زیست شناسی ۲۲۳۲۲ بازدید

ساختار برگ گیاه برای تبادل گاز سازگار شده است. سلول‌های مزوفیل اسفنجی (لایه زیرین) به صورت شل بسته‌بندی شده و توسط یک لایه نازک آب پوشیده شده‌اند. در سطح برگ منافذ کوچکی به نام روزنه برگ وجود دارد. گیاه از طریق این روزنه‌ها تبادلات هوایی اکسیژن و دی اکسید کربن را انجام می‌دهد. روزنه برگ همچنین ویژگی‌های دیگری را به عهده دارد که در این مقاله به طور کامل به بررسی ساختار و عملکرد روزنه‌ها می‌پردازیم و همچنین به تعریف روزنه آبی و تفاوت‌ها و شباهت‌های آن با روزنه‌های هوایی خواهیم پرداخت.

فهرست مطالب این نوشته

روزنه برگ چیست؟

«روزنه‌ها» (The Stomata) منافذ ظریفی هستند که در اپیدرم گیاهان ایجاد می‌شوند. هر روزنه برگ توسط دو سلول کلیه‌ای یا سلول‌های اپیدرمی لوبیایی شکل احاطه می‌شود که سلول‌های نگهبان روزنه هستند. گیاهان نیاز به دریافت کربن‌دی‌اکسید دارند، دی‌اکسیدکربن بخش ضروری فتوسنتز است. این ماده توسط انرژی خورشیدی به قند تبدیل شده که باعث رشد گیاه می‌شود برای این امر گیاهان دارای منافذ خاصی به نام روزنه هستند که اجازه عبور مواد را می‌دهند. روزنه ممکن است در هر قسمتی از گیاه به جز ریشه گیاه وجود داشته باشد. بیشتر روزنه‌ها در قسمت اپیدرم تحتانی برگ گیاهان قرار دارند. معمولاً غلظت بالای روزنه نشان‌دهنده رشد سریع و آب و هوای مرطوب است. غلظت کمتر روزنه‌ها نشان‌دهنده نرخ پایین فتوسنتز و رشد یا سازگاری با هوای خشک است.

تعرق به چه معنی است؟

تعرق عبارت است از از دست دادن آب از قسمت‌های هوایی گیاهان، عمدتاً برگ‌ها و گاهی ساقه گیاه، به شکل بخار. در گیاهان در حال رشد فعال، آب به طور مداوم از سطح سلول‌های برگ در معرض هوا تبخیر می‌شود. این آب تبخیرشده با جذب آب اضافی از طریق خاک جایگزین می‌شود. آب به صورت مایع از طریق گیاه از خاک به سطح برگ رسیده و در آن‌جا از طریق فرآیند تبخیر از مایع به گاز تبدیل می‌شود. ویژگی‌های منسجم آب (پیوند هیدروژنی بین مولکول‌های آب مجاور) باعث می‌شود ستون آب از طریق گیاه به سمت بالا کشیده شود، زیرا مولکول‌های آب در سطوح سلول‌های برگ تبخیر می‌شوند. این فرآیند را تئوری پیوستگی صعود شیره خام در گیاهان نامیده اند.

عکس روزنه برگ
در این تصویر روزنه برگ زیر میکروسکوپ نوری نشان داده شده است. قسمت‌های سبزرنگ سلول‌های نگهبان روزنه هستند.

ساختار روزنه برگ

هر منفذ روزنه برگ در گیاهان مختلف از ساختار مشابهی تشکیل شده است و ممکن است تا حدی در شکل سلول‌ها متفاوت باشد، اما مکانیسم و ​​ترکیب آن‌ها یکسان باقی می‌ماند. هر «روزنه برگ و ضمائم آن» (stoma) شامل چهار بخش اصلی منفذ، سلول‌های نگهبان، سلول‌های فرعی و سلول‌های اپیدرمی است که در ادامه به بررسی آن‌ها می‌پردازیم.

منفذ روزنه برگ

منافذ روزنه‌ها منافذ دهانه اصلی است که تمام تبادلات گازی، تبادل بخار و جذب از جو از طریق آن انجام می‌شود. بدون وجود منافذ، تمام عملکرد Stomata (جمع روزنه‌های برگ) کاملا بی‌فایده خواهد بود.

سلول نگهبان روزنه چیست؟

برخلاف سایر سلول‌های اپیدرمی گیاهی، سلول‌های نگهبان حاوی کلروفیل برای انجام فتوسنتز هستند. آن‌ها همچنین حاوی نسبت بیشتری از پروتوپلاسم نسبت به سایر سلول‌های اپیدرمی هستند. دیواره سلولی اطراف هر روزنه برگ سخت و انعطاف‌پذیر است. شکل سلول‌های نگهبان معمولا در گیاهان تک لپه‌ای و دولپه‌ای متفاوت است، اگرچه مکانیسم باز و بسته کردن روزنه در آن‌ها همچنان یکسان است. دیواره داخلی سلول‌های نگهبان روزنه ضخیم‌تر از دیواره بیرونی است این به حالت بادشدگی صحیح سلول نگهبان و در نتیجه ایجاد شکل صحیح منفذ رونه کمک می‌کند.

