بافت گیاهی چیست؟ | اجزا، ساختمان و عملکرد

گیاهان، یوکاریوت‌های پرسلولی با سیستم‌های بافت گیاهی هستند که از سلول‌های مختلفی ساخته شده‌اند و علمکرد خاص خود را دارند. در ادامه این مطلب در مورد بافت گیاهی و ویژگی‌ها و انواع آن توضیح داده‌ایم.

انواع بافت گیاهی چه هستند؟

هر بایت از تعداد زیادی سلول تشکیل شده است. در پست سلول گیاهی چیست؟ — به زبان ساده تمام ویژگی‌های سلول‌های سازنده یک بافت گیاهی را توضیح داده‌ایم. بافت گیاهی به دو نوع کلی تقسیم می‌شود:

فیلم آموزش ریخت شناسی و تشریح گیاهی

کلیک کنید

• بافت مریستمی: در مریستم یافت می‌شود و در گیاه در حال تقسیم و رشد مداوم است. سلول‌های بافت مریستمی یا تمایزیافته نیستند یا تمایزیافتگی اندکی دارند و همچنان با تقسیم شدن خود به رشد گیاه کمک می‌کنند.
• بافت دائمی (یا غیر مریستمی): از سلول‌های گیاهی تشکیل شده است که دیگر به طور فعال تقسیم نمی‌شوند.

برای درک بهتر مفهوم بافت و اجزای سازنده بافت گیاهی پیش از این در پست سلول گیاهی چیست؟ — به زبان ساده، ساختار میکروسکوپی و عملکرد سلول‌های گیاهی را در توضیح داده‌ایم که برای مطالعه آن می‌توانید + اینجا کلیک کنید.

بافت مریستمی چیست؟

بافت گیاهی مریستم، از تقسیم فعال سلول‌ها تشکیل و منجر به افزایش طول و ضخامت گیاه می‌شود. رشد اولیه گیاه فقط در مناطق خاصی مانند نوک ساقه یا ریشه‌ها اتفاق می‌افتد که بافت مریستمی وجود دارد. سلول‌های موجود در این بافت گیاهی کروی، چند وجهی یا به شکل مستطیل و دارای دیواره‌های سلولی نازکی هستند. سلول‌های جدید تولید شده توسط مریستم در ابتدا از سلول‌های مریستم هستند اما با رشد و بالغ شدن سلول‌های جدید، مشخصات آن‌ها به آرامی تغییر می‌کند و به عنوان اجزای ناحیه مریستمی از یکدیگر متمایز می‌شوند.

سلول‌های بافت گیاهی مریستم از نظر ساختار مشابهت دارند و دارای دیواره سلولی اولیه نازک و الاستیک هستند که از سلولز تشکیل شده است. این سلول‌ها به صورت فشرده و بدون فاصله بین سلولی در کنار یکدیگر قرار دارند. سیتوپلاسم سلول‌های بافت مریستمی متراکم است و یک هسته دائمی دارد. پروتوپلاسم متراکم سلول‌های مریستمی، دارای تعداد بسیار اندکی واکوئل‌هایی کوچک است چون به طور معمول نیاز به ذخیره سازی مواد ندارند چرا که عملكرد آن‌ها تکثیر سریع و افزایش قطر و طول گیاه است.

انواع مریستم چه هستند؟

بافت گیاهی مریستمی بر اساس محل قرارگیری در گیاه، از سه نوع سلول مریستم رأسی، مریستم مقطعی و مریستم جانبی تشکیل شده است. در ادامه انواع آن‌ها را توضیح داده‌ایم.

فیلم آموزش زیست شناسی تکوینی گیاهی

کلیک کنید

• مریستم رأسی: بافت مریستمی در انتهای ساقه‌ها و ریشه‌ها هستند که باعث افزایش طول گیاه می‌شوند. مریستم آپیکال یا انتهایی، بخش‌هایی در حال رشد در ریشه و ساقه‌ها را تشکیل می‌دهند و مسئول رشد خطی اندام و افزایش طول آن هستند که رشد اولیه نیز نامیده می‌شود. مریستم آپیکال کاملاً تمایز نیافته است و به سه نوع مریستم اولیه متمایز می‌شود که به نوبه خود دو نوع مریستم ثانویه را تولید می‌کنند. مریستم‌های ثانویه به عنوان مریستم‌های جانبی نیز شناخته می‌شوند زیرا در رشد جانبی نقش دارند.
  • مریستم انشعابی: مریستم آپیکال ساقه منبع تمام اندام‌های فراتر از زمین مانند برگ و گل است. سلول‌ها در انتهای مریستم انشعابی به عنوان سلول‌های بنیادی برای منطقه اطراف عمل می‌کنند، به سرعت تکثیر می‌شوند و در تمایز گیاهان اولیه برگ یا گل قرار نقش دارند. مریستم آپیکال شاخساره محل بیشترین جنین‌زایی در گیاهان گلدار است. پریمودیای (اندام یا یاخته یا گروهی از یاخته‌های تمایزیافته در اولین مرحلهٔ نمو) برگ‌ها، غنچه‌ها، گلبرگ‌ها، پرچم‌ها و تخمدان‌ها، ‌
    یکی از این نشانه‌ها ممکن است از بین رفتن سلطه آپیکال و آزاد شدن سلول‌های خفته در غیر این صورت برای ایجاد مریستم ساقه کمکی باشد، در بعضی از گونه‌های پریموردیا با فاصله نزدیک به دو یا سه گنبد آپیکال. مریستم آپیکال شاخه از چهار گروه سلولی مشخص تشکیل شده است:
    • سلول‌های بنیادی
    • سلول‌های دختری حاصل از سلول‌های بنیادی
    • مرکز سازماندهی
    • تابعه سلول‌های بنیان‌گذار برای شروع اندام‌زایی در نواحی اطراف
  • مریستم آپیکال ریشه: برخلاف مریستم آپیکال ساقه، مریستم آپیکال ریشه سلول‌هایی را در دو بُعد تولید می‌کند. دو استخر سلول بنیادی در اطراف یک مرکز سازماندهی به نام «سلول‌های مرکز سکون» (QC) نگهداری و در کنار هم بیشتر سلول‌ها را در ریشه بالغ تولید می‌کنند. در رأس آن‌ها، مریستم ریشه توسط کلاهک ریشه پوشانده می‌شود که مسیر رشد آن را محافظت و هدایت می‌کند. سلول‌ها به طور مداوم از سطح خارجی کلاهک ریشه خارج شده‌اند. سلول‌های QC با فعالیت میتوز کم خود مشخص می‌شوند.
    شواهد نشان می‌دهد که QC سلول‌های بنیادی اطراف را با جلوگیری از تمایز آن‌ها (از طریق سیگنال‌های کشف نشده) حفظ می‌کند تا به طور مداوم سلول‌های جدید در مریستم برای رشد مداوم ریشه مورد نیاز باشند. یافته‌های اخیر نشان می‌دهند که QC همچنین می‌تواند به عنوان مخزن سلول‌های بنیادی برای جبران مجدد هرگونه سلول از دست‌رفته یا آسیب دیده عمل کند. مریستم آپیکال ریشه‌ای و الگوهای بافتی در جنین در مورد ریشه اولیه و در ریشه جانبی جدید در ریشه‌های ثانویه ایجاد می‌شود.
• مریستم جانبی: باعث افزایش ضخامت گیاهان بالغ می‌شوند. این مریستم از سلول‌هایی تشکیل شده است که عمدتا در یک صفحه تقسیم می‌شوند و باعث افزایش قطر و رشد اندام خواهند شد. مریستم جانبی به طور معمول در زیر پوست درخت به شکل «کامبیوم کرکی» (Cork Cambium) و در دسته‌های آوندی دیکوت (Dicots) به شکل کامبیوم آوندی وجود دارد. فعالیت این کامبیوم منجر به رشد ثانویه می‌شود. کامبیوم یک بافت مریستمی در گیاهان دانه‌دار دولپه ای است که در رشد قطری آن‌ها نقش دارد.
• مریستم مقطعی: فقط در قطعات کوچک، در پایه تیغه‌های برگ و در گره‌ها (مناطق اتصال برگ به ساقه) وجود دارد. این بافت گیاهی باعث افزایش طول تیغه برگ از پایه می‌شود. به عنوان مثال، مریستم مقطعی برگ‌های چمن، باعث می‌شود که برگ‌ها حتی پس از برداشت مکرر، رشد کنند و طویل شوند. این مریستم در بین بافت گیاهی دائمی و معمولاً در قاعده گره، میان‌گره و روی پایه برگ دارد. مریستم مقطعی مسئول رشد در طول گیاه و افزایش اندازه خود مریستم است. آنها منجر به تشکیل شاخه و رشد می‌شوند.

