم الأزهار تسمى سبلات، وتحمي السبلات البراعم الزهرية الصغيرة. توجد البتلات إلى الداخل من الكأس. وتكوِّن بتلات الزهرة مجتمعة التويج. وتمثل البتلات أكبر الأجزاء في معظم الأزهار وأكثرها غنى بالألوان. وتتصل الأجزاء الزهرية المسؤولة عن التكاثر ـ الأسدية والمدقات ـ بتخت الزهرة إلى الداخل من السبلات والبتلات، وتكون الأسدية والبتلات ملتحمة في العديد من الأزهار.
والسداة عضو التكاثر المذكر، والمدقة عضو التكاثر المؤنث. وتتركب كل سداة من جزء كبير يعرف بالمئْبر (المتك) ينمو في نهاية عنق طويل وضيق يعرف بالخيط. تنتج حبوب اللقاح، والتي تكون الخلايا الجنسية المذكرة، داخل المئبر. تضم المدقة في غالبية الأزهار ثلاثة أجــزاء: 1- تركيب مفلطـح في القمـة يعـرف بالميسـم 2- أنبوبة أسطوانية في الوسط تعرف بالقلم 3- جزء قاعدي مستدير يعرف بالمبيض.
يحتوي المبيض على تركيب، أو أكثر يعرف بالبييضات، وتتكون الخلايا البيضية داخل المبيض. وتتحول البييضات إلى بذور عندما تخصب الخلية المذكرة خلية بيضية. يتناول الجزء التالي من هذه المقالة كيفية تكاثر النباتات، وتوضح الطريقة التي تتحد بها الخلية المذكرة مع الخلية البيضية وبدء تكوين البذور والثمار.
البـــــــــــذور قد تكون البذور عارية أو مغطاة. فبذرة الصنوبر، إلى جهة اليسار، بذرة عارية وتتكون على إحدى حراشيف المخروط. ويوجد نوعان من البذور المغطاة ـ ذات فلقة واحدة وذات فلقتين. تتكون هذه البذور داخل مبيض. وذات الفلقتين، بالوسط، لها فلقتان، وذات الفلقة الواحدة إلى اليمين لها فلقة واحدة فقط.
البذور. تتفاوت البذور كثيرًا في الحجم، والشكل. بعض البذور صغيرة للغاية، مثل تلك التي في نبات التبغ، فقد ينمو أكثر من 2,500 بذرة داخل قرن أقل من 20 ملم في الطول. وعلى العكس من ذلك، فإنّ البذرة في أحد أنواع شجرة جوز الهند قد تزن ما يقرب من 10 كجم. ولايوجد ارتباط بين حجم البذرة، وحجم النبات، وعلى سبيل المثال فإن أشجار الخشب الأحمر الضخمة التي يزيد ارتفاعها عن 110م تنمو من بذور يبلغ طولها 1,6 ملم فقط.
يوجد نوعان رئيسيان من البذور : عارية ومكسوّة أو مغلفة. فكافة النباتات الحاملة للمخاريط ذات بذور عارية، وتتكون بذور هذه النباتات على السطح العلويّ للحراشيف التي تُكّون المخاريط. وجميع النباتات الزهرية ذات بذور مغطاة بوساطة المبيض. يكوّن المبيض عند نضج البذور الثمرة. ويتحول المبيض في نباتات مثل التفاح، والتوت، والعنب إلى ثمار طرية، وفي نباتات أخرى مثل الفاصوليا، والبازلاّء يتحول المبيض إلى ثمار جافة. وقد يكون لبعض النباتات ثمار متجمعة حيث يتكون كل جزء صغير من الثمرة المتجمعة، مثل توت العليق، من مبيض مستقل به بذرتُه الخاصة.
وتتركب البذور من ثلاثة أجزاء رئيسية : 1-القصرة (الغلاف الخارجي)، 2-الجنين، 3-النسيج المختزن للغذاء. تحمي القصرة، أو الغلاف الخارجي، الجنين الذي يشتمل على كافة الأجزاء المطلوبة لتكوين نبات جديد. ويحتوي الجنين كذلك على فلقة أو أكثر، وهي أوراق جنينية تمتص الغذاء من النسيج المختزن للغذاء. ويسمَّى هذا النسيج في النباتات الزهرية السويداء. يمتص الجنين السويداء في بعض النباتات مثل البازلاء، والفاصوليا، ويُختزن الغذاء بالفلقات. وفي النباتات الحاملة للمخاريط يختزن الغذاء ضمن نسيج الطور المشيجي المؤنث. انظر: البذرة.
طرق تكاثر النباتات
الكثير من النباتات الزهرية يتلقح بوساطة النحل، وحيوانات أخرى. تتعلق حبوب اللقاح بالحيوانات التي تحملها من زهرة إلى زهرة خلال بحثها عن الغذاء.
المخروطيات تنتج حبوب لقاح تحملها الرياح من المخروط المذكر إلى المخروط المؤنث. في الصورة أعلاه، حبوب اللقاح تتساقط من مخروط مذكر لنبات الصنوبر النمساوي.
تكثر النباتات من نوعها إما بالتكاثر الجنسي، أو بالتكاثر اللاجنسي. فعند التكاثر الجنسي تلتقي خلية مذكرة مع الخلية البيضية المؤنثة لإنتاج نبات جديد. وتحتوي كل من الخلية البيضية، والخلية المذكرة على الصبغيات (المادة الوراثية). تحدد الصبغيات العديد من الخصائص، وقد تختلف هذه الخصائص في كل من الأبوين. وقد يحدث التكاثر اللاّجنسي بطرق عديدة، وغالبا ما يتضمن تجزئة النبات إلى جزءين، أو أكثر ويصير كل منها نباتا جديدًا. وترث هذه النباتات صبغياتها من أب واحد فقط، ويكون لها خصائص مطابقة للنبات الأب. ويعرف هذا النوع من التكاثر اللاجنسي بالتكاثر الخضري، ويتكاثر العديد من النباتات بكل من التكاثر الجنسي، والتكاثر الخضري.
