گفتار 2
سامانهٔ بافتی
ساختار کلی سامانه‌های بافتی در نهان‌دانگان
پیکر نهان‌دانگان، که همان گیاهان گل‌دار هستند، از مجموعه‌ای هماهنگ از بافت‌ها ساخته شده است. اگر از اندام‌هایی مانند ریشه، ساقه یا برگ این گیاهان برش عرضی تهیه کنیم، سه بخش اصلی را می‌توان در ساختار آن‌ها تشخیص داد.
به هر یک از این بخش‌ها، «سامانه بافتی» گفته می‌شود، زیرا:
هر سامانه از بافت‌ها و یاخته‌های گوناگون با کارکردهای تخصصی تشکیل شده است.
این سامانه‌ها در کنار یکدیگر، ساختار منسجم گیاه را شکل می‌دهند.
سه سامانه بافتی اصلی در گیاهان نهان‌دانه عبارت‌اند از:
سامانه بافت پوششی
سامانه بافت زمینه‌ای
سامانه بافت آوندی
هر یک از این سامانه‌ها وظایف ویژه‌ای را در پیکر گیاه برعهده دارند:
سامانه بافت پوششی اندام‌ها را در برابر خطرهای محیطی محافظت می‌کند.
سامانه بافت زمینه‌ای در تولید، ذخیره‌سازی مواد و استحکام اندام‌های گیاه نقش دارد.
سامانه بافت آوندی وظیفه جابه‌جایی مواد معدنی و آلی را در گیاه بر عهده دارد.
در ادامه، به بررسی دقیق‌تر سامانه بافت پوششی می‌پردازیم.
شکل 11 - سه سامانۀ بافتی در گیاه
سامانه بافت پوششی
سامانهٔ بافت پوششی همانند پوششی سطح اندام‌های گیاه را در بر می‌گیرد و با ایفای نقش دفاعی، گیاه را در برابر خطرات محیطی حفظ می‌کند. عملکرد این سامانه را می‌توان با پوست در جانوران مقایسه کرد، زیرا مانع ورود عوامل بیماری‌زا و آسیب‌های فیزیکی می‌شود.
این سامانه در اندام‌های گیاه به دو نوع اصلی تقسیم می‌شود:
1. روپوست (اپیدرم)
در برگ‌ها، ساقه‌ها و ریشه‌های جوان، بافت پوششی از نوع روپوست است که معمولاً تک‌لایه بوده و یاخته‌های آن وظایف گوناگونی دارند:
محافظت در برابر عوامل بیماری‌زا و نیش حشرات
جلوگیری از تبخیر بیش از حد آب
شکل 12 - روپوست در برگ
پوستک
پوستک لایه‌ای از ترکیبات لیپیدی است که روی سطح بیرونی یاخته‌های روپوستی قرار دارد و توسط خود این یاخته‌ها تولید می‌شود:
کاهش تبخیر آب از سطح برگ
جلوگیری از ورود نیش حشرات و عوامل بیماری‌زا
کمک به حفظ گیاه در برابر سرما
در گیاهانی مانند خرزهره، ضخامت پوستک بیشتر است.
در ریشه‌های جوان، روپوست فاقد پوستک است، زیرا پوستک مانعی برای جذب آب و مواد معدنی از خاک می‌بود.
تمایز یاخته‌های روپوستی
بعضی یاخته‌های روپوستی در اندام‌های هوایی گیاه، به یاخته‌های نگهبان روزنه، کرک و یاخته‌های ترشحی تمایز می‌یابند.
یاخته‌های نگهبان روزنه: دارای سبزینه، مسئول باز و بسته کردن روزنه‌ها
کرک: در کاهش تبخیر آب از سطح برگ و محافظت از گیاه نقش دارند.
یاخته‌های ترشحی: مواد مختلف را به بیرون از گیاه ترشح می‌کنند.
