از یاخته تا گیاه
دیوارۀ یاخته‌ای
یاختۀ گیاهی علاوه بر غشا یک دیواره هم دارد که بیرون از غشا ساخته می‌شود و خودش بخشِ زندۀ یاخته نیست. به مجموعۀ غشا، سیتوپلاسم و هسته پروتوپلاست می‌گویند؛ یعنی همان بخشِ زنده. دیواره شکل و استحکامِ یاخته و پیکر گیاه را حفظ می‌کند، تبادلِ مواد میان یاخته‌ها را کنترل می‌کند و جلوی ورودِ عوامل بیماری‌زا را می‌گیرد.
دیواره از چند لایه ساخته می‌شود:
- تیغۀ میانی: نخستین لایه‌ای که هنگام تقسیمِ یاخته ساخته می‌شود، از جنسِ پکتین است و مثل چسب دو یاختۀ مجاور را کنار هم نگه می‌دارد.
- دیوارۀ نخستین: هر یاخته آن را از سلولز و پکتین می‌سازد؛ کشسان است و مانعِ رشدِ یاخته نمی‌شود.
- دیوارۀ پسین: فقط در بعضی یاخته‌ها و روی دیوارۀ نخستین ساخته می‌شود. رشته‌های سلولزیِ هر لایه موازیِ هم‌اند ولی با لایۀ بعدی زاویه دارند؛ نتیجه استحکامِ بیشتر است، اما دیگر مانعِ رشدِ یاخته می‌شود.
پلاسمودسم‌ها کانال‌های سیتوپلاسمی‌اند که از دیواره عبور می‌کنند و مسیرِ مستقیمِ جابه‌جاییِ مواد بین دو یاختۀ مجاورند؛ نقشی شبیهِ اتصالاتِ شکافیِ جانوران دارند. نواحیِ نازک‌ماندۀ دیواره که پلاسمودسم در آن‌ها فراوان است لان نام دارد.
واکوئول، تورژسانس و پلاسمولیز
واکوئول اندامکِ اختصاصیِ یاختۀ گیاهی است و در یاختۀ بالغ بیشترین حجم را اشغال می‌کند. درونش شیرۀ واکوئولی (آب و مواد محلول) است و غشایش ورود و خروج مواد را کنترل می‌کند. آب، پروتئین‌هایی مانند گلوتنِ گندم، اسیدهایی مانند اگزالیک اسیدِ برگ چای و رنگ‌دانه‌هایی مانند آنتوسیانین (چغندر قرمز، کلم بنفش) در آن ذخیره می‌شوند. گاهی آنزیم‌های گوارشی هم دارد و نقشی شبیه لیزوزوم بازی می‌کند.
دو حالتِ مهم را با هم اشتباه نگیر:
- تورژسانس: آب از محیطِ پرآب‌تر وارد یاخته می‌شود، واکوئول پر می‌شود و پروتوپلاست به دیواره فشار می‌آورد. دیواره کشیده می‌شود ولی پاره نمی‌شود و نتیجه‌اش استواریِ اندام‌های غیرچوبی مثل برگ است.
- پلاسمولیز: آبِ محیط کم می‌شود، آب از یاخته خارج می‌شود و پروتوپلاست جمع شده و از دیواره فاصله می‌گیرد. نکتۀ کلیدی این است که دیواره سالم می‌ماند؛ فقط پروتوپلاست از آن جدا شده است. پلاسمولیزِ طولانی به مرگِ یاخته و پژمردگیِ دائمی می‌انجامد.
عبورِ آب در هر دو حالت با اسمز و بدون صرفِ انرژی است.
دیسه‌ها و ترکیبات دیگر
دیسه‌ها (پلاست‌ها) اندامک‌های اختصاصیِ گیاهی برای ساخت و ذخیرۀ مواد هستند؛ هرکدام غشای دوگانه و DNA حلقویِ خود را دارند.
| دیسه | محتوا | نمونه |
|---|---|---|
| سبزدیسه (کلروپلاست) | سبزینه | برگ سبز |
| رنگ‌دیسه (کروموپلاست) | کاروتنوئید | هویج، گوجه‌فرنگی |
| نشادیسه (آمیلوپلاست) | نشاسته | سیب‌زمینی |
سبزدیسه کاروتنوئید هم دارد، اما رنگِ سبزینه آن را می‌پوشاند؛ در پاییز با کاهشِ نور سبزینه تجزیه و سبزدیسه به رنگ‌دیسه تبدیل می‌شود. رنگِ نارنجیِ هویج از رنگ‌دیسه است، ولی رنگِ چغندر قرمز از واکوئول.
شیرابه مایعِ سفید یا رنگی است که از محلِ برشِ بعضی گیاهان بیرون می‌زند؛ لاستیک از شیرابۀ نوعی درخت ساخته شد. آلکالوئیدها ترکیباتِ نیتروژن‌دارِ گیاهی برای دفاع در برابر گیاه‌خوارند و کاربردِ دارویی (مسکّن، ضدسرطان) هم دارند؛ اما گیاهی‌بودن به معنیِ بی‌ضرر بودن نیست و بعضی سمی یا اعتیادآورند.