هنگامی که گیاهان شروع به گل‌دهی می‌کنند، مریستم آپیکال شاخه‌ای به مریستم گل آذین تبدیل می‌شود و در ادامه مریستم گل تولید خواهد شد که کاسبرگ‌ها، گلبرگ‌ها، پرچم‌ها و تخمدان‌ها را تولید می‌کند. برخلاف مریستم‌های آپیکال رویشی و برخی مریستم‌های گل آذین، مریستم‌های گل نمی‌توانند به طور نامحدود به رشد خود ادامه دهند. رشد آن‌ها به ایجاد یک گل با اندازه و فرم خاصی محدود می‌شود. گذار از مریستم ساقه به مریستم گل، نیاز به ژن‌های مریستم گل دارد که هم اندام‌های گل را مشخص می‌کنند و هم باعث خاتمه تولید سلول‌های بنیادی می‌شود.

مریستم اولیه چیست؟

مریستم‌های آپیکال ممکن است به سه نوع مریستم اولیه یا مریستم نخستین متمایز شوند:

• «پروتودرم» (Protoderm): در اطراف قسمت بیرونی ساقه قرار دارد و به اپیدرم تبدیل می‌شود.
• «پروکامبیوم» (Procambium): درست در داخل پروتودرم قرار دارد و به آوند چوبی و آوند آبکشی اولیه تبدیل می‌شود. همچنین کامبیوم عروقی و کامبیوم چوب پنبه‌ای و مریستم‌های ثانویه را تولید می‌کند. کامبیوم چوب پنبه‌ای بیشتر به فلودرم (به داخل) و فلوم یا چوب پنبه (به خارج) متمایز می‌شود. هر سه این لایه‌ها (چوب پنبه کامبیوم، فلم و فلودرم) پریدرم را تشکیل می‌دهند. در ریشه‌ها، پروکامیوم همچنین می‌تواند باعث ایجاد پیش حلقه‌ها شود که ریشه‌های جانبی را در گیاهان «دولپه‌ای نو» (Eudicots) تولید می‌کنند.
• «مریستم زمینی» (Ground Meristem): به قشر و مغز گیاه تبدیل می‌شود و از سلول‌های پارانشیم، کلانشیم و اسکلرانشیم تشکیل شده است. این مریستم‌ها مسئول رشد اولیه یا افزایش طول یا ارتفاع گیاهان هستند که توسط دانشمند جوزف دی. کار  در سال 1943 کشف شدند.

مریستم ثانویه چیست؟

دو نوع مریستم ثانویه (مریستم پسین) یا مریستم جانبی وجود دارند که ساقه گیاه را احاطه کرده و باعث رشد جانبی آن می‌شوند (یعنی قطر آن بزرگتر است). کامبیوم عروقی که آوند چوبی ثانویه و آبکش ثانویه تولید می‌کند. این فرایندی است که ممکن است در طول عمر گیاه ادامه یابد و همان چیزی است که باعث ایجاد چوب در گیاهان می‌شود که به چنین گیاهانی چوبی می‌گویند. این امر در گیاهانی که از رشد ثانویه عبور نمی‌کنند (معروف به گیاهان علفی) اتفاق نمی‌افتد. کامبیوم  چوب پنبه که باعث ایجاد پریدرم می شود، در این گیاهان جایگزین اپیدرم خواهد شد.

رشد نامشخص مریستم

اگرچه هر گیاه مطابق با یک سری قوانین خاص رشد می‌کند، اما هر گیاه ریشه و گیاه جوانه می‌تواند تا زمانی که زنده است رشد کند. در بسیاری از گیاهان رشد مریستم به طور بالقوه نامشخص است و باعث می‌شود شکل کلی گیاه از قبل تعیین نشود که این رشد اولیه است. رشد اولیه منجر به طولانی شدن بدنه و تشکیل اندام گیاه می‌شود. تمام اندام‌های گیاهی در نهایت از تقسیمات سلولی مریستم‌های آپیکال و به دنبال آن انبساط و تمایز سلول‌ها به وجود می‌آیند. رشد اولیه باعث رشد قسمت انتهایی بسیاری از گیاهان می‌شود.

رشد گره‌های ریشه‌ای تثبیت‌کننده نیتروژن در گیاهان حبوبات مانند سویا و نخود فرنگی مشخص یا نامشخص است. بنابراین، سویا یا لوبیا گره‌های مشخص و کروی همراه با یک سیستم آوندی شاخه‌ای تولید می‌‌کنند که منطقه آلوده مرکزی را احاطه کرده است. غالباً سلول‌های آلوده به ریزوبیوم فقط واكوئل‌های كوچک دارند. در مقابل، گره‌های نخود و شبدر برای حفظ (حداقل برای مدتی) مریستم فعال که سلول‌های جدیدی را برای عفونت ریزوبیوم تولید می‌کنند، غیرقطعی هستند. بنابراین مناطق بلوغ در گره وجود دارند. سلول‌های آلوده به طور معمول دارای یک واکوئل بزرگ هستند. سیستم آوندی گیاهان شاخه‌ای و محیطی است.

مریستم های القایی

ممکن است مریستم در ریشه حبوباتی مانند سویا (Lotus japonicus) و نخود فرنگی، پس از عفونت با باکتری‌های خاک که معمولاً «ریزوبیا» (Rhizobia) نام دارند، ایجاد شود. گره، در قسمت پشت نوک ریشه در حال رشد تقسیم می‌شود. ماده مهم سیگنال فاکتور نود لیپو - الیگوساکارید است که با گروه‌های جانبی تزئین شده تا ویژگی تعامل را فراهم کند. پروتئین‌های گیرنده فاکتور Nod NFR1 و NFR5 از چندین حبوبات از جمله Lotus japonicus ،Medicago truncatula و سویا (Glycine max) کلون شدند.