سلول‌های نگهبان روزنه زنده و حاوی کلروپلاست هستند. هوای حاوی اکسیژن که در تنفس استفاده می‌شود و دی‌اکسیدکربن که در فتوسنتز استفاده می‌شود با انتشار گازی از روزنه‌ها عبور می‌کند. بخار آب در فرآیندی به نام تعرق از طریق روزنه‌ها به جو پخش می‌شود. اندازه روزنه در گونه‌های مختلف متفاوت است، طول‌های انتها به انتها از 10 تا 80 میکرومتر و عرض آن از چند تا 50 میکرومتر متغیر است.

سلول اپیدرمی چیست؟

بیرونی‌ترین لایه گیاه است و از سلول‌های تخصصی که از بافت‌های پوستی منشا می‌گیرند تشکیل شده است. سلول‌‌های اپیدرمی تمایل دارند شکل نامنظم داشته باشند و وظیفه آن‌ها حمایت مکانیکی برای گیاه است. برای بررسی و اطلاعات بیشتر در مورد ساختار برگ گیاه و تشریح اندام‌های گیاهی می‌توانید به فرادرس زیر مراجعه کنید.

سلول کمکی روزنه برگ چیست؟

سلول‌های اپیدرمی جای‌گرفته در مرز سلول‌های نگهبان، سلول‌های کمکی یا سلول‌های فرعی نامیده می‌شوند. این سلول‌ها در مجاورت سلول‌های نگهبان در استرومای برگ قرار دارند. آن‌ها بین سلول‌های نگهبان و سایر سلول‌های اپیدرمی وجود دارند و هنگامی که سلول‌های محافظ در طول باز شدن روزنه منبسط می‌شوند، از سلول‌های اپیدرمی محافظت می‌کنند.

ساختار روزنه
در این تصویر ساختار روزنه و سلول‌های اطراف آن نشان داده شده‌اند.

چه گیاهانی دارای روزنه هستند؟

در گیاهان آوندی تعداد، اندازه و توزیع روزنه‌ها بسیار متفاوت است. معمولاً در برگ‌های دو لپه‌ای روزنه‌ها پراکنده می‌مانند در حالی که در برگ‌های تک لپه‌ای در ردیف‌های موازی قرار می‌گیرند. دو لپه‌ای‌ها معمولاً روزنه‌های بیشتری در سطح پایینی برگ‌ها نسبت به سطح بالایی دارند. تک لپه‌ای‌هایی مانند پیاز، جو و ذرت ممکن است تقریباً تعداد روزنه‌های یکسانی در هر دو سطح برگ داشته باشند. در گیاهانی که دارای برگ‌های شناور هستند، روزنه‌ها ممکن است فقط در قسمت بالایی اپیدرم یافت شوند و برگ‌های غوطه‌ور در آب ممکن است به طور کامل فاقد روزنه باشند یا فقط در سطح بالایی دارای روزنه باشند. بیشتر گونه‌های درختی فقط در سطح پایین برگ روزنه دارند.

به برگ‌هایی که روی هر دو سطح بالایی و پایینی روزنه دارند، برگ‌های «آمفیستوماتوز» (Amphistomatous) گفته می‌شود. برگ‌هایی که فقط در سطح زیرین روزنه دارند «هیپوستوماتوز» (Hypostomatous) هستند و برگ‌هایی که فقط در سطح بالایی روزنه دارند «اپیستوماتوز یا هایپراستوماتوز» (Epistomatous / Hyperstomatous) هستند.

تعداد روزنه ها در دو طرف برگ

میانگین تعداد روزنه‌ها حدود 300 عدد در هر میلی‌متر مربع از سطح برگ است. در جدول زیر برخی از گیاهان تک‌لپه و دولپه همراه با تعداد روزنه‌های آن‌ها در سطح بالای و پایینی نشان داده شده است. از این جدول می‌توان این‌گونه نتیجه‌گیری کرد که دولپه‌ها روزنه‌های بیشتری در سطح پایینی دارند، در حالی که تک لپه‌ها روزنه‌هایی را به طور مساوی در هر دو سطح برگ توزیع می‌کنند.