التكاثر الجنسي. يحدث التكاثر الجنسي في النباتات على شكل دورة معقدة تعرف بتبادل الأجيال (تعاقب الأجيال)، تشتمل على جيلين أو مرحلتين متميزتين. وخلال إحدى مرحلتي الدورة، يعرف النبات بالنابت المشيجي أو النبات الحامل للأمشاج. وتصعب مشاهدة الطور المشيجي في معظم الأنواع النباتية، أو نادرًا ما يلاحظه الناس. ويعطي هذا الطور الأمشاج ـ أي الخلية المذكرة والخلية البيضية. وقد ينتج الطور أيضًا الخلايا المذكرة، أو الخلايا البيضية أو كلتيهما تبعا لنوع النبات. وعند اتحاد الخلية المذكرة مع الخلية البيضية، يتكون من البييضة المخصبة المرحلة الثانية من دورة حياة النبات. في هذه المرحلة يعرف النبـات بالطـور البوغي أو النبات الحامل للأبواغ. عندما يشاهد الناس نباتا فغالبا ما يكون في مرحلة الطور البوغي. ويعطي الطور البوغي ـ خلال انقسام خلوي يعرف بالانقسام الاختزالي ـ تراكيب متناهية الصغر تسمى الأبواغ. وتتكون الأبواغ داخل تراكيب مقفلة تشبه الكيس تسمى بالكيس البوغي (الحافظة البوغية). وينشأ الطور المشيجي عن الأبواغ وتبدأ دورة الحياة مرة أخرى.
طريقة التكاثر في النباتات الزهرية تتكاثر النباتات الزهرية من خلال عملية التلقيح. تبدأ هذه العملية عندما تصل إحدى حبوب اللقاح من متك السداة إلى ميسم المدقة، وينمو بعد ذلك أنبوب لقاح طويل، يشبه الشعرة من حبة اللقاح إلى إحدى البييضات بالمبيض. ثم تنتقل الأمشاج المذكرة من أنبوب اللقاح إلى البييضة. عندما يخصب مشيج خلية بيضية يبدأ تكوين البذرة.
في النباتات البذرية. وهي تشمل النباتات الزهرية والنباتات حاملات المخاريط. يشتمل تبادل الأجيال على سلسلة من الخطوات المعقدة. ولا يشاهد بالعين المجردة في هذه النباتات سوى الطور البوغي فقط. وتنتج الأبواغ داخل أعضاء التكاثر المذكرة والمؤنثة للنبات. وتعطي الأبواغ الطور المشيجي الذي يبقى بداخل أعضاء التكاثر بالنبات.
في النباتات الزهرية توجد الأجزاء المسؤولة عن التكاثر في الأزهار. وتمثل الأسدية أعضاء التكاثر المذكرة بالنبات، وتحتوي كل سداة على طرف متضخم يعرف بالمِئْبَرْ (المتك). والمدقة هي عضو التكاثر المؤنث بالنبات، ويحتوي المبيض الذي يكون القاعدة الكروية للمدقة على البييضات. يتركب المئبر من تراكيب صغيرة جدا تسمى الأكياس البوغية المذكرة، كذلك تحتوي البييضات على تراكيب تسمى الأكياس البوغية المؤنثة، وتنتج الأبواغ عن انقسام الخلايا في كل من الأكياس البوغية المذكرة، والأكياس البوغية المؤنثة.
تنمو بوغة واحدة في كل بييضة في معظم أنواع النباتات الزهرية، وتعطي طوراً مشيجياً مؤنثًا دقيق الحجم. ويعطي الطور المشيجي المؤنث خلية بيضية واحدة. وتحتوي الأبواغ الموجودة بالمئبر، والتي تعرف بحبوب اللقاح على طور مشيجي مذكر دقيق الحجم. وتنتج كل حبة لقاح خليتين مذكرتين.
ويتحتم انتقال حبّة اللقاح من المِئْبَرْ إلى المدقة حتى يحدث الإخصاب، ويُعرف هذا الانتقال بالتلقيح. وإذا سقطت حبة اللقاح من زهرة إلى مدقة الزهرة نفسها، أو مدقة زهرة أخرى على النبات نفسه فإن هذه العملية تُعرف بالتلقيح الذاتي. أما إذا انتقلت حبة اللقاح من زهرة إلى مدقة على نبات آخر فإن هذه العملية تُعرف بالتلقيح الخلطي (التهجيني). وتُحمل حبوب اللقاح من زهرة إلى زهرة في التلقيح الخلطي بوساطة الحيوانات، مثل الطيور، والحشرات، أو بوساطة الرياح. تمتاز النباتات الخلطية التلقيح بأنها ذات أزهار كبيرة، ورائحة طيبة، ورحيق حُلو. وتجذب هذه الخصائص كلاًّ من الخفاش، والبوسوم، والطيور كالطنان، والتُّمَيْر، وحشرات مثل النمل، والنحل، والخنافس، والفراشات والعثة. وتحمل هذه الحيوانات حبوب اللقاح على أجسامها أثناء تنقلها من زهرة إلى زهرة بحثًا عن الغذاء. وغالبية الأعشاب والأشجار، والشجيرات ذات أزهار صغيرة، وغير واضحة. وتحمل الرياح حبوب لقاح هذه النباتات. وقد تحمل الرياح حبوب اللقاح لمسافة تبعد نحو 160كم، وتسبب بعض أنواع حبوب اللقاح المحمولة بالهواء حمى القش وغيرها من أنواع الحساسية.
عندما تصل حبة لقاح إلى مدقة نبات من نفس النوع، ينمو أنبوب اللقاح إلى أسفل عبر الميسم والقلم حتى يصل إلى إحدى البييضات بالمبيض. تتحد إحدى الخليتين المذكرتين بحبة اللقاح مع خلية البيضية داخل المبيض. وحينئذ يبدأ تكوين جنين الطور المشيجي. وتتحد الخلية المذكرة الأخرى مع تركيبين يعرفان بالنواتين القطبيتين. وينشأ عن ذلك النسيج المغذي الذي يكّون السويداء. ويتكون عقب ذلك غلاف البذرة محيطا بالجنين، والسويداء. انظر: اللقاح؛ البذرة.
طريقة التكاثر في النباتات المخروطية تتكون الأجزاء الخاصة بالتكاثر في النباتات المخروطية في مخاريط مذكرة، ومخاريط مؤنثة مستقلة. يبدأ التلقيح عندما تدخل حبوب لقاح من مخروط مذكر غرفة اللقاح لبييضة في مخروط مؤنث. وتنتقل الخلايا المذكرة خلال أنبوب اللقاح، وتخصب إحداها خلية بيضية لتعطي بذرة.
النباتات المخروطية توجد فيها الأجزاء المسؤولة عن التكاثر في المخاريط. ويحتوي النبات المخروطي على نوعين من المخاريط؛ مخروط حبوب اللقاح، أو المذكر، وهو أصغر وأرهف النوعين، وهو أيضا أبسط تركيبًا، والمخاريط البذرية، أو المؤنثة وهي أكبر، وأكثر صلابة من المخاريط المذكرة.