چیرگی رأسی

غالبیت رأسی یا «چیرگی رأسی» (Apical Dominance) جایی است که یک مریستم از رشد مریستم‌های دیگر جلوگیری کرده یا مانع آن شود. در نتیجه، این گیاه یک تنه اصلی و به وضوح مشخص خواهد داشت. به عنوان مثال، در درختان، نوک تنه اصلی مریستم ساقه اصلی را در خود دارد. بنابراین نوک تنه به سرعت رشد می‌کند و توسط شاخه‌ها سایه نمی‌زند. اگر مریستم غالب قطع شود، یک یا چند نکته از شاخه‌ها برتری را فرض می‌کنند. شاخه رشد سریع‌تری را آغاز می‌کند و رشد جدید به صورت عمودی خواهد بود. با گذشت سال‌ها، شاخه ممکن است بیشتر شبیه به پسوند صندوق اصلی شود.

فیلم آموزش زیست شناسی 2 – زیست پایه یازدهم در فرادرس

کلیک کنید

اغلب شاخه‌ها پس از حذف مریستم آپیکال، این رفتار را نشان می‌دهند و منجر به رشد انبوه می‌شوند. مکانیسم غلبه آپیکال بر اساس اکسین، انواع تنظیم‌کننده‌های رشد گیاه است. هورمون اکسین در مریستم آپیکال تولید می‌شود و به ریشه‌ها در کامبیوم منتقل خواهند شد. اگر چیرگی رأسی کامل باشد، تا زمان فعال بودن مریستم رأسی، از تشکیل شاخه‌ها جلوگیری می‌شود. اگر غلبه ناقص باشد، شاخه‌های جانبی به وجود می‌آیند. تحقیقات اخیر در مورد غلبه رأس و کنترل شاخه‌ها، وجود هورمون‌های گیاهی جدیدی به نام استریگولاکتون‌ها را نشان داده‌اند. این ترکیبات قبلا مشخص شده بود که این ترکیبات در جوانه زنی بذر و ارتباط با قارچ‌های میکوریزا نقش دارند و اکنون نشان داده شده است که در مهار شاخه‌ها نیز دخیل هستند.

بافت دائمی

بافت‌های دائمی گیاه ممکن است به عنوان گروهی از سلول‌های زنده یا مرده، توسط بافت مریستمی تولید شوند و با از دست دادن توانایی تقسیم، به طور دائمی در موقعیت‌های ثابتی در بافت گیاهی قرار بگیرند. فرآیند به دست آوردن شکل، اندازه و عملکرد دائمی، تمایز سلولی نامیده می‌شود. سلول‌های بافت مریستمی از یکدیگر متمایز می‌شوند و انواع مختلفی از بافت گیاهی دائمی را به وجود می‌آورند:

• بافت دائمی ساده: گروهی از سلول‌ها با منشأ و عملکرد مشابه و دارای ۳ نوع هستند:
  • بافت پارانشیم
  • بافت کولانشیم
  • بافت اسکلرانشیم
• بافت دائمی پیچیده: از بیش از یک نوع سلول تشکیل شده است که با هم به عنوان یک واحد عملکردی واحد، به انتقال مواد آلی، آب و مواد معدنی در سرتاسر گیاه کمک می‌کنند. به همین دلیل به عنوان بافت رسانا و عروقی نیز شناخته می‌شود. انواع متداول بافت گیاهی دائمی پیچیده که در کنار هم بسته‌های آوندی را تشکیل می دهند عبارتند از:
  • «آوند چوبی» (Xylem)
  • «آوند آبکشی» (Phloem)
• بافت دائمی تخصصی یا ترشحی (غده‌ای)

مریستم سلول‌هایی تولید می‌کند که به سرعت متمایز و به بافت دائمی تبدیل می‌شوند. چنین سلول‌هایی نقش‌های خاصی را به عهده می‌گیرند و توانایی تقسیم شدن را از دست می‌دهند و به سه نوع بافت گیاهی اصلی تقسیم می‌شوند:

• بافت پوستی: گیاه را پوشانده و از آن محافظت می‌کند.
• بافت آوندی: آب، مواد معدنی و قندها را بین قسمت‌های مختلف گیاه انتقال می‌دهد.
• بافت زمینه‌ای: به عنوان محلی برای فتوسنتز عمل و یک ماتریس پشتیبان برای بافت عروقی فراهم می‌کند و در ذخیره آب و قند نقش دارد.

پارانشیم

«پارانشیم» (Parenchyma) از سلول‌های زنده نسبتاً نامشخص با دیواره‌های سلول نازک تشکیل شده است که به طور معمول به صورت آزادانه بسته‌بندی می‌شوند، به طوری که فضاهای بین سلولی میان سلول‌های این بافت گیاهی پیدا می‌شود. این‌ها به طور کلی دو شکل هستند، شکل دارند. آن‌ها حاوی تعداد کمی واکوئل هستند و یا حتی گاهی ممکن است هیچ واکوئلی نداشته باشند. حتی اگر این کار را انجام دهند، اندازه واکوئل بسیار کوچکتر از سلول‌های طبیعی حیوانات است. این بافت از گیاهان پشتیبانی و مواد غذایی را نیز در خود ذخیره می‌کند.

«کلورنشیم» (Chlorenchyma) نوع خاصی از پارانشیمِ حاوی کلروفیل و فتوسنتز کننده است. در گیاهان آبزی، بافت «آرنشیم» (Aerenchyma) یا حفره های بزرگ هوا، با ایجاد شناور در آب، از شناور روی آب پشتیبانی می‌کنند. سلول‌های پارانشیم به نام ایدیوبلاست‌ها دارای زباله‌های متابولیکی هستند. فیبر دوکی شکل نیز برای حمایت از آن‌ها در این سلول موجود است و به عنوان پروسنشیم شناخته می‌شود، همچنین پارانشیم شاداب نیز اشاره کرد. در گزروفیت، بافت‌های پارانشیم آب را ذخیره می‌کنند. عملکرد بافت پارانشیم شامل موارد زیر است:

• در برگ‌ها، بلافاصله در زیر اپیدرم برگ، دو لایه از سلول‌های مزوفیل را تشکیل می‌دهند که مسئول فتوسنتز و تبادل گازها هستند. به این لایه‌ها پارانشیم محکم و مزوفیل اسفنجی گفته می‌شود. سلول‌های پارانشیم Palisade می‌توانند مکعبی یا کشیده باشند. سلول‌های پارانشیم در مزوفیل برگ‌ها سلول‌های پارانشیمی تخصصی به نام کلورنشیم (سلول‌های پارانشیم حاوی کلروپلاست) هستند. سلول‌های پارانشیم در سایر قسمت‌های گیاه نیز یافت می‌شوند.
• ذخیره نشاسته، پروتئین، چربی‌ها و آب در ریشه و غده‌ها (به عنوان مثال سیب‌زمینی)، آندوسپرم دانه (به عنوان مثال غلات) و لپه (مانند بادام زمینی)
• ترشح مواد به عنوان مثال سلول‌های پارانشیم پوشاننده داخل مجاری رزین
• ترمیم زخم و احتمال فعالیت مجدد مریستمی
• سایر عملکردهای ویژه مانند تنفس (Aerenchyma) را فراهم می‌کند و به شناور شدن گیاهان آبزی کمک می‌کند. سلول‌های کلورنشیما فتوسنتز کرده و مواد غذایی تولید می‌کنند.

