النباتات: دراسة شاملة

مقدمة إلى عالم النبات

النباتات، وهي كائنات حية معقدة ومتعددة الخلايا، تشكل جزءًا أساسيًا من النظم البيئية على كوكبنا. توجد النباتات في كل مكان تقريبًا، بدءًا من الصحاري القاحلة وصولًا إلى الغابات المطيرة الكثيفة، وفي كل من البيئات الأرضية والمائية. تشمل هذه المملكة الواسعة الأشجار والشجيرات والأعشاب وأنواع السرخس المتنوعة. تتميز النباتات بخصائص فريدة؛ فهي ثابتة وغير قادرة على الحركة من مكان إلى آخر، وتفتقر إلى الجهاز العصبي. بالإضافة إلى ذلك، تتكون جدران خلاياها من السليلوز، وهي مادة قوية ومرنة. والأهم من ذلك، أن النباتات هي كائنات ذاتية التغذية، قادرة على إنتاج غذائها بنفسها من خلال عملية التمثيل الضوئي، وبالتالي توفير الطاقة والمواد العضوية الضرورية لجميع الكائنات الحية الأخرى. علاوة على ذلك، تعد النباتات مصدرًا لا يقدر بثمن للعديد من المنتجات التي يحتاجها الإنسان في حياته اليومية.

نظام تصنيف النباتات

يمكن تقسيم النباتات إلى مجموعتين رئيسيتين بناءً على وجود أو عدم وجود أنسجة وعائية متخصصة لنقل الماء والمغذيات. هاتان المجموعتان هما:

• النباتات اللاوعائية: تفتقر هذه النباتات إلى الأنسجة الوعائية المتخصصة. وتشمل أمثلة هذه المجموعة الحزازيات والحزازيات القرنية والحزازيات الكبدية.
• النباتات الوعائية: تحتوي هذه النباتات على أنسجة متخصصة لنقل الماء والمغذيات في جميع أنحاء النبات. تشمل هذه الأنسجة الخشب، الذي ينقل الماء والمواد العضوية (مثل الأملاح الذائبة) من الجذور إلى الأوراق، واللحاء، الذي ينقل الغذاء (على شكل سكروز) إلى جميع أجزاء النبات، بالإضافة إلى الهرمونات النباتية والأحماض الأمينية والمواد الأخرى الضرورية للنمو. تتكون النباتات الوعائية من أجزاء رئيسية مثل الجذور والساق والأوراق.

يمكن تقسيم النباتات الوعائية أيضًا إلى مجموعتين:

• النباتات اللا بذرية: تتكاثر هذه النباتات عن طريق الأبواغ. وتشمل أمثلة هذه المجموعة السرخسيات، وذيل الحصان، والنباتات الذئبية، والنباتات السيلوتيّة.
• النباتات البذرية: تتكاثر هذه النباتات عن طريق إنتاج البذور التي تحتوي على أجنة. يمكن تقسيم النباتات البذرية إلى مجموعتين فرعيتين:
• النباتات معراة البذور (Gymnosperms): وتشمل الصنوبريات، والسيكادا، والجنكو، والنباتات الجنتوية.
• النباتات مغطاة البذور (Angiosperms): هذه النباتات لها بذور موجودة داخل ثمرة حقيقية وتحمل الأعضاء التناسلية داخل هيكل يسمى الزهرة، لذلك تسمى أيضًا النباتات المزهرة. تنقسم النباتات مغطاة البذور بدورها إلى قسمين:
  • النباتات ذات الفلقتين (Dicotyledons): تحتوي بذور هذه النباتات غالبًا (وليس دائمًا) على فلقتين.
  • النباتات ذات الفلقة (Monocotyledons): تحتوي بذور هذه النباتات على فلقة واحدة.

العناصر المكونة للنبات

تتكون معظم أنواع النباتات من الأجزاء الرئيسية التالية:

