النباتات الوعائية اللابذرية

1-2 النباتات الوعائية اللابذرية

Seedless Vascular Plants

الأهداف

تحدد وتحلل خصائص النباتات الوعائية اللابذرية.

تقارن خصائص قسم النباتات الصولجانية وقسم السرخسيات.

مراجعة المفردات

البوغ Spore: خلية تكاثرية أحادية المجموعة الكروموسومية ولها غلاف خارجي صلب، ويمكن أن تنتج مخلوقًا حيًا جديدًا دون أن تتحد بالمشيج.

المفردات الجديدة

الحامل البوغي
النبات الهوائي
الرايزوم
محفظة الأبواغ
الكيس البوغي

الفكرة الرئيسية

النباتات الوعائية اللابذرية عمومًا أكبر حجمًا، وأفضل تكيفًا للعيش في البيئات الجافة من النباتات اللاوعائية؛ لأنها تحتوي أنسجة وعائية.

الربط مع الحياة

يتدفق الماء من الصنبور عندما تفتحه، فتستعمله للشرب أو لتنظيف الأسنان أو لغسل الأشياء. إن نظام أنابيب الماء في المنزل يحمل إليك الماء من مناطق مختلفة. ويمكن النظر إلى الأنسجة الوعائية على أنها نظام أنابيب للنبات؛ لأنها تنقل الماء والمواد الغذائية خلال جسم النبات.

تنوع النباتات الوعائية اللابذرية

Diversity of Seedless Vascular Plants

تشكل الحزازيات الصولجانية - التي تسمى أيضًا حزازيات السنبلة - مع السرخسيات مجموعة النباتات الوعائية اللابذرية، وتختلف الحزازيات الصولجانية عن الحزازيات التي وردت في القسم السابق. وتشكل هذه المجموعة، الشكل 1-5، واحدة من ثلاث مجموعات نباتية لها أنسجة وعائية. حيث تظهر النباتات الوعائية اللابذرية تنوعًا كبيرًا في الشكل والحجم، تكون في العادة طولها أقل من 30 cm، وفي بعض الغابات الاستوائية تستطيع السرخسيات النمو إلى 25 m. وبغض النظر عن الحجم، فإن الطور البوغي في بعض النباتات الوعائية اللابذرية له تكيف يسمى حاملاً بوغيًا strobilus، وهو تجمع متراص من التراكيب الحاملة للأبواغ. وتنتشر الأبواغ الصغيرة التي ينتجها الحامل البوغي عادة بوساطة الرياح، وعندما يستقر البوغ في بيئة مناسبة، فإنه ينمو ليشكل النبات المشيجي.

صورة

حامل أبواغ
Lycopodium sp مخلب الذئب

الشكل 1-5

تنتج النباتات الوعائية اللابذرية - مثل الخزاز الصولجاني المسمى مخلب الذئب - أبواغًا في خاريط بدلًا من البذور.

قسم النباتات الصولجانية

Division Lycophyta

تشير الأدلة من الأحافير إلى أن النباتات الصولجانية شكلت جزءًا كبيرًا من الغطاء النباتي للغابات، فبعضها يصل طوله إلى 30 m، وعندما مات هذا الغطاء النباتي تحولت بقاياه مع مرور الزمن وأصبحت في النهاية جزءًا من الفحم الحجري الذي يستخرجه الإنسان من أجل الوقود. إن الطور البوغي للنباتات الصولجانية هو السائد على عكس الحزازيات الحقيقية، وهو يشبه الطور البوغي للحزازيات. وتراكيبها التكاثرية التي تنتج الأبواغ تكون صولجانية الشكل أو تشبه السنبلة، الشكل 1-5.