شکل سلول‌های پارانشیم با عملکرد آن‌ها متفاوت است. در مزوفیل اسفنجی یک برگ، سلول‌های پارانشیم تقریباً کروی هستند و با فضای بزرگ بین سلولی قرار گرفته‌اند و به شکل شاخه‌ای یا ستاره‌ای در انتهای بازوها به سلول‌های اطراف خود متصل می‌شوند و یک شبکه سه بعدی ایجاد می‌کنند. این سلول‌ها به همراه سلول‌های محافظ اپیدرمی در استوما، سیستمی از فضاهای هوای و محفظه‌هایی را تشکیل می‌دهند که تبادل گازها را تنظیم می‌کنند. در برخی از عملکردها، سلول‌های اپیدرم برگ به عنوان سلول‌های اختصاصی پارانشیمی در نظر گرفته می‌شوند اما امروزه ترجیح این است که اپیدرم را به عنوان بافت پوستی گیاه و پارانشیم را به عنوان بافت زمینه طبقه‌بندی کنند. اشکال مختلف سلول‌های بافت پارانشیم عبارتند از:

• چند وجهی (در بافت سنگ‌چین برگ)
• کروی
• ماهواره‌ای (در ساقه گیاهان یو فضاهای هوایی بین آن‌ها)
• کشیده (در بافت سنگ‌چین برگ)
• لوبی (در بافت مزوفیل اسفنجی و سنگ چین برخی گیاهان)

کلانشیم

سطح مقطع سلول‌های کلنشیم (Collenchyma) کلمه ای یونانی است که در آن Colla- به معنی لثه و enchyma- به معنی تزریق است. کلانشیم یک بافت گیاهی زنده از بدن اولیه مانند پارانشیم است. سلول‌ها دیواره‌های نازکی دارند اما در گوشه گوشه‌هایی که تعدادی از سلول‌ها به هم می‌پیوندند، سلولز، آب و مواد پکتین (پکتوسلولز) را غلیظ می‌کنند. این بافت به گیاه مقاومت کششی می‌دهد و سلول‌ها بطور فشرده مرتب شده و فضای بین‌سلولی بسیار کمی دارند.

این بیماری عمدتا در هایپودرم ساقه و برگ رخ می‌دهد. این نوع بافت گیاهی در تک لپه‌ها و ریشه‌ها وجود ندارد. بافت کلانشیم به عنوان یک بافت گیاهی پشتیبانی‌کننده در ساقه های گیاهان جوان عمل و پشتیبانی مکانیکی، کشش و مقاومت در برابر کشش را برای بدن گیاه فراهم می‌کند. به تولید شکر و ذخیره آن به عنوان نشاسته کمک می‌کند. کلانشیم در حاشیه برگ‌ها در برابر  آسیب ناشی از باد مقاومت دارد.

بافت کلانشیم از سلول‌های کشیده با دیواره‌های ضخیم نامنظم تشکیل شده است. آ‌ن‌ها پشتیبانی ساختاری، به ویژه در شاخه‌ها و برگ‌های در حال رشد فراهم می‌کنند. بافت کلانشیم مواردی مانند رشته‌های انعطاف‌پذیر در ساقه‌های کرفس را تشکیل می‌دهد. سلول‌های کلانشیم معمولاً زنده هستند و فقط دارای دیواره سلولی ضخیم اولیه هستند که از سلولز و پکتین تشکیل شده است. ضخامت دیواره سلول به شدت تحت تأثیر فشار مکانیکی وارد بر گیاه قرار دارد. دیواره‌های کلنشیما در گیاهان متزلزل (برای تقلید از اثرات باد و غیره)، ممکن است 40 تا 100 درصپ ضخیم‌تر از آن‌هایی باشند که لرزش ندارند. ۴ نوع اصلی کلانشیم وجود دارد:

• کلانشیم زاویه‌ای (در نقاط تماس بین سلولی ضخیم شده است)
• کلانشیم مماس (سلول‌هایی كه به صورت رديف‌های مرتب مرتب شده و مماس با ديواره سلول ضخيم شده‌اند)
• کلانشیم حلقوی (دیواره‌های سلول به طور یکنواخت ضخیم شده‌اند)
• کلانشیم لاکونار (کلانشیم با فضاهای بین سلولی)

سلول‌های کلانشیم غالباً در مجاورت بافت‌های در حال رشد بیرونی مانند کامبیوم عروقی یافت می‌شوند و به دلیل افزایش حمایت ساختاری و یکپارچگی شناخته شده‌اند. اولین استفاده از کلانشیم توسط لینک (1837) بود که از آن برای توصیف ماده چسبنده روی گرده استفاده کرد. شلایدن (1839) اظهار داشت که از اصطلاح کلانشیم می‌توان برای توصیف سلول‌های زیر اپیدرمی کشیده با دیواره‌های سلولی ضخیم و ناهموار استفاده کرد.

اسکلرانشیم

اسکلرانشیم کلمه یونانی است که در آن پیشوند Sclero - به معنی سخت و آنشیم به معنی تزریق است. این بافت از سلول‌های مرده با دیواره ضخیم تشکیل شده و پروتوپلاسم بسیار کمی است. این سلول‌ها به دلیل توزیع یکنواخت و ترشح زیاد لیگنین، دارای دیواره‌های ثانویه سخت و فوق‌العاده ضخیم هستند و عملکرد تأمین پشتیبانی مکانیکی را دارند. آن‌ها فضای بین مولکولی بین خود ندارند. رسوب لیگنین به قدری ضخیم است که دیواره های سلول محکم، سفت و سخت و غیر قابل نفوذ در برابر آب می شوند که به آن سلول سنگی یا اسکلرید نیز می گویند.

فیلم آموزش ریخت شناسی و تشریح گیاهی در فرادرس

کلیک کنید

اسکلرانشیم گیاه را سخت و سفت می‌کند و بافت گیاهی حمایت‌کننده در گیاهان است. دیواره سلولی در این بافت گیاهی از سلولز، همی سلولز و لیگنین تشکیل شده است. برخلاف کلانشیم، اسکلرانشیم بالغ از سلول‌های مرده با دیواره‌های سلولی بسیار ضخیم ثانویه تشکیل شده است که 90 درصد از کل سلول را در بر گرفته‌اند. این دیواره‌های ضخیم هستند که اسکرانشیم را به یک بافت گیاهی نگهدارنده تبدیل می‌کنند. این بافت‌ها عمدتا دو نوع دارند که عبارتند از:

• فیبر اسکلرانشیم: سلول‌های فیبر اسکلرانشیم دارای لومن باریک، طویلی و تک سلولی هستند. فیبرها سلول‌های کشیده‌ای محکم و انعطاف‌پذیر که  اغلب در ساختارهایی همچون کنف وجود دارند. الیاف اسکلرانشیم از اهمیت اقتصادی زیادی برخوردار هستند، زیرا ماده اولیه و اصلی بسیاری از پارچه‌ها مثل کتان، کنف، جوت و رامی تشکیل می‌دهند. دیواره سلولی آن‌ها علاوه بر سلولز، حاوی مقدار زیادی لیگنین است.
  ظرفیت تحمل گونه «فرمیوم تنکس» (Phormium tenax) به اندازه 20 تا 25 کیلوگرم در میلی‌متر مربع، همانند یک سیم فولادی (25 کیلوگرم در میلی‌متر مربع) است اما فیبر به محض فشار زیاد پاره می‌شود، در حالی که سیم قبل از فشار 80 کیلوگرم در میلی‌متر پاره نخواهد شد. ضخیم شدن دیواره سلولی در لینوم مورد مطالعه قرار گرفته است. از مرکز فیبر شروع می‌شود، لایه‌های ضخیم دیواره ثانویه یکی پس از دیگری رسوب می‌کنند. رشد در هر دو نوک سلول منجر به طولانی شدن همزمان می شود.
  در طول توسعه، لایه‌های مواد ثانویه مانند لوله‌هایی به نظر می‌رسند که لایه بیرونی آن‌ها همیشه طولانی‌تر و مسن‌تر از لایه‌های دیگر است. پس از اتمام رشد، قسمت‌های از دست رفته تکمیل می‌شوند، به طوری که دیوار تا نوک الیاف به طور مساوی ضخیم می‌شود.
• اسکلرید: دارای دیواره سلولی بسیار ضخیم و شکننده هستند و در پوسته حبوبات یافت می‌شوند.

بافت پوست

بافت پوستی ساقه در درجه اول از اپیدرم تشکیل شده است. یک لایه سلول از بافت زیرین را می‌پوشاند و از آن محافظت می‌کند. گیاهان چوبی دارای یک لایه بیرونی سخت و ضد آب از سلول‌های چوب پنبه‌ای هستند که معمولاً به نام پوست شناخته می‌شود و عملکرد آن محافظت بیشتر گیاه در برابر آسیب و شرایط سخت است. سلول‌های اپیدرم فراوان‌ترین سلول‌های اپیدرم هستند و در پایین‌ترین سطح تمایزیافتگی قرار دارند. اپیدرم برگ همچنین دارای منافذی به نام روزنه است که از طریق آن‌ها تبادل گازها را انجام می‌دهد.

دو سلول که به سلول‌های محافظ معروف هستند، هر سلول برگ را احاطه و باز و بسته شدن روزنه را کنترل می‌کنند. به این ترتیب، جذب دی اکسید کربن و آزاد شدن اکسیژن و بخار آب توسط روزنه‌ها تنظیم می‌شوند. تریکوم‌ها (Trichomes) ساختارهایی شبیه مو در سطح اپیدرم هستند که به کاهش تعرق (از دست دادن آب از بخش‌های هوایی گیاه)، افزایش بازتابش خورشید و ذخیره ترکیبات محافظت کننده در برابر گیاهخواران، کمک می‌کنند.

اپیدرم

کل سطح گیاه از یک لایه سلولی به نام اپیدرم یا بافت سطحی تشکیل شده است. بیشتر سلول‌های اپیدرم نسبتاً مسطح هستند که دیواره‌های خارجی و جانبی ضخیم‌تر از دیواره‌های داخلی دارند. سلول‌ها یک صفحه مداوم و بدون فضاهای بین‌سلولی تشکیل می‌دهند. از تمام قسمت‌های گیاه محافظت می‌کند. اپیدرم خارجی با یک لایه ضخیم مومی به نام کوتیکول پوشانده شده است که از اتلاف آب جلوگیری می‌کند. اپیدرم روزنه‌هایی دارد که به تعرق کمک می‌کنند.

بافت آوندی

بافت آوند چوبی  و آوند آبکشی ساقه را در رشته‌های مشخصی به نام دسته‌های آوندی قرار می‌دهند که از طول ساقه بالا و پایین می‌روند. هنگامی که ساقه به صورت مقطعی مشاهده می شود، دسته‌های آوندی ساقه‌ها به صورت حلقه‌ای مرتب می‌شوند. در گیاهان ساقه‌دار که بیش از یک سال عمر می‌کنند، دسته‌های آوندی جداگانه با هم رشد می‌کنند و حلقه‌های رشدی مشخصی را به وجود می‌آورند. در ساقه‌های یکپارچه، دسته‌های آوندی به طور تصادفی در سراسر بافت زمینه پراکنده می‌شوند.

فیلم آموزش زیست شناسی تکوینی گیاهی در فرادرس

کلیک کنید

آوند چوبی

بافت آوند چوبی دارای سه نوع سلول است:

• پارانشیم آوند چوبی
• تراکئید
• عناصر آوندی

تراکئید و عناصر آوندی، آب را هدایت می‌کنند و وقتی بالغ می‌شوند می‌میرند. تراکوئیدها سلول‌های آوند چوبی با دیواره‌های سلولی ثانویه ضخیم هستند که از بین می‌روند. آب از طریق محلی در دیواره جانبی معروف به «لان» (Pit)، جایی که دیواره‌های ثانویه وجود ندارند، به تراکئید دیگر منتقل می‌شود. عناصر آوندی سلول‌های آوند چوبی هستند که با دیواره‌های نازک‌تری دارند و کوتاه تر از تراکئیدها هستند. هر عنصر آوندی از طریق یک صفحه پر از سوراخ‌های کوچک در دیواره انتهایی، به سایر عناصر آوندی متصل می‌شود. آب از طریق این صفحات در طول گیاه بالا می‌رود.

اگرچه بیشترین رسانایی در بافت آوند چوبی عمودی است اما هدایت جانبی در امتداد قطر ساقه از طریق بافت شعاعی تسهیل می‌شود. بافت شعاعی ردیفی افقی از سلول‌های پارانشیم با عمر طولانی هستند که از کامبیوم عروقی بیرون می‌آیند. در درختان و سایر گیاهان چوبی، بافت شعاعی از مرکز ساقه‌ها و ریشه‌ها تابش می‌کنند و در قسمت مقطع مانند پره‌ها بر روی چرخ ظاهر می‌شوند. بافت شعاعی، برخلاف بافت آوندی و تراکئیدها، در شرایط بلوغ هم زنده هستند.

لان چیست؟

لان، یک بافت گیاهی در ساقه‌های گیاهان عروقی است. لان از سلول‌های نرم و اسفنجی پارانشیم تشکیل شده است که مواد مغذی را در سراسر گیاه ذخیره و حمل می‌کند. در دو لپه‌ای‌های نو، گل هسته در مرکز ساقه قرار دارد. در تک‌لپه‌ها به ساقه‌ها و ریشه‌های گل‌دهنده نیز گسترش می‌یابد. مغز را حلقه‌ای از واحدهای سازنده تشکیل می‌دهند. آوند چوبی به نوبه خود توسط یک حلقه آبکشی احاطه شده است. در حالی که رشد مغز جدید معمولاً سفید یا کم‌رنگ است، با افزایش سن بافت گیاهی به طور معمول به رنگ قهوه‌ای عمیق‌تری تیره می‌شود.

