خلاصه درس فصل ۶ زیست دهم؛ درسنامه و نکات مهم

برای شناخت یاختۀ گیاهی، دو بخش را از هم جدا کن: دیواره در بیرون و پروتوپلاست درون آن. پروتوپلاست شامل غشا، سیتوپلاسم و هسته است؛ پس غشا با دیواره یکی نیست. در چوب‌پنبه، یاخته‌ها مرده‌اند و آنچه به شکل مرز حفره‌ها دیده می‌شود، دیواره‌های باقی‌مانده است.

دیواره به شکل و استحکام یاخته کمک می‌کند، در کنترل تبادل مواد بین یاخته‌ها نقش دارد و مانعی در برابر عوامل بیماری‌زاست.

هنگام تقسیم، تیغۀ میانی از پکتین تشکیل می‌شود و مثل چسب، دو یاخته را کنار هم نگه می‌دارد. سپس پروتوپلاست هر یاخته دیوارۀ نخستین را می‌سازد؛ این دیواره پکتین و رشته‌های سلولز دارد و همراه رشد یاخته گسترش می‌یابد.

در بعضی یاخته‌ها، دیوارۀ پسین در سمت داخلی دیوارۀ نخستین ساخته می‌شود. این دیواره متراکم‌تر و محکم‌تر است و مانع رشد یاخته می‌شود. رشته‌های سلولز در هر لایۀ آن موازی‌اند، اما با رشته‌های لایۀ دیگر زاویه دارند؛ شبیه لایه‌های تقویت‌کنندۀ یک سازۀ چندلایه.

اگر دور هر یاخته دیواره باشد، مواد چگونه از یک یاخته به همسایه‌اش می‌رسند؟ دیواره یک مرز کاملاً بسته نیست. پلاسمودسم‌ها کانال‌های سیتوپلاسمی‌اند که از یاخته‌ای به یاختۀ مجاور امتداد دارند و راه عبور مواد مغذی و ترکیبات دیگر را فراهم می‌کنند.

این کانال‌ها در بخش‌هایی از دیواره به نام لان فراوان‌اند. لان جایی است که دیواره در آن نازک مانده است. پس این دو نام را جابه‌جا نکن: لان نام یک ناحیه از دیواره است، اما پلاسمودسم خودِ کانال ارتباطی است. مثل تفاوت بخشی از یک دیوار ساختمان با راه ارتباطی‌ای که از آن می‌گذرد.

واکوئول کیسه‌ای غشادار با مایعی به نام شیرۀ واکوئولی است؛ این شیره آب و مواد دیگری دارد. در بعضی یاخته‌های گیاهی، واکوئول بیشتر حجم یاخته را اشغال می‌کند. غشای آن، مانند غشای یاخته، ورود و خروج مواد را کنترل می‌کند.

وقتی آب بر اثر اسمز وارد یاخته شود، واکوئول حجیم می‌شود و پروتوپلاست به دیواره فشار می‌آورد. دیواره تا حدی کشیده می‌شود، اما پاره نمی‌شود؛ این حالت تورژسانس است و به استواری برگ‌ها و گیاهان علفی کمک می‌کند. آب در اسمز بدون صرف انرژی از غشا می‌گذرد.

با از دست رفتن آب، پروتوپلاست جمع می‌شود و از دیواره فاصله می‌گیرد؛ این حالت پلاسمولیز است. اگر طولانی شود و یاخته‌ها بمیرند، آبیاری دیگر پژمردگی را برطرف نمی‌کند.

واکوئول فقط مخزن آب نیست؛ ترکیبات اسیدی، پروتئینی و رنگی هم ذخیره می‌کند. آنتوسیانین، مانند رنگیزۀ کلم بنفش، در واکوئول است و رنگش با تغییر $pH$ عوض می‌شود. گلوتن نیز پروتئینی ذخیره‌ای در گندم و جو است که برای رشد و نمو رویان مصرف می‌شود.

رنگ‌های گیاه همگی از یک محل نمی‌آیند. آنتوسیانین در واکوئول است، اما رنگ نارنجی هویج به رنگیزه‌های درون نوعی دیسه مربوط می‌شود. سه نوع دیسه را با مادۀ شاخصشان به خاطر بسپار:

• سبزدیسه: سبزینۀ فراوان دارد و باعث سبز دیده شدن بخش‌های سبز گیاه می‌شود.
• رنگ‌دیسه: محل ذخیرۀ کاروتنوئیدهاست؛ برای نمونه، کاروتنِ نارنجی در ریشۀ هویج.
• نشادیسه: رنگیزه ندارد و نشاسته ذخیره می‌کند؛ مانند بخش خوراکی سیب‌زمینی. این ذخیره هنگام رویش جوانه‌ها مصرف می‌شود.