تار کشنده: در ریشه‌های جوان برای جذب آب و مواد معدنی
مقایسه وظایف و ویژگی‌های یاخته‌های تمایزیافته روپوست
نوع یاخته تمایزیافته | ویژگی اصلی | وظیفه اصلی | محل اصلی حضور |
یاخته نگهبان روزنه | دارای سبزینه | باز و بسته کردن روزنه‌ها | برگ‌ها (روپوست) |
یاخته‌های ترشحی و کرک‌ها | متفاوت، اغلب با زائده یا غده | ترشح مواد و دفاع | سطح برگ‌ها و ساقه‌ها |
تار کشنده | زائده‌ای کوچک | جذب آب و مواد معدنی | ریشه‌های جوان |
2. پیراپوست (پریدرم)
در اندام‌های مسن‌تر مانند ساقه‌ها و ریشه‌های چوبی‌شده، روپوست جای خود را به پیراپوست می‌دهد. این بافت در ادامهٔ فرایند بلوغ گیاه شکل می‌گیرد.
برگ‌ها همواره دارای روپوست هستند و در آن‌ها پیراپوست تشکیل نمی‌شود.
جمع‌بندی: سامانه بافت پوششی، با ساختارهایی مانند پوستک، روزنه، تار کشنده، نقش کلیدی در دفاع و سازگاری گیاه ایفا می‌کند.
شکل 13 - الف) یاخته‌های نگهبان روزنه
شکل 13 - ب) یاختۀ ترشحی و کُرک
مقایسه روپوست و پیراپوست در سامانه بافت پوششی گیاه
ویژگی | روپوست | پیراپوست |
ساختار | معمولا تک‌لایه | چندلایه |
زمان تشکیل | برگ‌ها، ساقه‌ها و ریشه‌های جوان | اندام‌های مسن‌تر، ساقه‌ها و ریشه‌های چوبی‌شده |
اندام‌های فاقد | اندام‌های مسن | برگ‌ها |
وجود پوستک | معمولاً دارد (به جز ریشه جوان) | ندارد. |
وظیفه اصلی | دفاع، جلوگیری از تبخیر، جذب (در ریشه) | دفاع، عایق‌بندی، حفاظت مکانیکی |
سامانه بافت زمینه‌ای
سامانهٔ بافت زمینه‌ای یکی از سه سامانهٔ اصلی بافت‌های گیاهی است و فضای بین روپوست (پوششی) و بافت آوندی را پر می‌کند. این سامانه از سه نوع بافت اصلی تشکیل شده است:
1. بافت پارانشیمی (نرم‌آکَند)
رایج‌ترین نوع بافت زمینه‌ای و موجود در برگ، ساقه و ریشه
ویژگی‌های ساختاری
دیوارهٔ یاخته‌ها: نخستین، بسیار نازک، بدون ترکیبات چوبی
نفوذپذیری بالا برای جریان آب
پروتوپلاست زنده
توانایی تقسیم و ترمیم ناحیهٔ زخمی
نکته: سامانه بافت زمینه‌ای در گیاهان آبزی از پارانشیمی ساخته می‌شود که فاصله فراوانی بین یاخته‌های آن وجود دارد. این فاصله‌ها با هوا پر شده‌اند.
بافت پارانشیمی گیاهان آبزی
عملکردهای اصلی
ذخیرهٔ مواد مغذی
ترمیم بافت‌های آسیب‌دیده از طریق تقسیم یاخته‌ها
فتوسنتز در پارانشیم‌های سبزینه‌دار که دارای کلروپلاست هستند.
یاخته‌های سبزینه‌دار را می‌توان در:
پارانشیم سامانه زمینه‌ای
یاخته‌های نگهبان روزنه (سامانه پوششی) مشاهده کرد.
شکل 14 - الف) یاخته‌های پارانشیمی با دیوارۀ نازک، ب) ترسیمی از این یاخته‌ها
۲. بافت کلانشیمی (چسب‌آکَند)
ساختار: بافت کلانشیمی از یاخته‌هایی با دیواره‌ی نخستین ضخیم‌شده تشکیل شده است. این یاخته‌ها، گرچه دیواره‌ی پسین ندارند، اما دیواره‌ی نخستین آن‌ها ضخیم و سلولزی است.
ویژگی‌های ساختاری
زنده هستند.
به دلیل نداشتن دیواره‌ی پسین، قابلیت رشد دارند.
