ملخص درس الاستجابة في النبات
الهرمونات النباتية
يتأثر النبات بالعديد من المثيرات في أثناء مراحل الحياة التي يمر بها
مثل:
1- الجفاف
2- طول الليل
3- انخفاض درجات الحرارة
الطرق التي تستجيب فيها النبات لهذه المؤثرات هي :
1- إنتاجه هرمونات نباتية تسهم في الحفاظ على بقائه.
هي مواد تنقل رسائل كيميائية في النبات الذي يحتاج إليها بتراكيز منخفضة.
تنتج الهرمونات فى أجزاء معينة من النبات، وتؤدي عملها في أجزاء أخرى منه.
هرمونات نباتية رئيسة:
1- الأكسينات
2- السيتوكاينينات
3- الجبرلينات
4- الإثيلين
5- حمض الأبسيسيك
الهرمونات النباتية الرئيسة واماكن تصنيعها واهم وظائف:
الأكسينات
مكان التصنيع الرئيس: القمَّة النامية للساق.
الوظائف الرئيسة:
• تحفيز استطالة الساق.
• تحفيز تشكل الجذور الجانبية والجذور العرضية.
• تنظيم نمو الثمار.
• تحفيز سيادة القمَّة النامية.
• الإسهام في الانتحاء الضوئي والانتحاء الأرضي.
السيتوكاينينات
مكان التصنيع الرئيس: الجذور.
الوظائف الرئيسة:
• تنظيم انقسام الخلايا في الساق والجذر.
• تحفيز نموّ البراعم الجانبية.
• تحفيز انتقال المواد الغذائية إلى أماكن استھلاکھا.
• تحفيز إنبات البذور.
• تأخير شیخوخة الأوراق.
الجبرلينات
مكان التصنيع الرئيس: الخلايا المرستيمية في البراعم والجذور والأوراق حديثة النموّ.
الوظائف الرئيسة:
• تحفيز استطالة الساق.
• تحفيز نموّ أنبوب اللقاح.
• تحفيز نموّ الثمار.
• تحفيز إنبات البذور.
حمض الأبسيسيك
مكان التصنيع الرئيس: معظم أجزاء النبا.
الوظائف الرئيسة:
• تثبيط نموّ النبات.
• تحفيز إغلاق الثغور في أثناء الجفاف.
• تحفيز سكون البذور.
الإيثلين
مكان التصنيع الرئيس: معظم أجزاء النبات
الوظائف الرئيسة:
• تحفيز نَضْج الثمار، وتساقط الأوراق.
• زيادة معدل الشيخوخة.
• تحفيز تكوُّن الجذور والشُّعَيْرات الجذرية.
استجابة النبات للمثيرات:
تستجيب النباتات للمثيرات في بيئاتها، شأنها في ذلك شان الكائنات الحية الأخرى، وقد تكون هذه المثيرات يومية، أو فصلية، أو مسببات أمراض.
1- الانتحاء الضوئي
الإنتحاء الضوئي هي عملية : تحفز الضوء النبات إلى النمو في اتجاهه، ويلجأ النبات إلى هذه العملية للحصول على ما يلزمه من إضاءة.
للأكسين دور مهم في عملية الانتحاء الضوئي في النبات :
1- هو يصنع في أجزاء مختلفة من النبات، أهمها القمة النامية للساق.
2- يعمل الأكسين على استطالة خلايا أسفل القمة النامية للساق في الجهة البعيدة عن الضوء، محدثا انتحاء في اتجاه الضوء.
يبين الشكل: نمو الجذر في اتجاه الجاذبية الأرضية.
2- الانتحاء الأرضي:
يستجيب النبات للجاذبية الأرضية عندما تبدأ البذرة بالإنبات إذ ينمو الجذر في اتجاه الجاذبية، في ما يعرف بالانتحاء الأرضي وتنمو الساق في اتجاه ضوء الشمس دائما، بصرف النظر عن وضعية البذرة.
تحتوي النباتات الوعائية بلاستيدات غنية بحبيبات النشا، وتوجد هذه البلاستيدات في خلايا قريبة من قمة الجذر النامية.
ونظراً إلى ثقل وزن هذه البلاستيدات؛ فإنها تتجمع في الجزء السفلي من هذه الخلايا.
يعتقد أن تجمعها يحفز زيادة تركيز الأكسين فيها، ما يثبط استطالة خلايا الجزء السفلي ويسمح لخلايا الجزء العلوي أن تستطيل على نحو أسرع، فينمو الجذر نحو الأسفل.