دیسه‌ها همیشه در یک وضعیت نمی‌مانند. در پاییز، در بعضی گیاهان سبزدیسه به رنگ‌دیسه تبدیل می‌شود؛ سبزینه تجزیه و مقدار کاروتنوئیدها بیشتر می‌شود. سبزدیسه از پیش هم کاروتنوئید دارد، ولی رنگ سبزینه آن را می‌پوشاند.

ترکیبات رنگی واکوئول و رنگ‌دیسه، پاداکسنده‌اند و در پیشگیری از سرطان و بهبود کارکرد اندام‌ها نقش مثبت دارند. پس برای شناخت یک رنگ گیاهی، هم نوع رنگیزه مهم است و هم محل آن.

گیاه فقط غذا نمی‌سازد؛ بعضی ترکیبات آن برای رنگ‌آمیزی الیاف و ساخت دارو یا مواد صنعتی به کار می‌روند. مثلاً از محل بریدگی دمبرگ یا میوۀ تازۀ انجیر، شیرابه بیرون می‌آید. ترکیب شیرابه در گیاهان مختلف یکسان نیست و لاستیک نخستین بار از شیرابۀ نوعی درخت ساخته شد.

آلکالوئیدها از ترکیبات گیاهی‌اند که در شیرابۀ بعضی گیاهان فراوان‌اند و در دفاع در برابر گیاه‌خواران نقش دارند. از آنها در ساخت برخی داروها استفاده می‌شود، اما بعضی نیز اعتیادآورند.

بنابراین برچسب «گیاهی» تضمین ایمنی نیست. یک ترکیب گیاهی ممکن است بسته به مقدارش مسموم‌کننده، سرطان‌زا یا حتی کشنده باشد. کاربرد دارویی و بی‌ضرر بودن، دو مفهوم یکسان نیستند.

اگر ریشه، ساقه یا برگ یک گیاه گل‌دار را برش بدهیم، سه سامانۀ بافتی را در آن تشخیص می‌دهیم: پوششی، زمینه‌ای و آوندی. سامانه را با یک نوع یاخته یکی ندان؛ هر سامانه می‌تواند از بافت‌ها و یاخته‌های گوناگون تشکیل شود.

در این درس روی سامانۀ پوششی تمرکز می‌کنیم. این سامانه مانند پوشش محافظ، سراسر اندام را می‌پوشاند و آن را از عوامل بیماری‌زا و تخریب‌گر حفظ می‌کند؛ از این نظر به پوست جانوران شباهت دارد.

نام این پوشش به سن اندام بستگی دارد: در برگ‌ها، ساقه‌ها و ریشه‌های جوان روپوست نام دارد و معمولاً یک لایۀ یاخته‌ای است. در اندام‌های مسن، سامانۀ پوششی را پیراپوست یا پریدرم می‌نامند. فعلاً همین تفاوت نام و جایگاه را به خاطر بسپار.

برگ در تماس با هواست و ممکن است آب از دست بدهد. یکی از کارهای روپوست، کم کردن تبخیر آب از اندام‌های هوایی گیاه است. برای فهمیدن چگونگی این کار، دو اصطلاح را از هم جدا کن: روپوست پوشش یاخته‌ای است؛ پوستک لایه‌ای است که روی سطح بیرونی یاخته‌های روپوست قرار می‌گیرد.

یاخته‌های روپوستی ترکیبات لیپیدی می‌سازند و پوستک از این ترکیبات تشکیل می‌شود. لیپیدی بودن پوستک به کاهش تبخیر آب از سطح برگ کمک می‌کند؛ شبیه یک پوشش محافظ که خروج آب را کمتر می‌کند، نه اینکه آن را کاملاً متوقف کند.

نقش پوستک فقط حفظ آب نیست. این لایه از ورود نیش حشرات و عوامل بیماری‌زا نیز جلوگیری می‌کند و در حفاظت گیاه در برابر سرما نقش دارد. در بعضی گیاهان، پوستک ضخیم است.