تعداد کل روزنه‌های هوایی در هر میلی‌متر مربع برگ
تک‌لپه سطح بالایی سطح زیرین
گندم 50 40
جو 70 85
پیاز 175 175
دولپه سطح بالایی سطح زیرین
آفتاب‌گردان 120 175
یونجه 169 188
شمعدانی 29 179

کار روزنه برگ چیست؟

روزنه‌ها منافذی هستند که توسط سلول‌های پارانشیمی تخصصی احاطه شده‌اند که سلول‌های نگهبان روزنه نامیده می‌شوند. روزنه‌ها دو عملکرد اصلی دارند، یعنی اجازه تبادل گاز را می‌دهند که به عنوان ورودی دی‌اکسیدکربن (CO2) عمل می‌کند و اکسیژن (O2) را آزاد می‌کند. عملکرد اصلی دیگر تنظیم حرکت آب از طریق تعرق است. روزنه برگ ها از نظر شکل و اندازه متفاوت هستند و می‌توانند برای انطباق با عوامل محیطی مختلف تغییر کنند، بنابراین شرایط بهینه برای فتوسنتز تضمین می‌شود. همانطور که جانوران نفس می‌کشند، گیاهان نیز از طریق روزنه تنفس می‌کنند. تبادل گازی که آن‌ها مسئول آن هستند، فتوسنتز را با وارد کردن CO2 ضروری تسهیل می‌کند. دی‌اکسیدکربن به عنوان سوخت برای هدایت فتوسنتز استفاده می‌شود، که این فرایند اکسیژن را به عنوان یک محصول جانبی تولید کرده و سپس در جو آزاد می‌کند. در ادامه اعمال روزنه‌ها را به ترتیب بررسی می‌کنیم.

  • تسهیل تبادل گازها: این عملکرد لزوماً شامل جذب دی‌اکسیدکربن است که گیاهان آن را به کربن و اکسیژن می‌شکنند. کربن برای رشد گیاه ضروری است، در حالی که اکسیژن با هیدروژن ترکیب می‌شود و آب مورد نیاز را تشکیل می‌دهد.
  • تنظیم تعرق: روزنه برگ از طریق باز شدن منافذ، به تبخیر آب اضافی موجود در گیاه کمک می‌کند. این باعث حفظ سطح سالم آب و میزان تعرق کافی در گیاه می‌شود. روزنه‌ها در طول شب بسته می‌شوند. این امر از دست دادن آب از طریق تبخیر را کاهش می‌دهد، در نتیجه از خشک شدن گیاهان جلوگیری می‌کند و به نوبه خود، نسبت آب سالم را در کل گیاه حفظ می‌کند.
  • حفظ رطوبت گیاه: گیاه بر اساس شرایط آب و هوایی، منافذ خود را بسته یا باز می‌کند تا تعادل رطوبت حفظ شود.

روزنه برگ چگونه به تعرق و فتوسنتز کمک می کند؟

روزنه برگ می‌توانند کمک به فتوسنتز را با ایفای نقش در تعرق انجام دهند. همانطور که بیان شد تعرق به عنوان جذب آب در گیاه، توزیع آن در داخل و انتشار نهایی آن به جو از طریق قسمت‌های هوایی گیاه تعریف می‌شود. تعرق از طریق روزنه‌ها، پتانسیل آبی را در گیاه ایجاد می‌کند که به نوبه خود باعث جذب غیرفعال آب از ریشه‌ها می‌شود و سپس توسط آوند چوبی به سرتاسر گیاه منتقل می‌شود. در فتوسنتز، گیاهان به شش مولکول آب و شش مولکول CO2 برای تولید قند و اکسیژن نیاز دارند. بنابراین همانطور که گفته شد روزنه برگ نقش مهمی در ورود آب و CO2 به گیاه دارد و در نتیجه فتوسنتز را تسهیل می‌کند.

کار روزنه برگ
کار اصلی روزنه برگ تبادل گازهای اکسیژن و دی‌اکسیدکربن است.

مکانیسم باز و بسته شدن روزنه های هوایی

روزنه برگ تعرق و دریافت CO2 را با تغییر اندازه منفذ با توجه به سیگنال‌های محیطی تنظیم می‌کنند. در شرایط بهینه، روزنه‌ها کاملا باز هستند و امکان تبادل گاز با جو را فراهم می‌کنند. سلول‌های نگهبان روزنه مسئول تغییر اندازه منافذ هستند، آن‌ها این کار را با انبساط یا انقباض خود به طور موثر باز و بسته کردن روزنه انجام می‌دهند. در ادامه هر کدام از مکانیسم‌های باز و بسته شدن روزنه را بیشتر بررسی می‌کنیم.