للحزازيات الصولجانية جذور وسيقان، ولها تراكيب حرشفية صغيرة تشبه الأوراق “أشباه أوراق”. وتسمى أيضًا الصنوبريات الأرضية؛ لأنها تشبه أشجار صنوبر صغيرة. وتكون سيقانها إما متفرعة أو غير متفرعة، وتنمو إما عموديًا أو زاحفة على سطح التربة. وجذورها تنمو من قاعدة الساق. كما يمتد عرق من النسيج الوعائي في منتصف كل ورقة حرشفية.

تنتمي معظم الحزازيات الصولجانية إلى جنسين، هما: ليكوبوديوم Lycopodium وسيلاجينيلا Selaginella، الشكلين 1-5، 1-6. ففي الجنس Selaginella يحتوي حامل الأبواغ على نوعين من الأبواغ الكبيرة والصغيرة، أما الجنس الثاني Lycopodium فالأبواغ الكبيرة والصغيرة محمولة على حوامل بوغية منفصلة. ومعظم أنواع الحزازيات الصولجانية نباتات هوائية، والنباتات الهوائية epiphyte نباتات تنمو متعلقة بنبات آخر أو جسم آخر. وعندما تنمو النباتات الهوائية عند قمم الأشجار تصبح بيئة أخرى مناسبة للحشرات والحيوانات الصغيرة عند قمة أشجار الغابة.

ماذا قرأت؟

حدد أهمية النباتات الصولجانية الاقتصادية.

صورة

سيلاجينيلا

الشكل 1-6

يتبع هذا الحزاز الصولجاني إلى جنس سيلاجينيلا.

قسم السرخسيات “النباتات المجنحة”

Division Pterophyta

يضم هذا القسم الخنشاريات والنباتات المجنحة. لقد وضعت النباتات المجنحة “ذيل الحصان” ذات مرة في قسم خاص بها. لكن الدراسات الكيميائية الحيوية الحديثة بينت أنها ذات علاقة قوية بالسرخسيات؛ لذا يجب أن تجمع معها.

الشكل 1-7

الخنشارات مجموعة متنوعة من النباتات تعيش في بيئات عديدة.

تنتشر أشجار الخنشار بشكل كبير ضمن النباتات الاستوائية.

الخنشار المائي Azolla يعيش تكافليًا مع البكتيريا الخضراء المزرقة.

ينمو الخنشار Dryopteris على أفضل صورة في البيئات الجافة الظليلة.

ينمو نبات قرن الأيل بوصفه نباتًا هوائيًا على النباتات الأخرى.

صورة

الطور البوغي والطور المشيجي للخنشار.

صورة

الطور البوغي المكتمل النمو للخنشار.

الشكل 1-8

يختلف كل من الطور البوغي والطور المشيجي اختلافًا واضحًا في الحجم والمظهر. فالطور البوغي الناضج للخنشار أكبر مرات عديدة من الطور المشيجي.

الربط مع علوم الأرض

كانت الخنشاريات خلال الحقبة الكربونية - منذ 359 - 300 مليون سنة - أكثر نباتات اليابسة وفرة. فقد وجدت غابات واسعة من الخنشاريات التي تشبه الأشجار، وقد أنتج بعضها تراكيب تشبه البذور. ينمو الخنشار في بيئات مختلفة وعديدة. وعلى الرغم من أنه غالبًا يعيش في البيئات الرطبة، إلا أنه يستطيع العيش في الظروف الجافة. وعندما يكون الماء نادرًا، تتباطأ العمليات الحيوية لبعض أنواع الخنشار لدرجة يبدو معها ميتًا. وعندما يتوافر الماء مرة أخرى يستأنف الخنشار نموه. ويبين الشكل 1-7 أمثلة لخنشارات تنمو في بيئات متباينة.