یاخته‌های روپوست همگی شکل و نقش یکسانی ندارند. بعضی از آن‌ها در اندام‌های هوایی تمایز می‌یابند؛ یعنی به یاخته‌هایی با ویژگی‌های تخصصی تبدیل می‌شوند. یاخته‌های نگهبان روزنه، کُرک و یاخته‌های ترشحی از این راه پدید می‌آیند. یک نکتۀ مهم این است که یاخته‌های نگهبان روزنه، برخلاف دیگر یاخته‌های روپوست، سبزینه دارند.

در ریشۀ جوان هم تمایز رخ می‌دهد و تار کشنده از تمایز یاختۀ روپوست به وجود می‌آید. پس تار کشنده را ساختاری جدا و بی‌ارتباط با روپوست تصور نکن.

تفاوت مهم دیگر این است که روپوست ریشه پوستک ندارد. این ویژگی با کار ریشه سازگار است: ریشه باید آب را از محیط بگیرد، در حالی که پوستکِ اندام‌های هوایی به حفظ آب کمک می‌کند.

فضای میان روپوست و بافت آوندی گیاه با سامانهٔ بافت زمینه‌ای پر می‌شود. این سامانه سه نوع بافت دارد: پارانشیم یا نرم‌آکند، کلانشیم یا چسب‌آکند و اسکلرانشیم یا سخت‌آکند. ابتدا سراغ رایج‌ترین آن‌ها، یعنی پارانشیم، برویم.

یاخته‌های پارانشیمی دیوارهٔ نخستین نازک و چوبی‌نشده دارند؛ پس دیوارهٔ آن‌ها نسبت به آب نفوذپذیر است. این بافت فقط پُرکنندهٔ فضا نیست: مواد را ذخیره می‌کند و هنگام زخمی‌شدن گیاه، یاخته‌هایش با تقسیم‌شدن به بازسازی کمک می‌کنند. نوع سبزینه‌دار آن نیز فتوسنتز انجام می‌دهد و در بخش‌های سبز، مثل برگ، فراوان است.

پس همهٔ پارانشیم‌ها را فتوسنتزکننده ندان؛ وجود سبزینه برای این کار مهم است. برای شناخت این بافت، دیوارهٔ نازک را در کنار کارهای متنوعش به خاطر بسپار.

یک ساقهٔ جوان به تکیه‌گاه نیاز دارد، اما این تکیه‌گاه نباید جلوی رشد و خم‌شدن آن را بگیرد. کلانشیم چنین نقشی دارد: به اندام استحکام می‌دهد و در عین حال انعطاف‌پذیری آن را حفظ می‌کند.

راز این ویژگی را در دیوارهٔ یاخته‌ها جست‌وجو کن. یاخته‌های کلانشیمی دیوارهٔ نخستین ضخیم دارند، اما دیوارهٔ پسین ندارند. بنابراین، ضخیم‌بودن دیواره را نباید همیشه به معنی داشتن دیوارهٔ پسین دانست. این بافت مانع رشد اندام نمی‌شود و یاخته‌های آن معمولاً زیر روپوست قرار دارند.

برای مقایسه، پارانشیم را با دیوارهٔ نخستین نازکش به یاد بیاور؛ در کلانشیم، همین نوع دیواره ضخیم است. نکتهٔ اصلی این است که استحکام گیاه همیشه به معنی سخت و انعطاف‌ناپذیرشدن آن نیست.

اگر هنگام خوردن گلابی ذره‌های سختی زیر دندانت حس کرده باشی، با نمونه‌ای از اسکلرانشیم آشنا شده‌ای. یاخته‌های این بافت دیوارهٔ پسین ضخیم و چوبی‌شده دارند و نقش آن‌ها ایجاد استحکام است.

چوبی‌شدن دیواره به علت تشکیل ماده‌ای به نام لیگنین است. این فرایند در نهایت سبب مرگ پروتوپلاست، یعنی بخش زندهٔ یاخته، می‌شود. پس برخلاف کلانشیم، اینجا با دیوارهٔ پسین ضخیم و چوبی‌شده روبه‌رو هستیم؛ فقط واژهٔ «ضخیم» برای تشخیص این دو بافت کافی نیست.

یاخته‌های اسکلرانشیمی دو نوع‌اند: اسکلرئیدها کوتاه‌اند و فیبرها درازند. ذره‌های سخت گلابی از مجموعهٔ اسکلرئیدها تشکیل شده‌اند. از فیبرها نیز در تولید طناب و پارچه استفاده می‌کنند. برای به‌خاطرسپردن، گلابی را کنار اسکلرئید و طناب را کنار فیبر قرار بده.