مغز درختان به طور کلی در رشد جوان وجود دارد اما در تنه و شاخه‌های مسن‌تر، غلاف در اکثر موارد با آوند چوبی جایگزین می‌شود. در بعضی از گیاهان، مغز وسط ساقه ممکن است خشک شده و از هم بپاشد، در نتیجه یک ساقه توخالی ایجاد می‌شود. تعداد کمی از گیاهان مانند گردو، دارای هسته حفره‌ای مشخص با حفره های کوتاه متعدد هستند. سلول‌های حاشیه گلدان در بعضی از گیاهان ممکن است با سلول‌های باقی‌مانده مغز متفاوت باشند. سپس به این لایه از سلول‌ها ناحیه perededullary (اطراف یونانی ، مدولا - هسته)، پیتاموس گفته می‌شود. نمونه‌ای از این را می توان در پیچک مشاهده کرد.

اصطلاح لان همچنین برای اشاره به لایه داخلی رنگ پریده و اسفنجی پوست مرکبات (مانند پرتقال) و سایر هسپریدیا که بیشتر به آن مزوکارپ یا آلبدو می گویند. این کلمه از کلمه انگلیسی قدیم piþa، به معنی ماده، شبیه هلندی میانه لان (لان هلندی مدرن)، به معنای گودال یک میوه است.

مغز نخل ساگو، به صورت خام برای حیوانات بسیار سمی است اما به دلیل محتوای نشاسته و در دسترس بودن، یک منبع غذایی مهم برای انسان در ملانزی و میکرونزی است. یک فرآیند ساده استخراج نشاسته از گلدان گل ساگو وجود دارد که سموم را از بین می‌برد و بنابراین فقط نشاسته باقی مانده مصرف می‌شود. فرآیندهای فعلی استخراج نشاسته به طور کلی فقط حدود 50 درصد کارآمد هستند، و نیمی دیگر در پسماندهای هسته باقی می‌مانند. شکل نشاسته پس از فرآوری شبیه تاپیوکا است.

آوند آبکشی

از عناصر یا سلول‌های لوله‌ غربال، سلول‌های همراه، پارانشیم آبکش و الیاف آبکش تشکیل شده است. مجموعه‌ای از سلول‌های لوله غربال از انتها مرتب شده‌اند تا یک لوله غربالی طولانی را تشکیل‌دهند که مواد آلی مانند قند و اسیدهای آمینه را جابجا کند. قندها از طریق صفحات غربال سوراخ‌دار که در اتصالات انتهایی بین دو سلول وجود دارد، به سلول دیگر  جریان می‌یابند.

اگرچه در بلوغ این آوندها هنوز زنده هستند اما هسته و سایر اندامک‌های سلول‌های لوله غربال برای افزایش ظرفیت جابجایی مواد، در سلول پراکنده و از بین رفته‌اند. سلول‌های همراه در کنار سلول‌های لوله غربال یافت می‌شوند و پشتیبانی متابولیکی برای آن‌ها فراهم می‌کنند و حاوی ریبوزوم‌ها و میتوکندری‌های زیادی هستند.

آوند آبکشی شامل موارد زیر است:

• لوله غربال
• سلول همراه
• فیبر آبکش
• پارانشیم آبکش

فلوئم یا آوند آبکشی به همان اندازه که در نقل و انتقال یک بافت گیاهی اهمیت دارد به عنوان یک بافت گیاهی مجزا نیز حائز اهمیت است. در درجه اول، بافت آبکشی مواد غذایی محلول را در سراسر گیاه حمل می‌کند. این سیستم هدایت از سلول‌های همراه و لوله غربال تشکیل شده است که فاقد دیواره‌های ثانویه هستند. سلول‌های والد کامبیوم عروقی هم آوند چوبی و هم آبکشی تولید می‌کنند و معمولاً شامل الیاف، پارانشیم و سلول‌های شعاعی نیز هستند.

لوله‌های غربال از عناصر غربالی انتها به انتها تشکیل می‌شوند. دیواره‌های انتهایی، برخلاف عناصر آوند چوبی، دهانه ندارند. با این وجود دیواره‌های انتهایی پر از منافذ کوچک است که در آن سیتوپلاسم از سلول به سلول دیگر گسترش می‌یابد. به این اتصالات متخلخل صفحه غربالی گفته می‌شود. علی‌رغم اینکه سیتوپلاسم آن‌ها به طور فعال در انتقال مواد غذایی نقش دارند، اعضای لوله غربال در فرم بالغ فاقد هسته هستند.

سلول‌های همراه هستند که بین اعضای لوله غربال قرار دارند و به نوعی عملکرد هدایت غذا به سلول‌های غربالی را بر عهده دارند. عناصر لوله غربالی که زنده هستند شامل پلیمری به نام کالوس، یک پلیمر کربوهیدراتی متشکل از کالوس، ماده بی‌رنگی است که صفحه غربالی را می‌پوشاند. تا زمانی که محتوای سلول تحت فشار باشد کالوز در محلول می‌ماند. آبکش در صورت لزوم مواد غذایی را در گیاهان به بالا و پایین منتقل می‌کند.

بافت زمینه ای

بافت زمینی گیاهان شامل بافت‌هایی که نه پوستی و نه آوندی به حساب می‌آیند و بر اساس دیواره سلولی به سه دسته تقسیم می‌شوند. بافت زمینه‌ای بیشتر از سلول‌های پارانشیمی تشکیل شده اما ممکن است حاوی سلول‌های کلانشیم و اسکلرنشیم هم باشد که به حمایت از ساقه کمک می‌کنند. بافت زمینه‌ای به سمت داخلی بافت عروقی در ساقه یا ریشه به عنوان هسته و لایه بافتی بین بافت آوندی و اپیدرم به عنوان قشر شناخته می‌شوند.

اندام های گیاهی چه هستند؟

مانند اندام حیوانات، گیاهان حاوی سلول‌هایی با اندامک هستند که در آن‌ها فعالیت‌های متابولیکی خاصی انجام می‌شوند. برخلاف حیوانات، گیاهان از انرژی حاصل از نور خورشید برای تشکیل قند در طول فتوسنتز استفاده می‌کنند. علاوه بر این، سلول‌های بافت گیاهی دارای دیواره‌های سلولی، پلاستید و یک واکوئل مرکزی بزرگ هستند، ساختارهایی که در سلول‌های جانوری یافت نمی‌شوند. هر یک از این ساختارهای سلولی نقش خاصی در ساختار و عملکرد گیاه دارند.

فیلم آموزش زیست شناسی تکوینی گیاهی در فرادرس

کلیک کنید

در گیاهان دقیقاً مانند جانوران، سلول‌های مشابهی که در کنار یکدیگر عملکرد خاصی دارند، یک بافت گیاهی تشکیل می‌دهند. هنگامی که انواع مختلفی از بافت گیاهی برای انجام عملکردی منحصر به فرد همگام با یکدیگر فعالیت دارند، سیستمی به نام اندام تشکیل می‌دهند. اندام‌هایی که با هم کار می‌کنند نیز سیستم ارگان را به وجود می‌آورند. گیاهان آوند دار دو سیستم ارگانی ریشه‌ای و هوایی هستند.

بخش هوایی گیاهان

سیستم هوای گیاه از دو قسمت تشکیل شده است:

• قسمت رویشی (غیر تولید مثلی)، مانند برگ و ساقه
• قسمت تولید مثلی گیاه، شامل گل و میوه

سیستم هوایی به طور کلی بالاتر از سطح زمین رشد می‌کند، در جایی که نور مورد نیاز برای فتوسنتز جذب می‌شود. سیستم ریشه‌ای از رشد بخش هوایی گیاهان پشتیبانی می‌کند و آب و مواد معدنی را به سایر بخش‌های گیاه می‌رساند و به طور معمول در زیر زمین است.