  • مکانیسم باز شدن روزنه برگ: برای باز شدن روزنه، آب از طریق پدیده اسمز (که به غلظت پتاسیم در سلول‌ها بستگی دارد)، به داخل سلول‌های نگهبان کشیده می‌شود. پتاسیم بسته به محرک‌های محیطی از طریق انتقال فعال به سلول‌ها وارد یا از آن‌ها خارج می‌شود. چنین محرک‌هایی شامل تبادل یون، دما، نور، سیگنال‌دهی هورمونی، غلظت CO2 و غیره است. برای باز شدن روزنه‌ها، پتاسیم به طور فعال به واکوئل‌ها منتقل می‌شود که غلظت آن را در سلول‌ها افزایش می‌دهد و در نتیجه باعث ورود آب به دلیل اسمز به داخل سلول نگهبان روزنه می‌شود که این امر باعث تورم شده و اندازه سلول را افزایش می‌دهد و منافذ را باز می‌کند.
  • مکانیسم بسته شدن روزنه برگ: برعکس این حالت برای بسته شدن روزنه اتفاق می‌افتد به این ترتیب که پتاسیم از سلول‌ها به بیرون منتقل می‌شود و این امر موجب می‌شود که آب را به بیرون از سلول نگهبان کشیده شود، در نتیجه سلول‌های نگهبان شل شده و روی منافذ می‌افتند و باعث بسته شدن روزنه برگ می‌شوند.
باز و بسته شدن روزنه ها
در باز شدن روزنه‌ها یون هیدروژن بیرون رفته و پتاسیم وارد می‌شود که به دنبال آن ورود آب و تورژسانس (آماس) سلول نگهبان روزنه رخ داده و روزنه باز می‌شود. در بسته شدن روزنه یون‌های کلر و پتاسیم بیرون رفته و آب همراه آن‌ها خارج می‌شود در نتیجه سلول نگهبان شل شده و منفذ روزنه بسته می‌شود. بیرون رفتن یود کلر می‌تواند توسط عوامل هورمونی مانند ابسیزیک اسید (ABA) القا شود.

عوامل موثر در باز و بسته شدن روزنه ها

روزنه‌ها بر اساس عوامل محیطی یا شرایط داخلی گیاه می‌توانند باز یا بسته شوند. در اینجا به این عوامل و نحوه تأثیرگذاری آن‌ها روی باز و بسته کردن روزنه‌ها می‌پردازیم.

شدت نور

در هنگام شدت نور کم، فتوسنتز کمتر می‌شود و به روزنه اجازه می‌دهد بسته بماند. این شرایط به گیاهان اجازه می‌دهد تا آب را حفظ کنند. در میان انواع طیف‌های نوری، نور آبی در ایجاد باز شدن روزنه موثرتر است. نور آبی به حرکت بهتر یون‌های پتاسیم (K+) اجازه می‌دهد. به دلیل تبدیل نشاسته به قند، تولید اسید مالیک را تحریک می‌کند. روزنه‌ها در نور UV و نور سبز بسته می‌مانند.

دما

روزنه برگ با افزایش دما باز شده و در دمای پایین بسته می‌شود. دما نفوذپذیری آب در سلول نگهبان روزنه را به میزان قابل توجهی افزایش می‌دهد و باعث باز شدن آن‌ها می‌شود.

غلظت دی اکسید کربن

حرکت روزنه برگ تحت تأثیر غلظت دی‌اکسیدکربن در فضاهای بین سلولی است. در غلظت کم دی‌اکسیدکربن، روزنه‌ها باز می‌مانند و در غلظت بالای دی‌اکسیدکربن بسته می‌شوند. هنگامی که غلظت دی‌اکسیدکربن در داخل سلول بیشتر از محیط بیرون باشد، روزنه‌ها به طور کامل بسته می‌شوند. کاهش غلظت دی‌اکسیدکربن در داخل برگ یک مسیر بیوشیمیایی درگیرکننده ناقل‌های پتاسیم و کلرید را ایجاد می‌کند که به روزنه‌ها اجازه می‌دهد دوباره باز شوند.

باز و بسته شدن روزنه ها
عواملی مانند شدن نور و غلظت دی اکسید کربن محیط می‌توانند روزنه‌ها را باز یا بسته کنند.

مقدار آب

محتوای آب موجود، مسئول ایجاد تغییراتی در اماس (تورژسانس) سلول نگهبان روزنه است. سلول‌های نگهبان با از دست دادن آب شل می‌شوند و بنابراین روزنه‌ها بسته می‌شوند. به طور مشابه، سلول‌های نگهبان با به دست آوردن آب متورم می‌شوند و به روزنه‌ها اجازه باز شدن می‌دهند.

غلظت یون پتاسیم

تجمع یون‌های پتاسیم در داخل سلول‌های نگهبان روزنه برگ باعث باز شدن روزنه می‌شود. هنگامی که یون‌های پتاسیم از سلول نگهبان خارج می‌شوند، روزنه‌ها بسته می‌شوند.