دارای دیواره‌ی ضخیم از جنس سلولز هستند.
نسبت به یاخته‌های پارانشیمی، نفوذپذیری کمتری به آب دارند.
عملکردهای کلیدی
ایجاد استحکام در اندام‌های گیاهی
حفظ انعطاف‌پذیری، زیرا دیواره‌ی نخستین سلولزی این قابلیت را دارد که همراه با رشد گیاه توسعه یابد.
محل استقرار
این بافت معمولاً در ناحیه‌ی زیر روپوست (اپیدرم) دیده می‌شود و به حفظ پایداری اندام در عین رشد آن کمک می‌کند.
شکل 15 - الف) دیوارۀ ضخیم یاخته‌های کلانشیمی به علت رنگ‌آمیزی تیره دیده می‌شود، ب) ترسیمی از یاختۀ کلانشیمی
۳. بافت اسکلرانشیمی (سخت‌آکَند)
نقش بافت اسکلرانشیمی نقشی استحکامی در گیاه ایفا می‌کند. این بافت از یاخته‌هایی تشکیل شده است که دارای دیواره‌ی پسین ضخیم و چوبی‌شده هستند.
ویژگی‌های ساختاری
دیواره‌ی پسین این یاخته‌ها حاوی لیگنین (ماده‌ی چوبی) است.
اجزای دیواره، از جمله لیگنین، پیش از نابودی یاخته به‌وسیله‌ی پروتوپلاست فعال آن تولید می‌شوند.
وجود دیواره‌ی پسین به‌تنهایی سبب مرگ یاخته نمی‌شود، بلکه رسوب لیگنین در آن باعث مرگ پروتوپلاست می‌گردد.
در پی رسوب لیگنین، پروتوپلاست نابود می‌شود و یاخته به ساختاری مرده اما پایدار تبدیل می‌گردد.
عملکرد این نوع بافت افزایش استحکام و سختی در اندام‌های مختلف گیاه است.
انواع یاخته‌های اسکلرانشیمی
اسکلرئیدها: یاخته‌هایی با اندازه‌ای کوتاه و غیرمنظم که استحکام موضعی ایجاد می‌کنند. نمونه: ذره‌های سختی که هنگام خوردن گلابی زیر دندان حس می‌شود.
فیبرها: یاخته‌هایی کشیده و باریک که در اطراف دسته‌های آوندی قرار دارند. کاربرد: در صنایع نساجی برای ساخت طناب و پارچه به کار می‌روند.
شکل 16 - الف) فیبر در برش عرضی و ترسیمی از آن ب) اسکلرئید و ترسیمی از آن پ) اسکلرئید در گلابی
مقایسه بافت‌های زمینه‌ای گیاهی
ویژگی/بافت | پارانشیمی (نرم‌آکَند) | کلانشیمی (چسب‌آکَند) | اسکلرانشیمی (سخت‌آکَند) |
نوع دیواره یاخته | دیواره نخستین، نازک، بدون ترکیبات چوبی | دیواره نخستین ضخیم و سلولزی | دیواره پسین ضخیم و چوبی‌شده (حاوی لیگنین) |
وضعیت پروتوپلاست | زنده و فعال | زنده، دارای قابلیت رشد | مرده (پس از رسوب لیگنین) |
قابلیت نفوذپذیری به آب | بالا | کمتر از پارانشیمی | - |
عملکرد اصلی | ذخیره مواد، ترمیم بافت، فتوسنتز | استحکام، انعطاف‌پذیری، پایداری در حال رشد | استحکام و سختی |
محل استقرار رایج | برگ، ساقه، ریشه (رایج‌ترین) | ناحیه زیر روپوست | در اندام‌های مختلف (بسته به نوع فیبر یا اسکلرئید) |
قابلیت ترمیم | توانایی تقسیم و ترمیم ناحیه زخمی | قابلیت رشد همراه با گیاه | - |
سامانه بافت آوندی
در گیاهان، سامانه بافت آوندی نقش اساسی در ترابری مواد دارد. اصلی‌ترین یاخته‌های این بافت، یاخته‌هایی هستند که آوندها را می‌سازند. این سامانه متشکل از دو نوع بافت تخصص‌یافته است:
بافت آوند چوبی
بافت آوند آبکشی
این دو بافت از نظر ساختار، عملکرد و یاخته‌های سازنده تفاوت‌های بنیادی دارند. تفاوت آن‌ها را می‌توان در موارد زیر مشاهده کرد:
ویژگی‌های دیواره‌ی یاخته‌ها
وضعیت پروتوپلاست
نوع شیره‌ای که منتقل می‌کنند.