يبين الشكل: خلايا نباتية للقمَّة النامية للجذر تُبيِّن مواقع البلاستيدات الغنية بالنشا.
يبين الشكل: أوراق نباتات تلتف بدرجات مُتعدِّدة استجابةً لدرجات جفاف مختلفة.
3- تحمل الجفاف:
يؤدي تعرض النبات للجفاف مددا طويلة إلى موته، غير أن للنبات أنظمة تحكم تمكنه من التكيف مع نقص الماء؛ إذ يلجأ النبات إلى التقليل من معدل النتح بصورة كبيرة للحد من فقده الماء، وذلك بإغلاق الثغور.
وزيادة إفراز حمض الأبسيسيك الذي يساعد على إبقاء الثغور مغلقة.
من أنماط استجابة النبات للجفاف:
1- التفاف الأوراق على شكل "، الأنبوب، وهو نمط استجابة في النباتات العشبية.
2- وتخلص النبات من أوراقه بصورة كلية.
4- نضج الثمار :
تجذب الثمار الناضجة الحيوانات، ما يسهم في انتشار البذور، واستمرار دورة حياة النبات.
تحدث سلسلة من التفاعلات في أثناء نضج الثمارة وهي :
1- إذ يحفز الإثيلين الثمار إلى النضج
2- ثم يحفز النضج النبات إلى إنتاج مزيد منه
3- وكذلك ينتشر الإثيلين من ثمرة إلى أخرى بسبب حالته الغازية.
استخدامات الإثيلين:
1- يستخدم تجاريا بإضافته إلى الثمار غير الناضجة المحفوظة في مخازن حتى تنضج.
2- وفي حال الرغبة فـي إبطاء عملية النضج، فإن الثمار توضع في صناديق، ثم تعرض لغاز ثاني أكسيد الكربون ويراعى في هذه العملية استمرار تجدد الهواء، ما يمنع تراكم الإثيلين.
علما أن ثاني أكسيد الكربون يثبـط إنتاج الإثيلين.
5- تساقط الاوراق:
تساقط أوراق النباتات في فصل الخريف النباتات من الجفاف.
وتنقل النباتات بعض المواد الضرورية الموجودة في الأوراق قبل تساقطها، وتخزنها في الخلايا البرنشيمية للساق والجذر.
تنفصل الورقة عن الساق قرب عنق الورقة التي تضعف نتيجة السكريات في الجدر الخلوية للخلايا بفعل عدد من الأنزيمات، التي يسهم الإثيلين إسهاما فاعلا في تحفيزها،
وكذلك يسهم كل من الرياح ووزن الورقة في انفصال الورقة عن النبات وسقوطها.
6- سكون البذور :
1- في مرحلة نضج البذور يرتفع تركيز حمض الأبسيسيك.
2- ما يؤدي إلى تثبيط عملية الإنبات.
3- وتحفيز إنتاج بروتينات تساعد البذور على مقاومة عوامل الجفاف التي تمر بها عملية نضجها.
4- وعندما تتوافر لهذه البذور الظروف المناسبة (مثل الهطل) حتى ينخفض تركيز حمض الأبسيسيك فيها
5- ما يجعلها تنهي طور السكون وتنبت.
7- إنبات البذور :
1- تعد أجنة البذور مصدرا غنيا بالجبرلينات.
2- فبعد امتصاص البذور الماء يطلق الجبرلين من الجنين.
3-تعتبر هذه إشارة إلى أن البذرة قد أنهت طور السكون، وأخذت تنبت.
4- علما أن بعض البذور التي تحتاج إلى عوامل بيئية معينة لتنبت (مثل التعرض للضوء) تنهي طور السكون
6- وتنبت إذا عولجت بالجبرلين من دون حاجة إلى التعرض لهذه العوامل.
8- الإزهار :
تتشكل الأزهار من برعم قمي، أو برعم إبطي
وتعمل الأوراق التي تستشعر التغيرات في مدة الضوء على إنتاج مواد خاصة تحفز البراعم إلى التحول إلى أزهار .
وفي ما يخص نباتات النهار القصير ونباتات النهار الطويل: فإن تعرض ورقة واحدة منها فقط لكمية الضوء الضرورية كاي ليحدث الإزهار.
كشفت العديد من التجارب العلمية أن المادة المحفزة إلى تشكل الأزهار قد تنتقل من نبات تتوافر فيه شروط الإزهار إلى نبات آخر لا تتوافر فيه هذه الشروط باستخدام التطعيم، الذي يتضمن قص جزء من ساق نبات، ثم تطعيمه على ساق نبات آخر، ومن الملاحظ أن محفز الإزهار واحد لنباتات النهار القصير ونباتات النهار الطويل، على الرغم من اختلاف عدد ساعات الضوء اللازمة لتكوين الأزهار في كلا النوعين.