• الجذر: وهو الجزء المسؤول عن تثبيت النبات في التربة وامتصاص الماء والمواد غير العضوية التي يحتاجها النبات. هناك نوعان من الجذور: الجذر الليفي، كما هو الحال في النباتات أحادية الفلقة مثل الذرة، والجذر الوتدي، الذي تنمو منه جذور ثانوية، كما هو الحال في النباتات ثنائية الفلقة مثل الجزر.
• الساق: وهو الجزء المسؤول عن دعم النبات ونقل المواد مثل الماء والسكر والنشويات. تقوم سيقان بعض النباتات، مثل الصبار والكرفس والموز، بعملية التمثيل الضوئي.
• الأوراق: وهي الجزء المسؤول عن صنع الغذاء من خلال عملية التمثيل الضوئي. تحتوي خلايا الأوراق على مادة الكلوروفيل التي تحول الماء وثاني أكسيد الكربون في وجود الماء إلى غذاء وأكسجين. توجد الأوراق بأشكال وأحجام مختلفة. تتميز أوراق النباتات أحادية الفلقة بأن عروق أوراقها متوازية دائمًا، بينما تظهر عروق أوراق النباتات ثنائية الفلقة بأشكال وأنماط مختلفة.
• الأزهار: وهي الأعضاء التناسلية في النبات، وغالبًا ما تكون بألوان زاهية وروائح عطرة لجذب الحيوانات التي تساعد على تلقيح الأزهار، مثل النحل والطيور. تتكون معظم الأزهار من سبلات وبتلات وأعضاء ذكرية تسمى الأسدية (تتكون من الخيط والمئبر) وعضو أنثوي يسمى الكربلة (يتكون من الميسم والقلم والمبيض الذي تتكون فيه البذرة بعد التلقيح والإخصاب). من خلال فحص بتلات الزهرة، يمكن التمييز بين النباتات أحادية الفلقة والنباتات ثنائية الفلقة. عادة ما يكون عدد بتلات النباتات أحادية الفلقة ثلاثة أو مضاعفاتها، بينما يكون عدد بتلات أزهار النباتات ثنائية الفلقة أربعة أو خمسة أو مضاعفات هذين العددين.
• الثمرة: وهي العضو الذي يحمل البذرة ويحميها. عندما تأكل الحيوانات الثمار، فإنها تساعد على انتشار البذور (غالبًا ما تسقط البذور مع روث الحيوانات في مكان بعيد عن النبات الأم، مما يساعد على نمو النباتات في أماكن متنوعة).
• البذرة: تحتوي البذرة على الجنين الذي يتطور إلى نبات جديد. يحيط الجنين بغلاف البذرة لحمايته. تحتوي البذرة أيضًا على كمية من الغذاء المخزن لتغذية الجنين حتى يتمكن النبات الجديد من صنع غذائه بنفسه.

آلية تكاثر النباتات

تتكاثر النباتات بطريقتين: التكاثر الجنسي والتكاثر اللاجنسي. يحدث التكاثر الجنسي في النباتات المزهرة. تنتج الأعضاء الذكرية حبوب اللقاح التي تنتقل إلى العضو الأنثوي الذي يحتوي على البويضة، وهناك يحدث الإخصاب وتتحول البويضة إلى بذرة ويتحول المبيض إلى ثمرة.

تتكاثر بعض أنواع النباتات لا جنسيًا، أي أنها لا تتضمن إنتاج بذور أو أبواغ. يسمى هذا التكاثر الخضري لأنه يتم عن طريق الأجزاء الخضرية للنبات مثل الجذور والأوراق والسيقان. ومن أنواعه:

• الرايزوم (Rhizome): هو ساق تنمو لتنتج نباتات جديدة.
• الرائد (Stolon): ساق أرضية تنمو لتعطي نباتات جديدة. هذه هي طريقة تكاثر الفراولة وبعض السرخس.
• السرطانات (Suckers): هي براعم تنمو من جذر النبات وتكون نباتات جديدة. هذه هي طريقة تكاثر الطرخشقون والورد.
• الأبصال (Bulbs): هي طريقة تكاثر كل من التيوليب والخزامى والبصل.
• الدرنات (Tubers): هي طريقة تكاثر كل من البطاطا والأضاليا.
• الكورمات (Corms): هي تراكيب تشبه الأبصال، وتتكاثر من خلالها أزهار الدلبوث والزعفران.

الأهمية الجوهرية للنباتات

للنباتات أهمية وتأثير كبير على حياة البشر، وذلك لأنها:

• مصدر مباشر وغير مباشر للغذاء، فالإنسان يستهلك ما يقرب من 7000 نوع من النباتات، منها الخضار والفاكهة والبقوليات والأعشاب والتوابل، كما أنه يتغذى على حيوانات تتغذى على النباتات.
• مصدر لكل من الأكسجين اللازم لتنفس الكائنات الحية والمواد العضوية التي تنتج عن عمليتي البناء الضوئي وتثبيت النيتروجين.
• مصدر للأخشاب اللازمة لعمليات البناء، كما أنها توفر المواد الخام لصناعة الورق.
• مصدر للجمال والمتعة؛ إذ إن مشاهدة الأشجار والأزهار والاستمتاع بروائحها يجلبان للبشر السعادة، كما يحسنان مزاجهم.
• جزء من دورة الماء في الطبيعة؛ فهي تساعد على نقل الماء الذي تمتصه من التربة إلى الغلاف الجوي عن طريق النتح، كما تساعد النباتات على تنقية الماء على كوكب الأرض وتوزيعه.
• مصدر مباشر وغير مباشر للعقاقير الطبية، حيث يعتمد عليها معظم البشر في الحصول على الرعاية الصحية الأولية.
• وسيلة للتخلص من غاز ثاني أكسيد الكربون الناتج عن حرق الوقود؛ إذ تستهلكه النباتات أثناء تصنيع غذائها.

المصادر والمراجع

• “Plant”, www.newworldencyclopedia, 6-5-2015، تم الاسترجاع 2-12-2018.
• “Vascular plant”, www.newworldencyclopedia.org, تم الاسترجاع 2-12-2018.
• “Angiosperm”, www.newworldencyclopedia.org, تم الاسترجاع 2-12-2018.
• “Plant Parts”, marinmg.ucanr.edu, تم الاسترجاع 3-12-2018.
• “Why Are Plants Important?”, www.edis.ifas.ufl.edu, تم الاسترجاع 5-4-2021.