فصل 12 (علوم تجربی نهم)
آب و مواد معدنی در خاک هستند و ریشه آنها را جذب میکند، اما کربوهیدراتها در برگ ساخته میشوند. چون یاختههای ریشه به کربوهیدرات و یاختههای برگ به آب و مواد معدنی نیاز دارند، گیاه به یک سامانهٔ انتقال احتیاج دارد.
بافت آوندی
بافت آوندی از اجزای لولهمانندی به نام آوند ساخته شده که در سراسر پیکر گیاه گستردهاند:
| آوند | ماده | جهت انتقال |
|---|---|---|
| آوند چوبی | شیره خام (آب + مواد معدنی) | از ریشه به اندامهای دیگر |
| آوند آبکشی | شیره پرورده (مواد ساختهشده) | از برگ به سراسر گیاه |
این دو آوند همیشه کنار هماند و در برگها بهشکل رگبرگ دیده میشوند. بیشتر قطر ساقه و ریشهٔ درختان از بافت آوند چوبی ساخته شده است. نامها هم بیدلیل نیست: دیوارههای عرضی آوند آبکشی مانند ظرف آبکش سوراخدار است و دیوارهٔ آوند چوبی بخشهایی از جنس چوب دارد.
مسیر شیره خام: از خاک تا برگ
تارکشندهها رشتههای ظریف روی ریشهاند؛ هر تارکشنده یک یاختهٔ بسیار طویل با دیوارهٔ نازک است که آب و مواد معدنی محلول از آن عبور میکنند. این مواد در عرض ریشه حرکت میکنند و وارد آوندهای چوبی میشوند و شیره خام را میسازند.
موتور اصلی این حرکت نیروی مکش است: گیاه همهٔ آب جذبشده را مصرف نمیکند و بخش زیادی بهصورت بخار آب از روزنههای برگ خارج میشود؛ همین خروج بخار، آب را از ریشه به بالا میکشد. فراتر از کتاب: فشار ریشه هم نیروی کمکیِ دومی است که شبها، وقتی روزنهها بستهاند، گاهی قطرههای آب را از نوک برگ بیرون میراند — پدیدهای به نام گوتاسیون که با شبنم فرق دارد.
در برگ
برگ از بیرون به داخل چنین لایههایی دارد: پوستک (موممانند، مانع تبخیر بیش از حد)، روپوست بالایی، میانبرگ (یاختههای دارای کلروپلاست، محل اصلی فتوسنتز)، رگبرگها، روپوست پایینی و روزنهها (ورود و خروج بخار آب). مواد ساختهشده در برگ همراه آب، شیره پرورده را میسازند و وارد آوند آبکشی میشوند.
گروهبندی گیاهان
گیاهان نخست به بدون آوند (خزهها) و آونددار تقسیم میشوند؛ آونددارها به بدون دانه (سرخسها) و دانهدار؛ و دانهدارها به بدون گل (بازدانگان) و گلدار (نهاندانگان) که خود تکلپهای یا دولپهایاند.
سرخسها نخستین گیاهان آونددارند، ساقهٔ زیرزمینی دارند و برگهایی با دمبرگ طویل از آن میروید. دانه تولید نمیکنند و با هاگ تکثیر میشوند؛ هاگدانها بهشکل برآمدگیهای نارنجی یا قهوهای در پشت برگ دیده میشوند و هاگ در جای مرطوب رشد میکند.
بازدانگان (کاج، سرو) گل ندارند اما دانه تولید میکنند. مخروط نر گرده میسازد و مخروط ماده تخمک و دانه؛ دانه روی پولکهای مخروط ماده تشکیل میشود، نه درون میوه.
نهاندانگان گلدارند و دانههایشان درون میوه محصور است — از همینجا نام «نهاندانه» آمده.
| ویژگی | تکلپهایها | دولپهایها |
|---|---|---|
| تعداد لپه | ۱ | ۲ |
| رگبرگ | موازی | شبکهای |
| آوندها در ساقه | پراکنده | در یک یا چند حلقه |
| تعداد گلبرگ | مضربی از ۳ | مضربی از ۴ یا ۵ |
| مثال | گندم، ذرت، نخل | گلرز، نخود، سیب |
خزهها قدیمیترین گیاهان روی زمیناند: آوند ندارند، ساقه و برگ حقیقی ندارند، ریشه ندارند و بهجایش ریشهسا دارند، و با هاگ تکثیر میشوند. کوچک بودن و نیازشان به محیط مرطوب دو دلیل بههمپیوسته دارد: بدون آوند، آب فقط از یاخته به یاخته منتقل میشود (محدودیت ارتفاع)، و بدون ریشهٔ حقیقی نمیتوانند آب را از عمق خاک بگیرند.
نقش گیاهان
مهمترین نقش گیاهان فتوسنتز است: + آب + نور به کربوهیدرات و اکسیژن تبدیل میشود. این یعنی تولید غذا برای همهٔ جانداران (پایهٔ زنجیرهٔ غذایی)، تولید اکسیژن تنفس، و مصرف و کاهش اثر گلخانهای. اما افزایش پوشش گیاهی بهتنهایی گرمشدن زمین را حل نمیکند؛ ریشهٔ اصلی مشکل، سوختهای فسیلی است. گیاهان کاربردهای دارویی (گل انگشتانه برای قلب، باقلا برای تشخیص گروه خونی)، صنعتی (کاغذسازی، منسوجات) و غذایی هم دارند.
تلههای رایج
- آوند چوبی یکطرفه است، اما آوند آبکشی میتواند مواد را هم بالا و هم پایین ببرد.
- بازدانگان دانه دارند؛ فقط گل ندارند و دانهشان روی پولک است.
- خزه ریشه ندارد؛ ریشهسا فقط گیاه را نگه میدارد.
- فتوسنتز فقط در برگ نیست؛ هر بخش سبزِ دارای کلروپلاست فتوسنتز میکند.
- یاختههای بالغ آوند چوبی مردهاند، ولی یاختههای آوند آبکشی زندهاند.
نمونهٔ کامل
سؤال: اگر تمام روزنههای برگ یک گیاه بهطور کامل و برای مدت طولانی بسته شوند (مثلاً در اثر بیماری)، چه اتفاقی برای حرکت شیره خام از ریشه به برگها میافتد؟ استدلال خود را بر پایهٔ نیروی محرک اصلی این حرکت توضیح دهید.
پاسخ تشریحی: نیروی اصلیِ بالاکشیدن شیره خام، نیروی مکش است که از تبخیر بخار آب از روزنهها پدید میآید. اگر همهٔ روزنهها بسته بمانند، بخار آب از برگ خارج نمیشود و این نیرو تقریباً از بین میرود؛ در نتیجه حرکت شیره خام بهشدت کند یا عملاً متوقف میشود. تنها فشار ریشه — که نیرویی کمکی و ضعیفتر است — ممکن است مقدار بسیار کمی آب را همچنان بالا ببرد، اما این مقدار برای نیاز طبیعی گیاه کافی نیست.