ابسیزیک اسید

اسید آبسیزیک (ABA) یک اسید آلی است و زمانی که گیاهان دچار کمبود آب یا تنش آبی می‌شوند در داخل سلول تجمع می‌یابد. در حضور ابسیزیک اسید، روزنه‌ها بسته می‌مانند.

معرفی فیلم آموزش مروری بر فیزیولوژی تنش های محیطی در گیاهان

ویدئوی آموزشی تنش محیطی در گیاهان

گیاهان همیشه تحت تاثیر برخی تنش‌های محیطی هستند که رشد و تکامل آن‌ها را در معرض تغییر قرار می‌دهد. تنش‌های محیطی که روزنه‌ها از بخش‌های مهم عمل‌کننده در آن‌ها هستند نقش بسزایی در تعیین چگونگی تاثیر عوامل خاکی و اقلیمی در پراکنش و حفظ بقای گونه‌های گیاهی دارند. هدف اصلی این فرادرس، پرداختن به آموزش فیزیولوژی تنش‌های محیطی در رابطه با گیاهان به ویژه گیاهان زراعی (که غذای بشر به آن وابسته است)  بوده به طوری که عوامل تنش‌زای غیر زنده محیطی بر روی رشد، جذب و تثبیت دی‌اکسیدکربن و فتوسنتز تأثیر می‌گذارند.

این فرادرس توسط آقای امیر عطا صالحی، دانشجوی دکتری تخصصی مهندسی کشاورزی – زراعت در هفت فصل تدریس و به کمک تیم فرادرس تهیه و تدوین شده است. در این آموزش ویدئویی به مباحث و سرفصل‌هایی مانند مفهوم تنش در‌ گیاهان، تنش خشکی، تنش شوری، تنش حرارتی و دماهای بالا، تنش سرما و یخ‌ زدگی، تنش غرقابی و کمبود اکسیژن، تنش ناشی از فلزات سنگین و تنش ناشی از ‌اشعه ‌فرا‌بنفش (UV) پرداخته شده است. این آموزش برای دانشجویان مهندسی کشاورزی و دانش‌آموزان یا سایر افراد علاقمند به بررسی گیاهان در شرایط تنش مفید و مناسب است.

انواع روزنه کدام ها هستند؟

در حالی که روزنه‌ها را می‌توان بر اساس عوامل زیادی طبقه‌بندی کرد، بهترین روش تقسیم‌بندی آن‌ها بر اساس سلول‌های فرعی اطراف روزنه برگ است. روزنه‌ها را بر اساس تعداد و آرایش چنین سلول‌هایی می‌توان در تک لپه‌ها و دولپه‌ها به انواع مختلفی تقسیم کرد که در ادامه در مورد آن‌ها صحبت کرده‌ایم.

روزنه‌های گیاهان دولپه ای

  • روزنه اکتینوسیتیک: اکتینوسیت یا سلول‌های ستاره‌ای (Actinocytic) روزنه با سلول‌های نگهبان احاطه‌شده توسط حداقل پنج سلول فرعی که یک دایره ستاره‌شکل را تشکیل می‌دهند.
  • روزنه‌های آنوموسیتیک: سلول‌های فرعی در این نوع روزنه‌ها (Anomocytic Stomata) به شکل نامنظم قرار گرفته و عمدتاً به سختی قابل تشخیص هستند. آن‌ها همچنین به عنوان سلول‌های ranunculaceous یا روزنه‌های با سلول‌های نامنظم شناخته می‌شوند. سلول‌های نگهبان توسط ترکیبی از سلول‌های فرعی و اپیدرمی احاطه شده‌اند. این روزنه‌ها و منافذ آن عموماً به سختی قابل پیدا کردن بوده و دارای ساختار خاصی هستند.
  • روزنه‌های آنیزوسیتیک: «روزنه آنیزوسیتیک» (Anisocytic Stomata) دارای سه سلول فرعی با اندازه نابرابر است که یک سلول کوچک‌تر از دو سلول دیگر است. در این نوع روزنه سلول‌های فرعی چیدمان خاصی ندارند اما تعداد آن‌ها ثابت است. آن‌ها همچنین به عنوان نوع نابرابر سلولی یا روزنه چلیپایی شناخته می‌شوند.
  • روزنه‌های پاراسیتیک: «روزنه پاراسیتیک» (Paracytic Stomata) در سمت بیرونی هر کدام از جفت سلول نگهبان، دارای یک سلول فرعی خاص است. ممکن است بیش از یک در هر یک از طرفین وجود داشته باشد، اما آرایش موازی با سلول‌های نگهبان باقی می‌ماند. چنین ترتیبی، زمینه بزرگی برای گسترش و انقباض سلول‌های نگهبان فراهم می‌کند. این نوع روزنه‌ها همچنین به عنوان نوع سلول – موازی یا روزنه یاقوتی شناخته می‌شوند.
  • روزنه دیاسیتیک: درست مانند روزنه‌های پاراسیتیک، «روزنه‌های دیاسیتیک» (Diacytic Stomata) نیز دارای دو سلول فرعی هستند. تفاوت بین آن‌ها در موقعیت یکسان است. در حالی که در نوع قبلی سلول‌های فرعی وجود داشتند و موازی با سلول‌های نگهبان بودند، در روزنه‌های دیاسیتیک سلول‌ها عمود بر سلول‌های نگهبان هستند. یعنی سلول‌های فرعی در زاویه قائم نسبت به سلول‌های نگهبان قرار می‌گیرند. آن‌ها همچنین به عنوان روزنه‌های «کاریوفیلاسه» (Caryophyllaceous) یا دیواره – متقاطع شناخته می‌شوند.
  • همی پارسیتیک: نوع «همی پاراسیتیک» (Hemiparacytic) یا سلول‌های نیمه موازی به این صورت است که در آن سلول‌های نگهبان با یک سلول فرعی هم مرز هستند.
انواع روزنه
در این تصویر برخی از انواع روزنه‌ها و حالات قرارگیری سلول‌های فرعی اطراف آن‌ها نشان داده شده است.