سیستم ریشه گیاه چگونه است؟

در گیاهان عروقی، ریشه اندام های گیاهی است که اصلاح می‌شود تا لنگرگاه گیاه را تأمین کند و آب و مواد مغذی را به بدن گیاه وارد کند، این باعث می‌شود گیاهان بلندتر و سریعتر رشد کنند. آن‌ها اغلب در زیر سطح خاک قرار دارند اما ریشه‌ها همچنین می‌توانند هوایی یا هوادهی باشند یعنی روی زمین یا به ویژه بالاتر از آب رشد کنند. سیستم ریشه واقعی از ریشه اولیه و ریشه‌های ثانویه (ریشه‌های جانبی) تشکیل شده است. سیستم ریشه منتشر ریشه اصلی غالب نیست. کل سیستم ریشه الیافی است و در تمام جهات منشعب می‌شود. عملکرد اصلی ریشه الیافی لنگر انداختن گیاه است.

رشدزایی زودرس یکی از عملکردهای مریستم آپیکال است که نزدیک نوک ریشه واقع شده است. سلول‌های مریستم کم و بیش به طور مداوم تقسیم می‌شوند، تولید مریستم بیشتر، سلول‌های کلاهک ریشه (برای محافظت از مریستم فدا می شوند) و سلول‌های ریشه‌ای تمایز نیافته. این بافت‌های دوم به بافت‌های اولیه ریشه تبدیل می‌شوند و ابتدا تحت کشیدگی قرار می‌گیرند، این فرآیند نوک ریشه را در محیط رشد به جلو هل می‌دهد. به تدریج این سلول‌ها از سلول‌های تخصصی بافت‌های ریشه متمایز و بالغ می‌شوند. رشد حاصل از مریستم آپیکال به عنوان رشد اولیه شناخته می‌شود که تمام طویل شدن را در بر می‌گیرد.

رشد ثانویه شامل تمام رشد قطر، یک جز اصلی از بافت‌ گیاهی چوبی و بسیاری از گیاهان غیر چوبی است. به عنوان مثال، ریشه‌های ذخیره سیب‌زمینی شیرین رشد ثانویه دارند اما چوبی نیستند. رشد ثانویه در مریستم های جانبی، یعنی کامبیوم عروقی و کامبیوم چوب پنبه رخ می‌دهد. اولی آوند چوبی ثانویه و آبکش ثانویه را تشکیل می‌دهد، در حالی که دومی پریدرم را تشکیل می‌دهد. در گیاهانی که رشد ثانویه دارند کامبیوم عروقی که از بین آوند چوبی و آبکش سرچشمه می‌گیرد، یک استوانه از بافت گیاهی را در امتداد ساقه و ریشه تشکیل می‌شود.

با سلول‌هایی که از داخل سلول‌های آوند چوبی ثانویه تشکیل می‌دهند و آنهایی که در خارج هستند سلول‌های آبکش ثانویه تشکیل خواهند شد. با جمع شدن آوند چوبی ثانویه، معده (ابعاد جانبی) ساقه و ریشه افزایش می‌یابد. در نتیجه، بافت‌های فراتر از آبکش ثانویه از جمله اپیدرم و قشر، در بسیاری از موارد تمایل دارند که به بیرون رانده و سرانجام لکه دار شوند. در این مرحله، کامبیوم چوب پنبه شروع به تشکیل پریدرم می‌کند که از سلول‌های چوب پنبه محافظ حاوی سابرین تشکیل شده است. در ریشه‌ها‌، کامبیوم چوب پنبه از دوچرخه، یک جز استوانه عروقی است.

کامبیوم عروقی سالانه لایه‌های جدیدی از آوند چوبی ثانویه تولید می‌کند. ریشه درختان در بندر جکسون ریشه درختان به طور معمول به سه برابر قطر گسترش شاخه رشد می‌کنند که فقط نیمی از آن‌ها در زیر تنه و تاج قرار دارند. ریشه‌های یک طرف درخت معمولاً مواد مغذی شاخ و برگ‌های همان طرف را تأمین می‌کنند. برخی خانواده‌ها مانند خانواده افرا، هیچ ارتباطی بین محل ریشه و مکانی که ریشه مواد مغذی گیاه را تأمین می کند، نشان نمی‌دهند.