سامانه‌های بافتی
پیکرِ گیاهان آوندی سه سامانۀ بافتی دارد: پوششی، زمینه‌ای و آوندی.
پوششی: در اندام‌های جوان روپوست است، معمولاً یک لایه، با پوششی لیپیدی به نام پوستک که تبخیر آب را کم و از ورود بیماری جلوگیری می‌کند. روپوستِ ریشه پوستک ندارد تا جذبِ آب آسان باشد. یاخته‌های نگهبانِ روزنه برخلافِ بقیۀ روپوست سبزینه دارند؛ کُرک و تارِ کشنده هم از تمایزِ همین بافت پدید می‌آیند. در اندام‌های مسن پیراپوست (چوب‌پنبه + کامبیوم چوب‌پنبه‌ساز + پارانشیم) جایگزین می‌شود و عدسک‌ها تبادلِ گاز را ممکن می‌کنند.
زمینه‌ای: پارانشیم (زنده، دیوارۀ نخستینِ نازک، تقسیم‌پذیر، محلِ ذخیره و فتوسنتز)، کلانشیم (زنده، دیوارۀ نخستینِ ضخیم، محکم ولی انعطاف‌پذیر و بدونِ ممانعت از رشد) و اسکلرانشیم (دیوارۀ پسینِ چوبی‌شده با لیگنین، پروتوپلاست مرده، فقط استحکامی؛ به دو شکلِ اسکلرئیدِ کوتاه و فیبرِ دراز).
آوندی: آوند چوبی از یاخته‌های مرده با دیوارۀ لیگنینی است و شیرۀ خام (آب و مواد معدنی) را بالا می‌برد؛ دو نوعِ تراکئید (دوکی‌شکل) و عنصر آوندی (کوتاه، با دیوارۀ عرضیِ ازبین‌رفته) دارد. آوند آبکش یاخته‌های زندۀ بدونِ هسته با دیوارۀ عرضیِ سوراخ‌دار (صفحۀ آبکشی) است و شیرۀ پرورده (قند و مواد آلی) را جابه‌جا می‌کند؛ یاخته‌های همراه به ترابری کمک می‌کنند.
مریستم‌ها و رشد
یاخته‌های مریستمی دائم تقسیم می‌شوند و هستۀ درشت دارند. مریستم نخستین در نوکِ ریشه (زیرِ کلاهکِ پلی‌ساکاریدیِ محافظ) و در جوانه‌های ساقه قرار دارد و طولِ گیاه، برگ‌ها و انشعاب‌ها را می‌سازد؛ حاصلش ساختار نخستین است. مریستم پسین فقط در دولپه‌ای‌هاست و ضخامت را زیاد می‌کند: کامبیومِ چوب‌آبکش به داخل چوبِ پسین و به بیرون آبکشِ پسین می‌سازد (چوب بسیار بیشتر)، و کامبیومِ چوب‌پنبه‌ساز به بیرون چوب‌پنبه و به درون پارانشیم می‌سازد. تفاوتِ اندازۀ یاخته‌های ساخته‌شده در فصل‌های مختلف حلقه‌های رشدِ سالیانه را می‌سازد که فقط حاصلِ کامبیومِ آوندساز است.
سازش با محیط
گیاهانِ خشکی‌زی پوستکِ ضخیم، روزنه‌های فرورفته و کُرکِ فراوان دارند تا تبخیر کم شود. گیاهانِ آبزی با فضاهای هواییِ بزرگ در پارانشیم کمبودِ اکسیژن را جبران می‌کنند؛ درختانِ حرّا با شُش‌ریشه اکسیژن می‌گیرند. گیاهانِ شورزی سدیم را فعالانه جذب می‌کنند تا فشار اسمزیِ درونشان از محیط بیشتر شود، یا نمک را از برگ دفع می‌کنند.
ساختارِ ریشه: آندودرم و استوانۀ آوندی
آندودرم آخرین لایۀ پوستِ ریشه است و نوارِ کاسپاری — رسوبی چرب و نفوذناپذیر در دیوارۀ شعاعی و عرضیِ آن — مانندِ کمربندی ضدآب عمل می‌کند. آب و موادی که تا اینجا از راهِ دیواره‌ها (مسیرِ آپوپلاستی) آمده‌اند، ناچار می‌شوند از غشا و سیتوپلاسمِ آندودرم (مسیرِ سیمپلاستی) بگذرند؛ به این ترتیب ریشه ورودِ مواد را گزینش می‌کند. نوارِ کاسپاری فقط در ریشه هست، نه ساقه.
پریسیکل لایۀ زندۀ نازک‌دیواره‌ای بلافاصله داخلِ آندودرم و مرزِ پوست و استوانۀ آوندی است؛ ریشه‌های جانبی از همین لایه منشأ می‌گیرند. در ریشه، آوندهای چوبی و آبکش آرایشِ شعاعی و متناوب دارند، در حالی که در ساقه کنارِ هم و در دسته‌های آوندی‌اند: حلقه‌وار در دولپه‌ای‌ها و پراکنده در تک‌لپه‌ای‌ها. توجه کن که الگویِ حلقه‌ای/پراکنده مخصوصِ ساقه است و در ریشه هر دو گروه آرایشِ شعاعی دارند.