روزنه برگ در تک لپه ای ها

  • روزنه‌های دانه دار: «روزنه‌های دانه‌دار» (Gramineous Stomata) از دو سلول محافظ دمبلی شکل و دو سلول فرعی مربوطه تشکیل شده است. در این نوع روزنه سلول‌های نگهبان در بیشتر قسمت‌ها باریک هستند و در انتها حجیم یا پهن‌تر هستند. دیواره‌های این سلول ها در وسط ضخیم‌تر و در انتها نازک‌تر است. سلول‌های فرعی در کنار هر سلول نگهبانی وجود دارند و دقیقاً موازی با آن‌ها قرار گرفته‌اند.
  • روزنه‌های هگزاتیک: در روزنه‌های هگزاسیتیک یا شش سلولی استوما با شش سلول فرعی در اطراف هر دو سلول نگهبان احاطه شده است.
  • روزنه‌های تتراسیتیک: در روزنه تتراسیتیک یا چهارسلولی، روزنه برگ با چهار سلول فرعی، یکی در دو انتهای دهانه یا یکی در کنار هر سلول نگهبان احاطه شده است.

انواع روزنه بر اساس تکامل آن ها

روزنه‌ها در گیاهان بر اساس نوع تکامل آن‌ها و سلول اولیه‌ای که از آن منشأ گرفته‌اند نیز دارای دسته‌بندی متفاوتی هستند. این دسته بندی شامل ۳ مورد زیر است:

  • «نوع مزوژینوس» (Mesogynous Type): در اینجا، هم سلول‌های نگهبان و هم سلول‌های فرعی از یک سلول مادر ایجاد می‌شوند.
  • نوع «پریژینوس» (Perigynous): در این حالت، سلول‌های نگهبان از سلول مادر اولیه منشا گرفته، در حالی که سلول‌های فرعی از سلول‌های فرعی مادر تشکیل می‌شوند.
  • نوع «مزوپریژینوس» (Mesoperigynous): در اینجا، سلول‌های نگهبان و یک سلول فرعی از سلول مادر تشکیل می‌شود، در حالی که سلول‌های فرعی دیگر به طور مستقل رشد می‌کنند.

انواع روزنه برگ بر اساس ترتیب و توزیع آن ها

روزنه‌ها در همه گیاهان به صورت یکسان حضور نداشته و در برخی فقط در سطح بالایی برگ یا فقط در سطح پایینی آن حضور دارند، در برخی از گیاهان روزنه ممکن است در هر دو سطح حضور داشته باشد. بر این اساس تقسیم بندی با نام برخی گیاهان صورت گرفته است که می‌توان نوع توزیع روزنه در سایر گیاهان را نیز با آن‌ها بیان کرد.

  • نوع سیب یا توت: در این گیاهان روزنه فقط در سطح زیرین برگ‌ها یافت می‌شود.
  • نوع سیب‌زمینی: روزنه بیشتر در سطح پایین و کمتر در سطح بالایی آن یافت می‌شود.
  • نوع جو دوسر: روزنه به طور مساوی در هر دو سطح برگ توزیع می‌شود.
  • نوع نیلوفر آبی: روزنه فقط در سطح بالایی برگ یافت می‌شود.
  • نوع «پوتاموگتون» (Potamogeton): پوتاموگتون سرده‌ای از گیاهان آبزی در آب شیرین است که در آن‌ها روزنه یا وجود ندارند یا در صورت وجود، وستیژیال هستند (عملکرد خود را از دست داده‌اند).
گیاه بدون روزنه
گیاهان پوتاموگتون فاقد روزنه یا دارای روزنه‌های بدون استفاده و غیر فعال هستند.