یک گیاه بزرگ را تصور کن: آب و مواد معدنی باید از ریشه به بخش‌های دیگر برسند و مواد ساخته‌شده در بخش‌های غذاساز هم باید جابه‌جا شوند. سامانهٔ بافت آوندی این ترابری را انجام می‌دهد و دو بافت اصلی دارد: آوند چوبی و آوند آبکشی. از آموخته‌های قبلی به یاد بیاور: شیرهٔ خام شامل آب و مواد معدنی است و آوند چوبی آن را جابه‌جا می‌کند؛ شیرهٔ پرورده، که مواد آلی ساخته‌شده در گیاه را دارد، با آوند آبکش منتقل می‌شود. نکتهٔ مهم این است که «بافت آوندی» فقط خود آوندها نیست؛ یاخته‌های پارانشیمی و فیبر نیز در این بافت‌ها حضور دارند.

در آوند چوبی، زنده ماندن یاخته شرط انجام کار نیست؛ بخش باقی‌مانده و کارآمد، دیوارهٔ چوبی‌شده است. مادهٔ لیگنین در این دیواره به شکل‌های گوناگون قرار می‌گیرد؛ بنابراین آوندهای چوبی می‌توانند ظاهرهای متفاوتی داشته باشند. برای شناخت یاخته‌های سازندهٔ آنها دو نام را جدا کن: تراکئید یاخته‌ای دراز و دوکی‌شکل است؛ عنصر آوندی یاخته‌ای کوتاه است. وقتی عناصر آوندی پشت سر هم قرار می‌گیرند و دیوارهٔ عرضی میانشان از بین می‌رود، لوله‌ای پیوسته ساخته می‌شود. مثل چند قطعهٔ لوله که به هم وصل شوند و مانع بین آنها برداشته شود. این از بین رفتن دیوارهٔ عرضی را به تراکئید نسبت نده.

آوند آبکش را نسخهٔ دیگری از آوند چوبی تصور نکن. یاخته‌های سازندهٔ آن دیوارهٔ نخستین سلولزی دارند و در دیوارهٔ عرضی آنها صفحهٔ آبکشی دیده می‌شود. برخلاف عناصر آوندی، اینجا صحبت از حذف دیوارهٔ عرضی نیست. نکتهٔ شگفت‌انگیز این است که این یاخته‌ها هسته ندارند، ولی چون سیتوپلاسمشان باقی مانده، زنده‌اند. در نهان‌دانگان، یاخته‌های همراه کنار آوندهای آبکش قرار دارند و در ترابری شیرهٔ پرورده به آنها کمک می‌کنند. پس «یاختهٔ همراه» را با خود یاختهٔ سازندهٔ آوند یکی نگیر. در دستهٔ آوندیِ شکل کتاب، دسته‌های فیبر هم اطراف آوندها قرار گرفته‌اند؛ حضور آنها با نقش استحکامی فیبرها ارتباط دارد.

برای تبدیل شدن یک دانه به گیاهی بزرگ، تنها بزرگ شدن یاخته‌های قبلی کافی نیست؛ یاخته‌های تازه هم لازم‌اند. مریستم محل تولید این یاخته‌هاست. یاخته‌های مریستمی فشرده‌اند و هستهٔ درشت و مرکزی دارند.

در ریشه، مریستم نخستین نزدیک نوک قرار دارد. کلاهک از آن محافظت می‌کند و با ترشح ماده‌ای پلی‌ساکاریدی، حرکت ریشه در خاک را آسان‌تر می‌کند؛ مانند پوششی محافظ با سطحی لغزنده.

در ساقه، مریستم نخستین بیشتر در جوانه‌های انتهایی و جانبی قرار دارد؛ بین دو گره هم یافت می‌شود. گره محل اتصال برگ است و جوانه، یاخته‌های مریستمی و برگ‌های بسیار جوان دارد. رشد جوانه‌ها ساقه را بلندتر می‌کند و شاخه و برگ تازه می‌سازد. پس رشد نخستین فقط افزایش طول نیست: کمی افزایش عرض و ایجاد انشعاب‌های ریشه و ساقه را هم در بر می‌گیرد.