يضم مخروط حبوب اللقاح العديد من الأكياس البوغية المتناهية الصغر والتي تنتج حبوب اللقاح. وتحمل كل من الحراشف التي يتركب منها المخروط البذري بييضتين على سطحها. وتعطي كل بييضة بوغة مؤنثة تضم الطور المشيجي المؤنث، ويشتمل هذا النبات الدقيق على الخلايا البيضية.
تحمل الرياح حبوب اللقاح من مخروط حبوب اللقاح إلى المخروط البذري. وتلتصق حبة اللقاح بمادة لاصقة بجوار إحدى البييضات. وعادة ما تدخل حبة اللقاح إلى غرفة حبوب اللقاح بالبييضة عبر فتحة تعرف بالنقير، وعندئذ تبدأ حبة اللقاح في تكوين الأنبوبة اللقاحية، ويتكون داخل الأنبوبة خليتان مذكرتان. وعندما يصل أنبوب اللقاح إلى خلية بيضية تخصب إحدى الخليتين المذكرتين البيضة، وتضمحل الخلية المذكرة الأخرى. وتنمو البيضة المخصبة إلى جنين الطور البوغي، وتصير البيضية المحتوية على الجنين بذرة. وتسقط البذرة على الأرض، وإذا ما كانت الظروف ملائمة يبدأ الطور البوغيّ الجديد في النمو.
طرق تكاثر السراخس تتكاثرالسراخس بوساطة كل من الأبواغ والخلايا الجنسية. تتكون الأبواغ على أوراق النبات السرخسي والذي يسمى النبات البوغي. تنمو البوغة إلى نبات صغير يعرف بالطور المشيجي الذي يعطي بدوره خلايا جنسية مذكرة، ومؤنثة تتحد وتكون طورًا بوغيًا آخر.
في السراخس والحزازيات يتكون جيل كلٍّ من الطور البوغي، والطور المشيجي من نباتين بينهما اختلاف كبير. يحمل الطور البوغي للسراخس أوراقاً، ويكون أكبر من الطور المشيجي بدرجة واضحة. ويتكون على حوافِّ السّطح السُّفلي لكل ورقة مجموعات من أكياس بوغية تعرف بالبثرات. وتسقط الأبواغ على الأرض عند نضجها، وتنمو إلى أطوار مشيجية قلبية الشكل، تشاهد بصعوبة. وينتج الطور المشيجي للسراخس كلا من الخلايا الجنسية المذكرة والمؤنثة. وتسبح الخلية المذكرة عند توفّر الرطوبة الكافية متجهة إلى خلية بيضية، وتتحد معها. تنمو البيضة المخصبة بعد ذلك إلى طور بوغي ناضج.
يتركب الطور البوغي للحزازيات من سويقة طويلة قائمة تنتهي بحافظة تشبه القرنة تنتج الأبواغ. ويبرز الطور البوغي في قمة طور مشيجيٍّ رهيف مُورق أخضر اللون. ويعتمد الطور البوغي على الطور المشيجي في الحصول على الغذاء والماء. ويمثل الطور المشيجي جزءًا من المجتمع النباتي المعروف بالحزازيات.
التكاثر الخضري يتكاثر العديد من النباتات خضريا. وتعطي بعض النباتات مجموعًا خضريًا من السيقان الأرضية. ويخرج بعضها الآخر غصونًا هوائية تحمل جذورًا، وتنمو إلى نباتات جديدة. ويستخدم الناس هذه الطرق كما في التعقيل والتطعيم، والترقيد الهرمي لإنتاج نباتات ذات خصائص مرغوبة.
التكاثر الخضري. يمكن للنباتات أن تتزايد بدون التكاثر الجنسي، فخلال التكاثر الخضري يمكن لجزء من النبات أن ينمو إلى نبات كامل جديد. يحدث التكاثر الخضري حيث تستطيع أجزاء النبات أن تكوّن أجزاء غير موجودة، خلال عملية تُعرف بالتجدد. ويمكن لأي عضو من النبات سواء أكان جذرًا، أو ساقًا، أو ورقة، أو زهرة أن يتكاثر إلى نبات جديد. بل قد ينمو النبات من خلية مفردة من نبات آخر.
وغالبًا ما يحدث التكاثر الخضري في النباتات ذات السيقان التي تمتد أفقيًا أعلى أو أسفل سطح التربة مباشرة. يرسل نبات الفراولة، على سبيل المثال، سيقانًا رفيعة تعرف بالسيقان الجارية (المدادة) تنمو على امتداد سطح التربة. وترسل السيقان الجارية عند نقاط ملامستها للأرض جذورًا تعطي نبيتات (أوراقًا، وسيقانًا جديدة). وهذه النبيتات في واقع الأمر جزء من النبات الأب، ويتكاثر بهذه الطريقة بوساطة سيقان تحت الأرض كل من السراخس، والسوسن، والعديد من أنواع الأعشاب، وبعض أنواع الشجيرات، وبعض أنواع الأشجار.
وتستطيع العديد من النباتات التي تنمو كأعشاب ضارة الانتشار سريعًا بوساطة التكاثر الخضريّ. ويصعب أحيانًا إبادة هذه النباتات، حيث تنمو أجزاؤها المفقودة مرة أخرى بالتجدد. فعلى سبيل المثال ينمو نبات الهندباء البري ويعطي سيقانًا، وأوراقًا جديدة إذا تُرك جزءٌ من جذره داخل التربة.
ويستفيد المزارعون من التكاثر الخضري في الإكثار من العديد من المحاصيل الغذائية المهمة، مثل التفاح، والموز، والبرتقال والبطاطس. حيث يقومون مثلا بتجزئة البطاطس إلى عدة أجزاء، ويراعى احتواء كل جزء على عين (برعم) على الأقل. وتتحول خلال النمو كل قطعة من البطاطس إلى نبات بطاطس جديد. ينتج التكاثر بهذه الطريقة نباتات بطاطس جديدة أسرع مما لو زرعت بذور البطاطس.
يُسْتخدم التكاثر الخضري بكثرة كذلك عند زراعة الحدائق. فالكثير من النباتات مثل الدلابيث، والسوسن، والزنبق، والتيوليب تتكاثر بوساطة الأبصال، أو الكورمات. تستغرق هذه النباتات فترة أطول لتصل إلى مرحلة الإزهار عندما تنمو من البذرة.
يكثر الناس العديد من النباتات بثلاثِ طرق رئيسيّة، هي: 1-التعقيل، 2-التّطعيم، 3-الترّقيد.
التعقيل يتضمن استخدام العُقَل (أجزاء من النبات) تؤخذ من النباتات النامية. ومعظم العُقَل سيقان، إذا وُضعت في الماء، أو في تربة رطبة نمتْ لها جذورٌ ثُمّ تطوّرت إلى نبات مكتمل. وتتكاثر أنواع عديدة من نباتات الحدائق، والشجيرات بوساطة عُقل السيقان.