• ریشه‌های اتفاقی (Adventitious roots): از توالی معمول شکل‌گیری ریشه شاخه‌های یک ریشه اولیه خارج می‌شوند و در عوض از ساقه، شاخه‌ها، برگ‌ها یا ریشه‌های چوبی قدیمی منشا می‌گیرند. آن‌ها معمولاً در تک لپه‌ها و پتریدوفیت ها دیده می‌شوند اما همچنین در بسیاری از دو رگه‌ها مانند شبدر (Trifolium)، پیچک (Hedera)، توت فرنگی (Fragaria) و بید (Salix) وجود دارد. اکثر ریشه‌های هوایی و ریشه های چوبی پرماجرا هستند. در برخی از مخروطی‌ها ریشه‌های حادثه ای می‌توانند بزرگترین قسمت سیستم ریشه را تشکیل دهند.
• ریشه‌های هوادهی (Aerating roots): یا ریشه زانو یا زانو یا پنوماتوفورها، از سطح زمین و به خصوص آب در گیاهانی مانند  مانند برخی از جنس‌های حرا (Avicennia ،onneratia) بالاتر می‌روند. در بعضی از گیاهان مانند Avicennia، ریشه‌های ایستاده منافذ تنفسی زیادی برای تبادل گازها دارند.
• ریشه‌های هوایی (Aerial roots): ریشه مانند پیچک (Hedera) یا ارکیده‌های اپی فیتیک که‌ کاملاً بالای سطح زمین هستند. بسیاری از ریشه های هوایی برای دریافت مستقیم آب و مواد مغذی از هوا مه، شبنم یا رطوبت هوا استفاده می شود. از ریشه‌های هوایی دیگر مانند ریشه‌های هوایی حرا برای هوادهی و نه برای جذب آب استفاده می‌شود. سایر ریشه‌های هوایی عمدتا برای ساختار هستند، به عنوان ریشه‌های پایه مانند ریشه‌های ذرت یا لنگر یا به عنوان تنه در انجیر غریبه استفاده می‌شود. در برخی از اپی‌فیت‌ها (گیاهانی که در سطح دیگر گیاهان زندگی می‌کنند) ریشه‌های هوایی برای رسیدن به منابع آب یا رسیدن به سطح و سپس به عنوان ریشه‌های منظم سطح عمل می‌کنند.
• ریشه‌های تاج دار / ریشه های درختی (Canopy root): هنگامی تشکیل می‌شود که شاخه‌های درخت از حصیرهای اپیت و ریزه‌ها که آب و مواد مغذی را در تاج نگه می‌دارند پشتیبانی می‌کنند. شاخه‌های درخت ریشه‌های سایبان را به داخل این حصیرها می‌فرستند، احتمالاً از مواد مغذی و رطوبت موجود استفاده می‌کنند.
• ریشه‌های انقباضی (Contractile roots): پیازها یا بنه‌های تک لپه‌ای مانند سنبل و سوسن و برخی از پایه‌ها مانند قاصدک را از طریق گسترش شعاعی و انقباض طولی در عمق خاک می‌کشند. ریشه‌های انقباضی دارای یک سطح چروکیده هستند.
• ریشه‌های درشت (Coarse roots): ریشه‌هایی که دچار ضخیم‌شدن ثانویه شده‌اند و دارای ساختار چوبی هستند. این ریشه‌ها تا حدی توانایی جذب آب و مواد مغذی را دارند اما عملکرد اصلی آن‌ها انتقال و ایجاد ساختاری برای اتصال ریشه‌های ریزتر به بقیه گیاه است.
• سیستم‌های بی شکل (Dimorphic root systems): ریشه‌هایی با دو شکل مشخص برای دو عملکرد جداگانه
• ریشه‌های ریز (Fine roots): به طور معمول ریشه‌های اولیه با قطر <2 میلی متر که عملکرد آب و مواد مغذی را دارند. اغلب شاخه‌های شدیدی دارند و از میکوریزا پشتیبانی می کنند. این ریشه‌ها ممکن است عمر کوتاهی داشته باشند اما در فرآیند مداوم گردش ریشه توسط گیاه جایگزین می‌شوند.
• ریشه هاستوریال (Haustorial roots): ریشه گیاهان انگلی است که می تواند آب و مواد مغذی گیاه دیگری را جذب کند، مانند گل مخلوط (آلبوم ویسکوم) و گول زدن.
• ریشه‌های نابجا (Propagative roots): ریشه هایی که جوانه‌های پرماجرا تشکیل می‌دهند و به شاخه‌های فراتر از زمین تبدیل و مکنده نام دارند که گیاهان جدیدی تشکیل می‌دهند، مانند خار، گیلاس.
• ریشه‌های پروتئیدی یا ریشه‌های خوشه‌ای (Proteoid roots): خوشه‌های متراکم ریشه با رشد محدود که در شرایط کم فسفات یا آهن کم در پروتئاسه و برخی گیاهان از خانواده های زیر بتولاسهCasuarinaceae ، Elaeagnaceae ،Moraceae ،Fabaceae و Myricaceae ایجاد می‌شوند.
• ریشه چوبی (Stilt roots): این ریشه‌های حمایتی در درختان حرا رایج است. آن‌ها از شاخه‌های جانبی پایین می‌روند و در خاک منشعب می‌شوند.
• ریشه‌های ذخیره‌سازی (Storage roots): این ریشه‌ها برای ذخیره مواد غذایی یا آب مانند هویج و چغندر اصلاح می‌شوند. آن‌ها شامل برخی از پایه‌ها و ریشه‌های غده‌ای هستند.
• ریشه‌های ساختاری (Structural roots): ریشه‌های بزرگی که تحت ضخیم شدن ثانویه قابل توجهی قرار گرفته و از گیاهان چوبی و درختان پشتیبانی مکانیکی دارند.
• ریشه‌های سطحی (Surface roots): این‌ها در زیر سطح خاک تکثیر می‌شوند، از آب و مواد مغذی به راحتی در دسترس استفاده می‌کنند. در مواردی که شرایط در لایه های سطحی خاک به حد مطلوب نزدیک شود، رشد ریشه‌های سطح تشویق می‌شود و آن‌ها معمولاً به ریشه‌های غالب تبدیل می‌شوند.
• ریشه‌های غده‌ای (Tuberous roots): ریشه‌های جانبی گوشتی و بزرگ شده برای ذخیره غذا یا آب، به عنوان مثال سیب زمینی شیرین. ریشه‌های غده‌ای نوعی ریشه ذخیره سازی متمایز از پایه هستند.

تنظیم رشد ریشه

همبستگی ریشه‌ها با استفاده از روند درک گیاه برای درک محیط فیزیکی آن‌ها برای رشد وجود دارد، از جمله حس نور و موانع فیزیکی. گیاهان نیز گرانش را احساس می‌کنند و از طریق مسیرهای اکسین به آن واکنش نشان می‌دهند و در نتیجه جاذبه ایجاد می‌کند. با گذشت زمان، ریشه‌ها می‌توانند پایه‌ها را شکسته، خطوط آب را محکم کنند و پیاده روها را بلند کنند.

تحقیقات نشان داده است که ریشه‌ها توانایی تشخیص ریشه‌های خودی و غیر خودی را در همان محیط خاک دارند. هوا، مواد مغذی معدنی و آب باعث می‌شود ریشه گیاه به هر جهت رشد و نیاز گیاه را برآورده کند. ریشه‌ها از خشکی یا سایر شرایط نامناسب خاک جمع می‌شوند. جاذبه گرایی باعث می‌شود که ریشه‌ها در هنگام جوانه زدن به سمت پایین رشد کنند، مکانیسم رشد گیاهان که باعث رشد شاخه‌ها نیز به سمت بالا می‌شود.

فعل و انفعالات گیاهی

گیاهان می‌توانند از طریق سیستم ریشه در محیط خود با یکدیگر تعامل داشته باشند. مطالعات نشان داده‌اند که اثر متقابل گیاه و گیاه در میان سیستم‌های ریشه از طریق خاک به عنوان یک واسطه رخ می‌دهد. محققان آزمایش کرده‌اند که آیا گیاهانی که در شرایط محیط رشد می‌کنند، در صورت قرار گرفتن یک گیاه در مجاورت خشکسالی رفتار آن‌ها را تغییر می‌دهد یا خیر. از آنجا که گیاهان مجاور هیچ تغییری در دیافراگم روزنه نشان ندادند، محققان معتقدند که سیگنال خشکسالی از طریق ریشه‌ها و خاک پخش می‌شود، نه از طریق هوا به عنوان یک سیگنال شیمیایی فرار.

جذب مواد مغذی توسط بافت ریشه

محققان در حال مطالعه نهال ذرت دریافتند که کلسیم بیشترین جذب را در بخش ریشه آپیکال و پتاسیم در قاعده ریشه دارد. در کنار سایر بخش‌های ریشه جذب مشابه بود. پتاسیم جذب شده به نوک ریشه و به میزان کمتری به قسمت‌های دیگر ریشه و سپس به شاخه و دانه منتقل می‌شود. حمل و نقل کلسیم از قسمت آپیکال کندتر است و بیشتر به سمت بالا منتقل و در ساقه و شاخه جمع می‌شود.

فیلم آموزش فیزیولوژی گیاهی 1 – تغذیه و جذب در فرادرس

کلیک کنید

محققان دریافتند که کمبود نسبی پتاسیم یا فسفر باعث کاهش ترکیب اسیدهای چرب فسفاتیدیل کولین در گیاهان Brassica napus L نمی‌شود. از طرف دیگر، کمبود کلسیم منجر به کاهش قابل توجهی از ترکیبات غیر اشباع پلی است که انتظار می‌رود تأثیرات منفی بر یکپارچگی غشا گیاه داشته باشد که می‌تواند برخی از خواص مانند نفوذپذیری آن را تحت تأثیر قرار دهد و برای فعالیت جذب یون در غشای ریشه مورد نیاز است.