هرمون الإزهار فلوريجن مجهول الهوية مدة تزيد على 70 عاما.
يبين الشكل: الإزهار في نباتات النهار القصير، ونباتات النهار الطويل.
استجابة النبات للمثيرات الميكانيكية
1- تتصف النباتات بحساسيتها الشديدة للمثيرات الميكانيكية.
فمثلا، عند قياس طول ورقة نبات بمسطرة.
قد يؤثر وضع المسطرة على سطح هذه الورقة في نموها:
أ- وقد ينتج من فرك ساق نبات مرات عدة يوميا نبات قصير
ب- مقارنة بنبات من النوع نفسه لم تفرك ساقه
2- أما النباتات المتسلقة ومنها العنب، فلها محاليق تلتف حول الدعامة (إن وجدت)، وهذه التراكيب المتسلقة تنمو مستقيمة إلى أن نلامس جسما صلبا، فيحفز التلامس استجابة الالتفاف الناتجة من النمو غير المتماثل للخلايا على جانتي المحلاق.
ويطلق على النمو الموجه (الالتفاف) الانتحاء اللمسي.
الأمثلة الأخرى على استجابة النباتات للمثيرات الميكانيكية، من سلوك أوراق نبات الميموزا المركبة عند ملامسته
إذ تنطوي هذه الوريقات بعضها على بعض نتيجة فقدان ضغط الامتلاء في خلايا الوريقات وتسهم هذه الاستجابة في حماية النبات من آكلات الأعشاب.
ضغط الامتلاء بأنه ضغط يواجه الجدار الخلوي للخلية النباتية بعد تدفق الماء، وانتفاخ الخلية بسبب الخاصية الأسموزية.
دور السيتوكاينينات والأكسينات في الزراعة النسيجية
1- تؤدي السيتوكاينينات والأكسينات دورا مهما في تحفيز انقسام الخلايا.
2- فعند إكثار نسيج من خلايا برنشيمية في أنبوب اختبار يحوي الأكسين، لوحظ أن هذه الخلايا تنمو حتى تصل حجما كبيرا من دون أن تنقسم.
3- وأنه عند إضافة السيتوكاينين والأكسين تبدأ هذه الخلايا بالانقسام، علما أن إضافة السيتوكاينين وحده لا تدخل الخلايا في طور الانقسام.
وبالمثل، فإن نسبة السيتوكاينين إلى الأكسين تعد عاملا مهما في تمايز الخلايا.
يبين الشكل: أثر تركيز السيتوكاينين والأكسين في تمايز خلايا النبات.
تكيفات غذائيه في النباتات:
تحصل معظم النباتات على المواد الأولية التي تلزمها لصنع الغذاء من التربة عن طريق جذورها، لكن بعضها تكيف للحصول على هذه المواد، إضافة إلى توفير الغذاء بطرائق مختلفة.
1- النباتات الهوائية:
تعيش هذه النباتات على سيقان نباتات أخرى من دون أن تتصل جذورها بالتربة، وتحصل على الماء والعناصر الغذائية بامتصاصها من الأوراق التي تهطل عليها الأمطار.
2- الشاتات الطفيلية:
تحصل هذه النباتات على الماء والعناصر الغذائية والشكر من النبات العائل، وتمتاز بأن لها جذورا تخترق الأنسجة الو عائية للنبات العائل؛ ما يمكنها من أخذ حاجتها من الماء والغذاء.
3- النباتات الآكلة اللحوم:
يمكن لهذا النوع من النباتات القيام بعملية البناء الضوئي.
ونظرا إلى عيشه في بيئات حمضية، وافتقار تربته إلى عناصر غذائية ضرورية مثل النيتروجين.
فقد تكيف لتوفير ما يلزمه من هذه العناصر عن طريق اصطياد الحشرات وبعض الحيوانات الصغيرة.
ويحاصر هذا النوع من النباتات الحشرات والحيوانات الصغيرة داخل بعض أجزائه مثل الزهرة، ثم يفرز أنزيمات تسهم في هضم هذه الفرائس.
أما سبب ارتفاع ثمن هذا العطر، فمرده إلى ندرة هذه الأشجار في البيئات البرية التي تعيش فيها، علما أن سعر الكيلوغرام الواحد من هذاالخشب قد يصل إلى 70000دينار أردني، في حين لا تتعدى كمية العطر التي يمكن استخلاصها من الكيلوغرام الواحد منه نحو mL 0.3.