معرفی فیلم آموزش ریخت شناسی و تشریح گیاهی

فیلم آموزش تشریح گیاهی

با توجه به نقشی که گیاهان در سلامت انسان‌ها، محیط زیست، صنعت و اقتصاد ایفا می‌کنند، شناخت ساختار آن‌ها ضروری محسوب می‌شود. ریخت شناسی و تشریح گیاهی که درسی پایه برای فراگیری دروس علوم گیاهی و رشته‌های مرتبط به شمار می‌رود به مطالعه و شناخت شکل ظاهری اندام‌های گیاهی از جمله برگ و ساختارهایی مانند روزنه و سلول‌های نگهبان و همچنین نحوه تکوین و تشکیل هر یک پرداخته و در ادامه بافت هر یک از ساختارها را تشریح می‌کند.

این فرادرس توسط خانم دکتر زهرا زارع، دکتری تخصصی زیست‌شناسی، علوم گیاهی تدریس و به کمک تیم فرادرس تهیه و تدوین شده است. در این آموزش سعی شده است درس با توضیحات مفصل و روان و با ذکر مثال‌های فراوان ارائه شود. این فرادرس در سه فصل شامل سلول گیاهی، بافت‌های گیاهی و اندام‌های گیاهی تدریس شده است و برای دانشجویان رشته‌های زیست شناسی و مهندسی کشاورزی و سایر علاقمندان به بررسی ساختار و فهم بهتر ساختمان گیاهان مناسب است.

روزنه آبی چیست؟

«روزنه‌های آبی برگ یا هیداتودها» (Hydathodes) ساختارهای منفذ مانندی هستند که در امتداد حاشیه برگ‌ها قرار دارند و قطرات آب ترشح می‌کنند. آن‌ها در برگ‌های نهان‌دانگان بسیار رایج هستند. «گاتاسیون» (Guttation) فرآیندی است که در آن فشار مثبت آوند چوبی (به دلیل فشار ریشه) باعث تراوش مایع از منافذ می‌شود و برگ‌ها قطرات آب و سایر مواد را از گیاه خارج می‌کنند. روزنه‌های آبی معمولا در کاهوی آبی، سنبل آبی، گل رز و بلسان دیده می‌شود. آن‌ها همچنین در برگ‌های گیاهان آب‌زی غوطه‌ور مانند Ranunculus fluitans و گیاهان علفی زیستگاه‌های خشک‌تر مانند Campanula rotundifolia وجود دارند. روزنه‌های آبی می‌توانند فعال یا غیرفعال باشند.

  • روزنه‌های آبی فعال: در گیاهانی که سلول‌های اپیدرمی به طور فعال آب از دست می‌دهند تشکیل می‌شوند.
  • روزنه‌های آبی غیرفعال: در گیاهانی که که رگبرگ به یک اپیتم (ناحیه‌ای از پارانشیم دیواره – نازک) ختم شود تشکیل می‌شود.
روزنه آبی
در این تصویر آب به صورت مایع در حال خروج از یک روزنه آبی است.

تفاوت ها و شباهت های روزنه آبی و هوایی

همانطور که در مقاله بیان شد روزنه‌های آبی و هوایی هر کدام دارای ساختارهای ویژه بوده و عملکرد متفاوتی را نیز در گیاهان انجام می‌دهند. در ادامه تفاوت‌ها و شباهت‌های روزنه‌های آبی و هوایی را به طور کامل بیان کرده‌ایم.

 تفاوت روزنه آبی و هوایی در تعریف آن ها

  • روزنه هوایی: استوما یا روزنه هوایی منافذ کوچکی هستند که به گیاه اجازه تبادل گازها را می‌دهد و به صورت معمول در برگ گیاهان یافته می‌شود اما می‌تواند در ساقه گیاه نیز وجود داشته باشد.
  • روزنه آبی: هیداتودها که به آن روزنه‌های آب نیز گفته می‌شود، نوعی منافذ است که معمولاً در گیاهان نهان‌دانه یافت می‌شود که آب را از طریق منافذ اپیدرم یا حاشیه برگ ترشح می‌کند و معمولاً در نوک یا حاشیه‌ برگ وجود دارد.