شیره‌ی خام از طریق آوند چوبی و شیره‌ی پرورده توسط آوند آبکش جابه‌جا می‌شود.
مقایسه آوند چوبی و آوند آبکشی
ویژگی | آوند چوبی | آوند آبکشی |
شیره منتقل‌شده | شیره خام | شیره پرورده |
وضعیت یاخته‌ها | مرده | زنده |
پروتوپلاست | از بین رفته | موجود (فاقد هسته) |
دیواره | ضخیم و چوبی‌شده (پسین) | نازک و سلولزی (نخستین) |
لیگنین | دارد. | ندارد. |
اجزای تشکیل‌دهنده‌ی سامانه آوندی
سامانه آوندی تنها شامل آوندها نیست، بلکه یاخته‌های پارانشیمی و همچنین فیبرها نیز بخشی از آن هستند.
با این‌حال، یاخته‌های کلیدی این سامانه، آن‌هایی هستند که:
ساختار آوندها را می‌سازند.
مستقیماً در جابه‌جایی شیره‌ها مشارکت دارند.
دسته‌های فیبری، آوندها را در بر گرفته و آن‌ها را حمایت می‌کنند.
آوند چوبی
ساختار: آوند چوبی از یاخته‌هایی تشکیل شده که مرده هستند؛ یعنی در آن‌ها هسته و سایر بخش‌های پروتوپلاست از بین رفته، اما دیواره‌ی ضخیم و چوبی‌شده باقی مانده است. این دیواره‌ها:
از نوع دیواره‌ی پسین هستند.
اغلب با ماده‌ای به نام لیگنین آغشته شده‌اند.
ممکن است رسوب لیگنین در آن‌ها به الگوهای گوناگون منجر شود و باعث تفاوت در ساختار گردد.
دو نوع اصلی از یاخته‌های سازنده‌ی آوند چوبی:
تراکئیدها: یاخته‌هایی کشیده با انتهای باریک که معمولاً دوکی‌شکل هستند. ویژگی:
دیواره‌ی آن‌ها تقویت‌شده است.
دارای بخش عرضی هستند.
عناصر آوندی: یاخته‌هایی نسبتاً کوتاه‌تر و استوانه‌ای‌شکل که در کنار هم قرار می‌گیرند.
ویژگی: از بین رفتن دیواره‌های عرضی آن‌ها باعث تشکیل مسیرهای پیوسته برای انتقال شیره‌ی خام می‌شود.
در آوندهای چوبی، پروتوپلاست وجود ندارد چون یاخته‌ها مرده‌اند.
دیواره‌های آن‌ها از جنس چوبی و دارای لیگنین هستند.
این یاخته‌ها بیشتر در قسمت داخلی دسته آوندی و نزدیک‌تر به مرکز اندام گیاه جای گرفته‌اند.
همچنین، مقدار بافت آوند چوبی در ساقه‌های چوبی‌شده به‌مراتب بیشتر از آوند آبکش است.
شکل 17 - آوندهای چوبی به شکل‌های متفاوتی دیده می‌شوند.
یاخته‌های اصلی سازنده آوند چوبی
نوع یاخته | شکل ظاهری | ویژگی‌های دیواره | وضعیت تشکیل مسیر |
تراکئید | کشیده، انتهای باریک، دوکی‌شکل | دارای بخش عرضی | غیر پیوسته (نیاز به حفرات) |
عناصر آوندی | نسبتاً کوتاه‌تر، استوانه‌ای‌شکل | از بین رفتن دیواره‌های عرضی | مسیرهای پیوسته |