التطعيم يشمل كذلك العُقَل، لكن بدلا من وضع العقل في الماء، أو في التربة تطعم (تربط) بنبات آخر يعرف بالأصل. يوفر الأصل المجموع الجذري، والجزء السفلي من النبات الجديد، وتُكون العُقلة الجزء العلوي. ويستخدم المزارعون التطعيم في نمو أعداد كبيرة من بعض أنواع الفاكهة، بما في ذلك أنواع معينة من التفاح، حيث يأخذون عُقَل الأشجار التي تعطي نوع التفاح المرغوب، ويتمُّ تطعيمها على أشجار التفاح ذات المجموع الجذري القوي. لمناقشة الطرق المختلفة (للتطعيم). انظر: تطعيم النبات.
الترقيد طريقة لإنبات جذور نبات جديد. ففي الترقيد الهرمي تكوم التربة حول قاعدة النبات. ويؤدي وجود التربة إلى نمو الجذور من فرع النبات، ثم يقطع الفرع بعد ذلك، ويزرع. وفي الترقيد الهوائي يُقطع الفرع جزئيًّا يطول 8سم. يُوضع على القطع مادة دبالية تتكون من أحد أنواع الحزازيات يسمى حزاز سْفاجنَمْ لحفظه رطبا. ويغطى هذا الجزء من الفرع بلفافة لايتسّربُ منها الماء. وتتكون جذور جديدة بمنطقة القطع. وبعد نموّ الجذور يُقطع الفرعُ، ويزرعُ.
كيف تنمو النباتات
الطريقة التي تنمو بها البذرة إلى نبات. تحتوي البذرة على كافة الأجزاء اللازمة لتكوين نبات جديد. تحتاج البذرة إلى ثلاثة أشياء لتبدأ النمو: 1- الدفء 2- الرطوبة 3- الأكسجين. يعرف نمو البذرة بالإنبات. ويوضح الرسم الخطوات الرئيسية في هذه العملية.
تقسم النباتات إلى مجموعتين تبعا لطريقة حصولها على غذائها. وتعرف جيمع النباتات الخضراء بأنها ذاتية التغذية، حيث تحتوي على يخضور (كلوروفيل)، يمكنها من اقتناص ضوء الشمس واستخدامه في إنتاج الغذاء، والمواد الأخرى التي تحتاج إليها في النمو. وتعرف الأنواع الأخرى من النباتات بأنها غير ذاتية التغذية، وتفتقر إلى اليخضور (الكلوروفيل)، ولا تستطيع إنتاج غذائها، وقد تكون متطفلة، أو رمِّية.
يتناول هذا الجزء أربع عمليات رئيسية تحدث أثناء نمو غالبية أنواع النباتات الخضراء. هذه العمليات هي: 1- الإنبات، 2-حركة الماء، 3-التركيب الضوئي، 4- التنفس. كما يناقش هذا الجزء أيضًا الطريقة التي تؤثر بها وراثة النبات، والبيئة على النمو.
نمو نبات أخضر. تصنع النباتات الخضراء الغذاء الذي تحتاج إليه خلال عملية التركيب الضوئي. تنطلق هذه العملية، والتي تحدث أساسًا في الأوراق، بوساطة اليخضور (الكلوروفيل). يتفاعل الكلوروفيل مع ماء التربة وثاني أكسيد الكربون من الهواء وضوء الشمس لإنتاج الغذاء. غالبية النباتات ذات نسيج ناقل خاص يحمل الغذاء خلال السيقان إلى كافة أجزاء النبات. ويُستخدم هذا الغذاء في النمو، والاستعاضة والتخزين.
الإنبات. هو نمو البذرة. وتتميز بذور عديدة بفترة عدم نشاط قبيل بدء نموها، وهذه الفترة تعرف بالكمون. وتحدث هذه الفترة في معظم أنحاء العالم خلال فصل الشتاء، وعند حلول فصل الربيع بعد ذلك تبدأ البذور في النمو.
تحتاج البذور إلى ثلاثة أشياء لتنمو: درجة حرارة ملائمة ورطوبة وأكسجين. وتنمو معظم البذور نموًّا أفضل عند درجة حرارة بين 18°م و30°م. وقد تنبت بذور النباتات التي تعيش تحت ظروف مناخية باردة عند درجات حرارة منخفضة، بينما قد ينبت بعضها في المناطق الاستوائية عند درجات حرارة مرتفعة. وتحصل البذور على الرطوبة اللازمة لها من التربة. وتؤدي الرطوبة إلى ليونة القصرة مما يسمح بخروج الأجزاء النامية من خلالها، كما تهيئ الرطوبة كذلك مواد معينة في البذرة لأداء دورها في إنبات البذرة. وقد تتعفن البذرة إذا ما تعرضت لكمية زائدة من الماء، أما إذا حصلت على قدر ضئيل من الماء فيحدث الإنبات ببطء، أو قد لا يحدث على الإطلاق. وتحتاج البذور إلى الأكسجين للتغيّرات التي تحدث بداخلها أثناء الإنبات.
يحتوي جنين البذرة على كافة الأجزاء اللازمة لإنتاج نبات صغير، وقد يحتوي على فَلْقة، أو أكثر تمتص الغذاء من السويداء للنبتة النامية. تمتص البذرة الماء، وهذا يؤدي إلى انتفاخها، وتمزق القصرة، وإلى ظهور بادرة صغيرة جدًا. ويُعرف الجزء السفلي من البادرة بالسويقة تحت الفلقية أو السويقة الجنينية السفلى، وتعطي الجذر الرئيسي، ويُثبِّت هذا الجذر البادرة في التربة، ويكّوِّن المجموع الجذري الذي يمد البادرة بالماء، والأملاح المعدنية. يبدأ بعد ذلك الجزء العلوي من البادرة ويُعرف بالسويقة الفلقية أو السويقة الجنينية العليا في النمو إلى أعلى. وتوجد الساق الجنينية (الريشة) لدى طرف السويقة فوق الفلقية، وهي البرعم الذي يعطي الأوراق الأولى. وفي بعض النباتات مثل الأصناف العديدة من الفاصوليا يحملُ نمو السويقة تحت الفلقية الفلقات خارج التربة. وفي الذرة والنباتات الأخرى تبقى الفلقات داخل التربة بالبذرة. وتستطيع البادرة أن تصنع غذاءها بعد أن تكوِّن البادرة الجذور والأوراق الخاصة بها، وحينئذ لا تحتاج إلى الفلقات كي تمدها بالغذاء.