تفاوت روزنه آبی و هوایی در محل قرارگیری

  • روزنه هوایی: استوما در سطح بالایی برگ‌ها (اپیدرم) و بخش‌های جوان ساقه، میوه و گل وجود دارد. این نوع روزنه‌ها در بخش‌های هوایی گیاهان خشکی‌زی وجود دارند.
  • روزنه آبی: این نوع روزنه‌ها در حاشیه و نوک برگ‌ها وجود دارند. این روزنه‌ها در برخی از گیاهان مانند کاهوی آبی، سنبل آبی، گل رز و بلسان وجود دارند.
روزنه آبی
روزنه‌های آبی در حاشیه و انتهای برگ گیاهان قرار می‌گیرد.

تفاوت روزنه آبی و هوایی از لحاظ ساختار

  • روزنه هوایی: روزنه‌ها هیچ ارتباط عملکردی با انتهای رگبرگ برگ‌ها ندارند. روزنه‌های هوایی معمولاً بین بسیاری از سلول‌های فرعی درگیر می‌شوند. روزنه‌ها توسط یک حفره زیر روزنه‌ای فرو رفته‌اند. روزنه‌ها توسط یک جفت سلول اپیدرمی تخصصی به نام سلول‌های نگهبان روزنه احاطه شده و این سلول‌ها دارای کلروپلاست هستند.
  • روزنه آبی: روزنه‌های آبی با انتهای رگبرگ برگ‌ها رابطه عملکردی دارند. این روزنه‌ها با سلول‌های فرعی احاطه نشده‌اند. روزنه‌های آبی توسط یک حفره زیر اپیدرمی و توده‌ای از سلول‌های پارانشیمی با بسته‌بندی شل که به آن‌ها «اپیتم» (Epithem) گفته می‌شود، تحت تأثیر قرار می‌گیرند. روزنه‌های آبی توسط حلقه‌ای از سلول‌های غیر تخصصی احاطه شده‌اند و حاوی کلروپلاست نیستند.

تفاوت روزنه آبی و هوایی در انواع

  • روزنه هوایی: انواع آن شامل روزنه‌های آنوموسیتیک، روزنه‌های انیسوسیتیک، روزنه‌های دیاسیتیک و روزنه‌های پاراسیتیک و غیره است.
  • روزنه آبی: انواع این روزنه شامل فعال و غیر فعال است.

تفاوت روزنه آبی و هوایی در عملکرد

  • روزنه هوایی: این روزنه‌ها در تبادل گازها نقش دارند و گازهایی مانند اکسیژن و دی اکسید کربن را تسهیل کرده و بخار آب را دفع می‌کنند.
  • روزنه آبی: روزنه‌های آبی هیچ نقشی در تبادل گازی در گیاهان ندارند و در فرایند گاتاسیون آب را به صورت مایع از گیاه دفع می‌کند.
روزنه‌های آبی در فرایند گاتاسیون که خروج شیره خام از روزنه آبی بر اثر فشار ریشه‌ای است نقش دارد در حالی که روزنه هوایی در تبادل گازها در برگ نقش ایفا می‌کند.

تفاوت روزنه آبی و هوایی در نحوه باز و بسته شدن

  • روزنه هوایی: روزنه‌ها در طول روز باز و در طول شب بسته می‌مانند. مکانیسم باز و بسته شدن روزنه‌ها می‌تواند توسط سلول‌های نگهبان کنترل شده باشد و با توجه به شرایط و تنش‌های محیطی تغییر کند.
  • روزنه آبی: روزنه‌های آبی هم در شب و هم در روز باز می‌مانند. مکانیسم بسته شدن و باز شدن در هیداتودها وجود ندارد، بنابراین همیشه باز می‌مانند.

شباهت روزنه آبی و هوایی

در هر دو نوع روزنه منافذ به محیط بیرون باز می‌شوند، هر دو روی برگ‌ها یافت می‌شوند هر دو از سلول‌های زنده تشکیل شده‌اند. هر دو می‌توانند آب را (به حالت‌های گازی در روزنه هوایی و مایع در روزنه آبی) به جو آزاد می‌کنند.

اگر این مطلب برای شما مفید بوده است، آموزش‌ها و مطالب زیر نیز به شما پیشنهاد می‌شوند:

بر اساس رای ۱۲ نفر
آیا این مطلب برای شما مفید بود؟
شما قبلا رای داده‌اید!
اگر بازخوردی درباره این مطلب دارید یا پرسشی دارید که بدون پاسخ مانده است، آن را از طریق بخش نظرات مطرح کنید.

«نسیم حسینی» فارغ التحصیل مقطع کارشناسی ارشد در رشته بیوتکنولوژی از پژوهشگاه ملی مهندسی ژنتیک است، فعالیت علمی و کاری وی در زمینه ژنتیک مولکولی و بهبود عملکرد پروتئین‌های آنزیمی بوده است. او مطالب آموزشی و تخصصی مجله فرادرس را در حوزه‌های زیست‌شناسی و بالینی می‌نویسد.