حاصل فعالیت مریستم نخستین، ساختار نخستین گیاه است. برای بررسی جای سه سامانهٔ بافتی در ریشه و ساقه، از برش عرضی استفاده می‌کنیم؛ درست مثل بریدن عرضی یک کابل برای دیدن اجزای درون آن. در مشاهدهٔ میکروسکوپی نیز ابتدا بزرگنمایی کم را انتخاب می‌کنیم تا نمای کلی برش را ببینیم و بعد سراغ جزئیات می‌رویم.

اما افزایش زیاد قطر ساقه و ریشه در دولپه‌ای‌ها به مریستم‌های پسین نیاز دارد. کامبیوم آوندساز بین چوب و آبکش نخستین تشکیل می‌شود. این مریستم، چوب پسین را به داخل و آبکش پسین را به بیرون می‌سازد؛ مقدار چوب تولیدشده هم بیشتر است.

تک‌لپه‌ای‌ها مریستم پسین ندارند. بنابراین ضخیم بودن تنهٔ نخل را نباید نشانهٔ داشتن کامبیوم دانست؛ افزایش ضخامت در برخی تک‌لپه‌ای‌ها به بافت‌های حاصل از مریستم نخستین مربوط است.

کامبیوم چوب‌پنبه‌ساز مریستم پسین دیگری است که در سامانهٔ بافت زمینه‌ای ساقه و ریشه تشکیل می‌شود. محصول آن در سمت داخل، یاخته‌های پارانشیمی و در سمت بیرون، یاخته‌هایی با دیوارهٔ چوب‌پنبه‌ای است. بافت چوب‌پنبه مرده است و در برابر عبور آب نفوذناپذیر است.

این کامبیوم همراه با یاخته‌هایی که می‌سازد، پیراپوست را تشکیل می‌دهد؛ پوششی که در اندام‌های مسن جای روپوست را می‌گیرد. ولی این پوشش عبور گازها را هم محدود می‌کند و بافت‌های زندهٔ زیر آن به اکسیژن نیاز دارند. راه‌حل، عدسک است: ناحیه‌ای با یاخته‌های فاصله‌دار که تبادل گاز را ممکن می‌کند.

پوست درخت فقط چوب‌پنبه نیست؛ از آبکش پسین تا سطح اندام را در بر می‌گیرد. کندن آن، کامبیوم آوندساز را در معرض آسیب قرار می‌دهد.

برای فهم سازش یک گیاه، اول بپرس: مشکل محیط چیست؟ در مناطق خشک، آب کم است و تابش شدید و گرما، از دست رفتن آب را بیشتر می‌کنند. پس جذب آب و جلوگیری از خروج بیش از اندازهٔ آن اهمیت دارد.

خرزهره چند ویژگی هماهنگ دارد: پوستک برگ آن ضخیم است و روزنه‌هایش در فرورفتگی‌های غارمانند قرار گرفته‌اند. کرک‌های فراوانِ این فرورفتگی‌ها رطوبت هوا را نگه می‌دارند؛ در نتیجه، اطراف روزنه‌ها مرطوب می‌ماند و آب کمتری از برگ خارج می‌شود. مهم، ارتباط میان ساختار و کار است، نه فقط حفظ کردن نام کرک و روزنه.

بعضی گیاهان مناطق خشک نیز در واکوئول‌های خود ترکیبات پلی‌ساکاریدی دارند که آب فراوانی جذب می‌کنند. این آب ذخیره‌شده در دورهٔ کم‌آبی به کار گیاه می‌آید.

فراوانی آب همیشه به معنی آسان بودن زندگی نیست! گیاهان آبزی یا گیاهانی که مدتی زیر آب می‌مانند، ممکن است با کمبود اکسیژن روبه‌رو شوند. یاخته‌های زندهٔ آنها نیز برای ادامهٔ زندگی به اکسیژن نیاز دارند.

یکی از سازش‌ها، وجود فضاهای بزرگ هوا در بافت پارانشیم ریشه، ساقه و برگ است. سازش دیگر را در حرا می‌بینیم: ریشه‌های این درخت در آب و گل قرار دارند، اما بعضی ریشه‌ها از سطح آب بیرون می‌آیند. این شش‌ریشه‌ها اکسیژن جذب می‌کنند و به زنده ماندن ریشه‌ها کمک می‌کنند.

پس هنگام مقایسهٔ گیاهان، فقط شکل متفاوت اندام‌ها را نبین؛ بپرس هر شکل چه مسئله‌ای را حل می‌کند. همین شناخت برای انتخاب گیاه مناسبِ فضای سبز و کشاورزی هم کاربرد دارد: گیاه مناسب باید با شرایط محیط سازگار باشد.