يقتصر نمو غالبية النباتات في الطول على قمم الجذور، والفروع، وتعرف خلايا هذه المناطق بالخلايا الإنشائية. تنقسم هذه الخلايا وتنمـو سريعـا، وتعـطي مختـلف الأنسجة التي يتركب منها النبـات الناضج. وتتكون في الأشجار، والنباتات الأخرى التي تزيد في السمك طبقات جديدة من الخلايا بين القلف والخشب. هذه المنطقة هي الطبـقة المولدة (الكمبيوم). وتتكون طبـقات جديدة من الخلايا نتيـجة نشاط هذه الطبقة سنويا، وتعطي هذه الطبقات حلقات الخشب التي تمكن الناس من تقدير عمر الشجرة.
تعيش بعض أنواع النباتات المعمرة لسنين عديدة. تنتج معظم النباتات المعمرة بذورًا كل سنة، بينما تعيش أنواع أخرى ـ وهي النباتات الحولية ـ لنحو عامٍ واحد فقط. ويوجد أيضا أنواع أخرى ـ وهي النباتات ثنائية الحول ـ تعيش عامين. وتنتج معظم النباتات الحولية، وثنائية الحول البذور مرة واحدة فقط. انظر: الحولي؛ ثنائي الحول؛ النبات المعمر.
طريقة نمو النباتات في الطول والسمك. يقتصر نمو معظم النباتات على قمم جذورها، وسيقانها. تنمو خلايا هذه المناطق سريعًا وتكون الأنسجة المختلفة التي يتركب منها النبات المكتمل النمو. وتتكون بالأشجار، والنباتات الأخرى التي تنمو في السمك طبقة نسيجية تلي القلف مباشرة سنويًا. يوضح الرسم مناطق النمو بالنباتات.
حركة الماء. يحتاج النبات إلى الماء بصورة مستمرة. وتحتوي كل خلية من خلايا النبات على كمية وفيرة من الماء. ولاتستطيع الخلايا، بدون هذا الماء، أن تقوم بالوظائف العديدة التي تحدث داخل النبات. ويحمل الماء كذلك المواد اللازمة من جزء إلى آخر في النبات.
يدخل معظم الماء إلى النبات عبر الجذور. تمتص شعيرات جذرية دقيقة الرطوبة، وأملاحًا معدنية معينة من التربة بخاصية التناضح (الأسموزية). انظر: التناضح. وتنتقل هذه المواد في النباتات الوعائية ـ تلك التي بها أنسجة توصيل خاصة ـ خلال نسيج الخشب بالجذور، والسيقان إلى الأوراق. وفي الأوراق يُستخدم الماء والأملاح المعدنية في تكوين الغذاء. كما يحمل الماء هذا الغذاء خلال نسيج اللحاء إلى الأجزاء الأخرى من النبات.
تفقد النباتات الماء خلال عملية النتح، ويخرج معظم هذا الماء خلال الثغور الموجودة على سطوح الأوراق. ويقدر العلماء أن نبات الذرة يفقد أكثر من 3,040,000 لتر ماء لكل هكتار خلال موسم النمو بوساطة النتح. ويعتقد بعض علماء النبات أن هذا الماء المفقود يحمي الأوراق من أخطار ارتفاع درجة الحرارة التي يسببها ضوء الشمس.
التركيب الضوئي. هو العملية التي تُصنِّع بها النباتات الغذاء. تقتنص النباتات الخضراء ضوء الشمس بوساطة اليخضور (الكلوروفيل)، وهذا يمكن ثاني أكسيد الكربون من الهواء من الاتحاد مع الماء، والأملاح المعدنيّة من التُّربة وإنتاج الغذاء. كذلك ينطلق الأكسجين اللازم لتنفس الإنسان والحيوانات إلى الهواء نتيجة هذه العملية الحيوية.
يحدثُ معظم التركيب الضّوئي في أجسام صغيرة داخل خلايا أوراق النبات تعرف بالبلاستيدات الخضراء. تحتوي هذه البلاستيدات الخضراء على اليخضور (الكلوروفيل) الذي يمتص ضوء الشمس. وتعمل الطاقة المستمدة من الشمس على انشطار جزيئات الماء إلى هيدروجين، وأكسجين. ويتحد الهيدروجين مع الكربون من ثاني أكسيد الكربون لإنتاج سكر. ويهيئ السكر النبات لإنتاج الدهن، والبروتين، والنشا، والفيتامينات، والمواد الأخرى اللازمة لبقائه. انظر: التركيب الضوئي.
تحتوي بعض النباتات وتعرف بالنباتات المتطفّلة والنباتات الرمية، على قليل من مادة اليخضور (الكلوروفيل) وقد لا تحوي شيئآً منه، وبالتالي لا تستطيع إنتاج غذائها بوساطة التركيب الضوئي. ويتحتم على هذه النباتات الاعتماد في غذائها على مصادر خارجية. تلازم النباتات المتطفلةُ نباتات حية، وتحصل منها على المواد الغذائية التي تحتاج إليها، بينما تنمو النباتات الرمية على كائنات ميتة، ومتحللة، أو تَستخدم في غذائها المواد العضوية التي تنتجها الكائنات الحية.
ويُعد الدبق، والحامول من النباتات المتطفلة التي تنتشر في مناطق كثيرة من العالم. وينمو الدبق على، فروع وجذوع أشجار عديدة. وهو متطفل جزئيا حيث يصنع بعض غذائه. والغليون الهندي نبات رمي (مترمم) ينمو قريبًا من الفطريات ويستخدم في غذائه المواد العضوية التي تنتجها الفطريات. وينمو نبات رافلسيا العملاق متطفلاً على جذور وسيقان غيره من النباتات، ويحمل أكبر زهرة عُرفت لأي نبات، وقد يتعدى قطر أزهار رافلسيا 90سم.
--------------------------------------------------------------------------------
طريقة حصول النباتات غير الخضراء على غذائها. لا تستطيع النباتات غير الخضراء صنع غذائها. تحصل النباتات المتطفلة على غذائها من كائنات حية أخرى، وتعيش النباتات المتطفلة على الكائنات المتحللة، أو على المواد التي تصنعها الكائنات الحية.
--------------------------------------------------------------------------------
الدبق نبات متطفل جزئيًا ينمو على الأشجار، ويأخذ منها الماء، والأملاح المعدنية، لكنه يصنع الغذاء داخل أوراقه. الحامول نبات متطفل. ينمو هذا النبات في كتل متشابكة، ويحصل على غذائه بإرسال جذور متخصصة هي الممصات داخل النباتات الأخرى. الغليون الهندي نبات رمّي. ينمو هذا النبات قريبًا من الفطريات ويستخدم في غذائه المواد العضوية التي تصنعها الفطريات.