يكون الطور المشيجي الدقيق أصغر من الدبوس عادة، فهو ينمو من بوغ، وله تراكيب تكاثرية ذكرية وأخرى أنثوية. وبعد الإخصاب ينمو الطور البوغي من الطور المشيجي، ويكون معتمدًا عليه لفترة وجيزة. إحدى تكيفات الخنشار التي تمكنه من العيش في المناطق الجافة إنتاج الطور البوغي في دورة إخصاب. وآخر تكيف للطور البوغي هو وجود جذور، وساق سميكة تحت الأرض تسمى الرايزوم rhizome، وهو عضو لخزن الغذاء.

تنمو التراكيب الواقعة فوق سطح التربة لبعض أنواع الخنشار في نهاية فصل النمو. وعندما يبدأ النمو يتحلل الرايزوم المخزن للغذاء تدريجيًا للطاقة الضرورية للنبات للنمو. إن الجزء المألوف من الخنشار هو تركيبه الورقي الذي يقوم بعملية البناء الضوئي وتسمى الأوراق “السعفة”، الشكل 1-8. تشكل هذه الأوراق جزءًا من الطور البوغي للخنشار، وبها أنسجة وعائية متفرعة، وهي شديدة التباين في الحجم.

تكون أبواغ الخنشار في تراكيب تسمى محفظة الأبواغ sporangium، وتكون تكتلات المحافظ كيسًا بوغيًا “بثرة” sorus. وتقع الأكياس البوغية عادة على السطح السفلي للأوراق، الشكل 1-9.

صورة

أكياس بوغية
خنشار عش الطائر

صورة

ذيل الحصان
ساق تكاثرية
ساق خضرية

الشكل 1-9

تحوي الأكياس البوغية في خنشار عش الطائر على أبواغ تتشكل خطوطًا على السطح السفلي للورقة. وتنتج بعض نباتات ذيل الحصان نوعين مختلفين من السيقان في الطور البوغي: خضرية وتكاثرية.

ويبين الشكل 1-9 كذلك التركيب النموذجي لذيل الحصان، وهو ساق جوفاء مفصلية عليها دوائر من أوراق حرشفية. وينتج ذيل الحصان الأبواغ في مخاريطها عند قمة الساق التكاثرية، كما هو الحال في الحزازيات الصولجانية. وعندما تنطلق أبواغ ذيل الحصان في البيئة المناسبة فإنها تنمو إلى نبات مشيجي.

ومن الأسماء الشائعة لذيل الحصان نباتات التنظيف؛ لأنها كانت تستخدم في تنظيف القدور وأواني الطبخ في الأزمنة القديمة. ويحتوي ذيل الحصان، وهو نبات صغير الحجم، على مادة كاشطة تسمى السيليكا، تستطيع أن تشعر بها عندما تحك إصبعك على طول ساق النبات. وينمو معظمه في المناطق الرطبة كالمستنقعات وضفاف الجداول. وتنمو بعض أنواعه في التربة الجافة في الحقول وجوانب الطرق فقط؛ لأن جذورها تنمو في التربة المشبعة بالماء الواقعة تحتها.

1-2 التقويم

الخلاصة

النباتات الوعائية اللابذرية أنسجة وعائية متخصصة، وتتكاثر بالأبواغ.

النبات البوغي هو الطور السائد في النباتات الوعائية.

النباتات الصولجانية والسرخسيات نباتات وعائية لابذرية.

فهم الأفكار الرئيسية

• الفكرة الرئيسية: صف خاصيتين مميزتين في خصائص مجموعات النباتات الوعائية اللابذرية.

• قارن بين أفراد الطور البوغي وأفراد الطور المشيجي في النباتات الوعائية والنباتات اللاوعائية.

• استنتج أهمية الاعتماد المبدئي للطور البوغي في الخنشار على الطور المشيجي.

التفكير الناقد

• وضح كيف يمكن تجربة قدرة الطور المشيجي للخنشار على النمو في ترب مختلفة.

• قوّم فوائد تفرع الأنسجة الوعائية في أوراق الخنشار.

• الرسم مخطط فيه تظهر خصائص الحزازيات الصولجانية والسرخسيات.