التنفس. عملية يستهلك فيها الغذاء لإطلاق الطاقة اللازمة للنبات. ويستخدم النبات هذه الطاقة للنمو، والتكاثر والتعويض. ويتم هدم السكر خلال عملية التنفس، وتتحد بعض نواتج الهدم مع الأكسجين، وينطلق ثاني أكسيد الكربون والطاقة، والماء. يحدث التنفس أثناء النهار والليل طوال حياة النبات على العكس من التركيب الضوئي الذي يقتصر حدوثه على النهار فقط. ويتزايد التنفس بمعدل كبير مع نمو البراعم، والأوراق في فصل الربيع، ويتناقص بقدوم فصل الشتاء.
الهورمونات ذات تأثير على نمو النبات. في التجربة (أعلاه)، تمت معالجة عقلة النبات (إلى اليسار) بهورمون حمض نفثالين الخل. ولم تعالج العقلة التي (إلى اليمين).
كمية الإضاءة اليومية التي يتعرض لها النبات ذات تأثير على نموه. نباتات البطونية (البتونيا) (أعلاه) متماثلة العمر، لكنها تعرضت، من اليسار إلى اليمين، إلى 8 و 12 و 16 و20 و24 ساعة ضوء يومياً.
الانتحاء الأرضي. يمكن مشاهدة تأثير الجاذبية على النباتات بزراعة حبوب ذُرة مقلوبة الوضع. توضح الصورة الجاذبية الأرضية الموجبة للجذور، ونموها إلى أسفل نحو مصدر الجاذبية.
الانتحاء الضوئي حركة انحناء يسببها الضوء. تبدي ساق نبات القوليوس انتحاءً ضوئيًا موجبًا، حيث تنمو متجهة نحو مصدر ثابت للضوء.
العوامل المؤثرة على نمو النبات. يتحدد نمو النبات بناء على وراثته، وبيئته. وعلى سبيل المثال، تحدد وراثة النبات صفاتٍ مثل لون الزهرة، وحجمها، وتنتقل هذه العوامل الوراثية من جيل لآخر، وتشتمل العوامل البيئية على ضوء الشمس، والمناخ، وظروف التربة.
العوامل الوراثية. يوجد داخل نواة جميع خلايا النبات أجسام متناهية الصغر هي الصبغيات التي تشتمل على وحدات تعرف بالمورِّثات. وتحتوي هذه الأجسام على التعليمات التي توجه نمو النبات. وعند انقسام الخلايا وتضاعف عددها تنتقل هذه التعليمات إلى كل خلية جديدة. انظر: الخلية؛ الوراثة.
كما توجد أيضا مواد تُصنع داخل النبات وتؤدي دورًا في تنظيم نمو النبات. وتعرف هذه المواد بالهورمونات وتتحكم في بعض أنشطة النبات، مثل نمو الجذور، وإنتاج الأزهار، والثمار. لايعرف علماء النبات على وجه الدِّقة الطريقة التي تعمل بها جميع الهورمونات النباتية. لكن من المعروف أن هورمونات معينة تعرف بالأكسينات تؤثر في نموّ البراعم، والأوراق، والجذور، والسيقان. وتساعد هورمونات نموًّ أخرى تعرف بالجبرلينات في زيادة طول النّبات، وتسبب الإزهار، وتسرع من إنبات البذور. كما توجد هورمونات أخرى تعرف بالسيتوكينينات تعمل على انقسام الخلايا.
العوامل البيئية. تحتاج كافة النباتات إلى الضوء، والمناخ الملائم، وكمية كافية من الماء والأملاح المعدنية من التربة. لكن بعض الأنواع تنمو نموًا أفضل في الشمس، ويزدهر بعضها الآخر في الظل. وتختلف النباتات كذلك في مقدار الماء الذي تحتاجه، وفي درجة الحرارة التي تتحملها. وتؤثر هذه العوامل البيئية على سرعة نمو، وحجم كافة النباتات وتكاثرها.
يتأثر نموّ النباتات كذلك بطول فترات الضوء والظلام التي يتعرض لها. ولا تزهر بعض النباتات مثل الخسّ والسبانخ إلا عندما تكون فترة الإضاءة طويلة. وتُعرف هذه النباتات بنباتات النهار الطويل. وعلى العكس من ذلك، فإن نباتات زهرة النجمة وزهرة الذهب (الأقحوان) وبنت القنصل تعرف بنباتات النهارٍ القصير وتزهر فقط عندما تكون فترة الظلام طويلة. كما توجد نباتات أخرى مثل القطيفة، والطماطم لا تتأثر بطول فترة الإضاءة، وتعرف بالنباتات متعادلة اليوم.
وتتأثر النباتات كذلك بالبيئة التي تنمو بها بطرق أخرى. فعلى سبيل المثال، يبدي النبات حركة انحناء، تعرف بالانتحاء. وفي الانتحاء يتسبب منبه خارجي (قوة) في انحناء النبات نحو أحد الاتجاهات. وقد يكون النبات ذا انتحاء موجب أو انتحاء سالب تبعًا لانحناء النبات نحوه، أو بعيداً عنه. وتتم تسمية الانتحاء، تبعًا للمنبهات التي تسببه. فالانتحاء الضوئي انحناء ناتج عن الضوء. والانتحاء الأرضي انحناء تسببه الجاذبية، والانتحاء المائي يسببه الماء.
يبدي النبات النامي على نافذة انتحاءً ضوئيًا موجبًا عندما تنمو سيقانه وأوراقه نحو مصدر الضّوء. وعلى العكس من ذلك، تُظهر الجذور انتحاءً ضوئيًا سالبًا، وتنمو بعيدًا عن الضوء. وتبدي الجذور انتحاءً أرضيًا موجبًا. فإذا زرعت بذرة أو بصل مقلوب الوضع فإن جذوره تنمو إلى أسفل (نحو مصدر الجاذبية). وتبدي ساق هذه البصلة انتحاءً أرضيًا سالبًا، وتنمو إلى أعلى (بعيدًا عن مصدر الجاذبية). ويحدث الانتحاء المائي أساساً في الجذور، ويكون عادة موجبًا. انظر: الانتحاء.
تتأثر بعض النباتات إذا ما لُمست. فعند لمس نبات الميموزا (المستحية) فإن وريقاته سريعًا ما تنطبق، وتتهدل فروعه نحو الساق، وتحدث هذه الحركة نتيجة تغير في الضغط داخل خلايا معينة. وتعود فروع ووريقات النبات إلى وضعها الأصلي بعد زوال تأثير المنبه.
كيف تتغير النباتات
تتنافس النباتات، مثل الحيوانات، على ضوء الشمس، والماء، وضروريات الحياة الأخرى. وتستطيع بعض النباتات ـ مثل بعض الحيوانات ـ النمو، والتكاثر أفضل من بعضها الآخر. وبعد آلاف السنين تكون النباتات مختلفة جدًا عن أسلافها. تتأقلم النباتات التي تستطيع البقاء مع بيئاتها خلال عملية تسمى الانتخاب الطبيعي أو البقاء للأصلح. انظر: الانتخاب الطبيعي.
يتتبع هذا الجزء من المقالة تاريخ النباتات المبكر، ويناقش الأشكال المهمة لتأقلم النبات لتخزين الماء، وانتشار البذور، كما يصف هذا الجزء مجموعة النباتات غير العادية، التي كيّفت نفسها بطريقة معينة تمكنها من افتراس الحشرات والتغذي بها، وينتهي بمناقشة بعض الطرق التي استطاع بها الإنسان تغيير النباتات.
منذ نحو 410 ملايين سنة، بدأ نمو الغابات في مناطق المستنقعات بالعالم. واشتملت النباتات في هذه الغابات البدائية على أسلاف للنباتات المعاصرة من مجموعة رجل الذئب، وذيل الحصان، والسرخسيات، وقد ظهرت في نفس هذه الفترة تقريبًا، أول البرمائيات والحشرات.
النباتات البدائية. ظهر أول نبات على سطح الأرض منذ أكثر من 430 مليون سنة خلال حقب الحياة القديمة. وكانت هذه النباتات بسيطة للغاية، ولا تماثل أيًا من النباتات التي نشاهدها اليوم. ومن المحتمل أن أجسام هذه النباتات كانت تشبه العصي، وتفتقر إلى النسيج المتخصص لنقل الماء كما في النباتات الوعائية. ويعتقد كثير من علماء النبات أن هذه النباتات الأرضية البدائية كانت أسلافًا لنباتات وعائية بدائية. ولم يكن لأولى النباتات الوعائية ـ وهي النباتات الرينياوية ـ أوراق أو جذور. وكانت تتألف من سيقان تمتد على الأرض، وسيقان أخرى تنمو عموديًا ذات أفرع على شكل الحرف الإنجليزي Y. ومن المحتمل أن تكون هذه النباتات قد نمت إلى ارتفاع ما بين 60 و90 سم.
أبواغ السراخس تنمو في مجموعات تُسمى بثرات تتكون على السطح السفلي لأوراق النبات، كما هو موضح أعلاه. وتتركب كل بثرة من عديد من الأكياس البوغية التي تنشق لتنفتح وتنطلق منها الأبواغ.
وربما تطورت نباتات أكبر، وهي تسمى التريمروفية عن النباتات الرينياوية. والنباتات التريمروفية ذات جسم نباتي أكثر تعقيدًا، ولها سيقان وفروع عديدة، ولكن لم يكن لها أوراق، أو جذور. كما ظهرت نباتات وعائية أخرى صغيرة، هي النباتات الزوستيروفيلية بعد فترة قصيرة من النباتات الرينياوية، وربما انحدرت منها. ويعتقد بعض علماء النبات أن النباتات التريمروفية، والنباتات الزوستيروفيلية أسلاف لجميع النباتات الوعائية الموجودة حاليًا. ويرون أن السراخس، وذيل الحصان، والنباتات البذرية قد انحدرت من النباتات التريمروفية خلال تغيرات متلاحقة منذ نحو 408 إلى 360 مليون سنة. كما يعتقد أن مجموعة رجل الذئب، والحزازيات الريشية، ونباتات الرصن قد تطورت عن النباتات الزوستيروفيلية في نفس الفترة تقريبًا.
وعند بداية انتشار النباتات الوعائية الأولى على الأرض كانت الحياة على الكرة الأرضية تختلف تمامًا عمّا هي عليه الآن. فلم تكن ثمة أوراق تحدث حفيفًا في نسمات الهواء، وكانت هناك بضع حشرات تدب هنا وهناك. ولم تعش فقاريات (حيوانات ذات عمود فقري) على الأرض. ولكن، ومع تغير الظروف على الأرض، ظهرت نباتات وحيوانات جديدة. وخلال العصر الكربوني منذ نحو 360 إلى 290 مليون سنة ظهرت نباتات وعائية أكبر، وكست الأرض غابات هائلة من الأشجار التابعة لمجموعة رجل الذئب (الليكوبودية)، والسراخس، وذيل الحصان، والنباتات البذرية البدائية. واندثرت النباتات الضخمة لهذه الفترة، وتجمعت في مستنقعات شاسعة كوّنت فيما بعد تراكمات هائلة من الفحم. ولقد كونت هذه النباتات معظم الفحم الموجود في أوروبا وفي شرقي الولايات المتحدة الأمريكية ووسطها وغربها.
صارت النباتات عارية البذور أكثر النباتات وفرة خلال حقب الحياة المتوسطة التي بدأت منذ نحو 240 مليون سنة. ومن أهم نباتاتها المخروطيات، السيكاسيات، والجنكات، وكانت تستخدم غذاء للديناصورات الضخمة التي كانت تتجول في الأرض خلال هذه الفترة. كما ازدهرت أنواع عديدة من عاريات البذور، لكنها اندثرت الآن. وظهرت أولى كاسيات البذور، أو النباتات الزهرية البدائية مع نهاية حقب الحياة المتوسطة، ومن أمثلتها المجنولية، والجميز، والصفصاف، وزنبق الماء، وعدد من النباتات الزهرية الأخرى الموجودة في الوقت الحاضر.
وخلال حقب الحياة الحديثة التي بدأت منذ نحو 63 مليون سنة، كست غابات كاسيات البذور معظم المناطق الاستوائية والمعتدلة في الأرض. وبدأ ظهور حيوانات أراضي الحشائش الطبيعية، وحيوانات الرعي الكبيرة في نهاية حقب الحياة الحديثة.
النباتات الصحراوية ذات خصائص عديدة تمكنها من العيش بالمناطق ذات الجفاف الشديد. يختزن صبار البرميل، الماء من الأمطار القليلة في سيقانه السميكة العصارية.
تخزين الماء. تكونت في العديد من الأنواع النباتية عبر السنين، أنظمة خاصة لامتصاص الماء وتخزينه مما هيأ لها البقاء في المناطق ذات الأمطار القليلة، فلبعض الصبارات على سبيل المثال جذور تنتشر لمساحات كبيرة أسفل سطح التربة مباشرة، وتمتص الماء سريعًا من الأمطار الخفيفة، أو الفيضانات الفجائية التي تحدث في الصحراء. وتختزن الصبارات الماء في سيقانها العصارية.
تحورت أوراق الصبّارات خلال الانتخاب الطبيعي إلى أشواك. ونتيجة لهذا التأقلم، تقلص سطحها الأخضر كثيرًا عن معظم النباتات التي في حجمها ـ وبالتالي قلَّ فقدها للماء عن طريق النتح. ولما كان لأوراقها هذا الشكل الخاص فإن التركيب الضوئي يحدث في سيقانها. وإذا لم يتيسّر للصبارات الماء من خلال جذورها، فإنها تستخدم المخزون بها من الماء خلال التركيب الضوئي.
ولقد تأقلمت كذلك نباتات التُّندرا مع ظروف الجفاف الناتجة عن الأراضي المتجمدة بحيث كانت سطوح أوراقها مقاومة بشكل خاص لفقد الماء، حيث تكون صلبة، ومصقولة، أو غزيرة الشعيرات. وإضافة إلى ذلك، فنباتات التندرا تنمو قريبًا من سطح الأرض، حيث تكون مغطاة بالجليد، وبالتالي تتجنب الرياح الشديدة في هذه المناطق.
طريقة انتشار البذور. يوجد بالبذور سمات متنوعة تساعدها على الانتشار في كل مكان في العالم تقريباً. كما يساعد الناس والحيوانات في انتشار البذور بعدة طرق.
انتشار البذور. تؤدي البذور دورًا رئيسيًا في انتشار النباتات إلى كل مكان في العالم تقريبًا؛ فإذا كانت البذور تسقط مباشرة على الأرض فإن جميع النباتات لكل نوع سوف توجد في نفس المنطقة. كذلك ساعد الإنسان على انتشار البذور بنقل المحاصيل الغذائية، وبعض نباتات معينة إلى المواقع التي يستقر فيها.
تتميز البذور بالعديد من الخصائص التي تساعدها على الانتشار عبر مناطق شاسعة. وتحمل الرياح بذورًا عديدة، مثل تلك الجناحيَّة لشجرة القَيْقب، والبذور ذات الزّغب في نبات الطرخشقون (الهندباء البري)، وشجرة الصفصاف. وقد تطفو بعض البذور على الماء كما في جوز الهند، من منطقة أرضية إلى أخرى.
وتساعد الحيوانات كذلك في انتشار البذور، حيث تكون بذور بعض النباتات ذات أشواك أو مواد لزجة تعلق بفراء أو ريش الحيوانات التي تهاجر من منطقة إلى أخرى. وتأكل أنواع عديدة من الحيوانات التوت والثمار لكنها لا تهضم البذور. وتنتشر البذور كجزء من مخلفات جسم هذه الحيوانات.
تعمل بضعة أنواع من النباتات على انتشار بذورها. فعلى سبيل المثال، تقذف ثمار نباتات البلسم والمِجْزَاعة بذورها لدى أدنى لمسة.
النباتات آكلة الحشرات (النباتات اللاحمة). تنمو أساسًا في المناطق التي تفتقر فيها التربة إلى قدر كاف من المعادن الرئيسية، خاصة النيتروجين. تأقلمت هذه النباتات على اقتناص وهضم الحشرات في أوراقها للحصول على ما يلزمها من المعادن. كذلك تصنع هذه النباتات آكلة الحشرات غذاءها بالتركيب الضوئي. وتضم النباتات آكلة الحشرات نباتات النابنط ، ونباتات الندية وشرك الذباب.
أما أوراق نبات النابنط فهي أنبوبيّة الشكل ويتجمع بداخلها ماء المطر. ويوجد حول حافة كل أنبوبة موادّ حلوة تجذب الحشرات إلى النبات. وتمنع الشعيرات الدقيقة بداخل الأنبوبة، والمتجهة إلى أسفل الحشرة الضحية من الهروب بعد دخولها إلى الأنبوبة. وتضعف قوى الحشرة أثناء صراعها للهرب، وتنزلق في الماء، وتغرق. ويهضم النبات الحشرة بوساطة سائل تفرزه غدد موجودة في الأوراق.
تنمو على أوراق نبات الندية شعيرات تفرز مواد لزجة تحتوي على عصائر هاضمة. فإذا ما التصقت حشرة على هذه المادة، تلتف الشعيرات حولها، ويغطي مزيد من السائل الحشرة، ويخنقها، ثم يقوم النبات بهضمها تدريجياً.
ولنبات شرك الذباب أوراق ذات مصاريع لاقتناص الحشرات. ويوجد على السطح الداخلي لكل ورقة شعيرات، ويحد حافتها أشواك حادة. وعند هبوط حشرة على الشعيرات ينغلق نصفا الورقة كالشراك، وتتشابك الأشواك. وبعد أن يهضم النبات الحشرة، تنفتح الأوراق من جديد.
--------------------------------------------------------------------------------
النباتات آكلة الحشرات تنمو النباتات آكلة الحشرات في التربة المعدنية الرئيسية التي تفتقر إلى الأملاح، خاصة النيتروجين. تتمكن أعضاء خاصة في هذه النباتات من اقتناص وهضم الحشرات التي تحتوي أجسامها على الأملاح المعدنية.
--------------------------------------------------------------------------------
الحشرات تقع في شَرَك النبات (النابنط). وهي تُجتذب مع ماء المطر المتجمع في أوراق النبات الأسطوانية التي تشبه الأنبوبة. نبات الندية ذو شعيرات لزجة على أوراقه، تقتنص الحشرات، ثم تغمرها بسوائل هاضمة. أوراق نبات شرك الذباب تنطبق سريعاً على الحشرة، وتنفتح عقب تمام هضم الفريسة.
كوز ذرة شامية صغير جداً (الصورة أعلاه) طوره الهنود الأمريكيون للحصول على حبوب ذرة شامية كبيرة ولحمية. يهدف علماء النبات في الوقت الراهن إلى رفع غلة المحاصيل، و
مواضيع مماثلة
» النبات Plant 1
» plant virus and viroid
» المطاط، نبات Rubber plant
» نبات البوصلة Compass plant
» الزيوت الأساسية (Huiles essentielles) ( Essential plant oils )
» plant virus and viroid
» المطاط، نبات Rubber plant
» نبات البوصلة Compass plant
» الزيوت الأساسية (Huiles essentielles) ( Essential plant oils )
صفحة 1 من اصل 1
صلاحيات هذا المنتدى:
لاتستطيع الرد على المواضيع في هذا المنتدى