الأزهار
7-1 الأزهار
Flowers
الأهداف
- تحدد أجزاء الزهرة ووظائفها.
- تصف الأزهار الكاملة والناقصة، والأحادية الجنس، والثنائية الجنس.
- تميز بين أزهار ذوات الفلقة الواحدة وأزهار ذوات الفلقتين.
- تربط بين آلية تلقيح الزهرة وتركيبها.
- توضح الفترة الضوئية.
مراجعة المفردات
ليلي Nocturnal: تنشط في الليل فقط.
المفردات الجديدة
- السبلة.
- البتلة.
- السداة.
- الكربلة، المتاع.
- الفترة الضوئية.
- الفترة الحرجة.
- نباتات النهار القصير.
- نباتات النهار الطويل.
- نباتات النهار المتوسط.
- نباتات النهار المحايد.
الفكرة الرئيسية
الأزهار هي التراكيب التكاثرية في النباتات الزهرية.
الربط مع الحياة
هل سبق أن ارتديت طوقًا مزينًا بالأزهار؟ أو لعلك أعطيت والدتك زهرة لتشعرها بمدى تقديرك لها. ربما تستطيع أن تتذكر العديد من المواقف التي كانت الأزهار تعني لك شيئًا مهمًا. إن الدور الأهم للأزهار في النباتات الزهرية من وجهة النظر العلمية هو التكاثر الجنسي.
أعضاء الزهرة
Flower Organs
تستعمل تعابير عديدة لوصف الأزهار، منها البرتقالي والأرجواني الداكن والأبيض وذات الرائحة المنعشة أو العفنة وغيرها. إن لون الأزهار وشكلها وحجمها يحدده التكوين الوراثي لكل نوع. ومن المهم أن تذكر أن الأزهار تختلف في الشكل والتركيب من نوع إلى آخر.
وللأزهار عدة أجزاء؛ فبعض الأجزاء تقدم الدعامة أو الحماية، ولبعضها الآخر علاقة مباشرة بعملية التكاثر. وللزهرة عمومًا أربعة أعضاء، هي السبلات والبتلات والأسدية وكربلة واحدة أو أكثر، الشكل 7-1.
تحمي السبلات sepals براعم الأزهار، وقد تبدو في صورة أوراق خضراء، أو تشبه أوراق البتلات.
وتكون البتلات petals ملونة عادة، ويمكن أن تجذب الملقحات، وتوفر لها موضعًا للوقوف على الزهرة. وإذا وجدت السبلات والبتلات فإنها تكون عادة متصلة بعنق الزهرة.
الشكل 7-1
للزهرة النموذجية أربعة أعضاء، وهي: السبلات، والبتلات، والأسدية، وكربلة واحدة أو أكثر.
الأسدية والكربلة
معظم الأزهار لها مجموعة أسدية stamens؛ أي تراكيب تكاثر ذكرية. وتتكون السداة من جزأين، هما: الخيط filament والمتك anther. والخيط هو الذي يحمل المتك ويدعمه.
يوجد داخل المتك خلايا تنقسم انقسامًا منصفًا، ثم تنقسم انقسامات متساوية لتكون حبوب اللقاح pollen grains. ويتكون في النهاية مشيجان مذكران داخل كل حبة لقاح.
الكربلة pistil هي عضو التكاثر الأنثوي، ويوجد كربلة واحدة أو أكثر في مركز الزهرة. وتتكون من ثلاثة أجزاء، هي:
- الميسم stigma.
- القلم style.
- المبيض ovary.
ويشكل الميسم قمة الكربلة، وهو المكان الذي يحدث فيه التلقيح. أما القلم فهو الجزء الذي يربط الميسم بالمبيض، ويتكون داخل كل نبات مشيجي مؤنث بويضة ناضجة.
المفردات: الاستعمال العلمي مقابل الاستعمال الشائع
Stigma الميسم
الاستعمال العلمي: هو قمة الكربلة في الزهرة حيث يحدث الإخصاب.
الاستعمال الشائع: يشير إلى الحسن والجمال.
تكيفات الزهرة
Flower Adaptations
إن أعضاء الزهرة التي وصفت في الفقرة السابقة توجد في معظم الأزهار، لكن العديد من الأزهار لها تكيفات في عضو أو أكثر من هذه الأعضاء. ويصف العلماء الأزهار في ضوء هذه التكيفات.
الفروق التركيبية
Structural differences
تسمى الأزهار التي لها سبلات وبتلات وأسدية وكربلة واحدة أو أكثر أزهارًا كاملة complete.
أما الأزهار التي تفتقر إلى واحد أو أكثر من هذه الأعضاء فهي أزهار ناقصة incomplete. فأزهار الزنجبيل البرية مثلًا أزهار ناقصة؛ لأنها ليس لها بتلات.
ومن الصفات الأخرى للأزهار أنها:
- ثنائية الجنس perfect، ومنها نبات تباع الشمس.
- أحادية الجنس imperfect، ومنها نبات النخيل.
فالأزهار التي لها أسدية وكرابل تسمى ثنائية الجنس. ولبعض النباتات، ومنها الخيار والقرع، أزهار أحادية الجنس؛ إذ إن لها إما أسدية أو كرابل نشطة تؤدي وظائفها.
وتطلق الأزهار الذكرية، أي التي تحتوي أسدية، حبوب اللقاح. وتتشكل الثمار بعد الإخصاب في الأزهار الأنثوية المحتوية على كرابل.
يختلف عدد أجزاء الزهرة من نوع إلى آخر. لكن عدد أجزاء الزهرة يستعمل للتمييز بين كل من ذوات الفلقتين وذوات الفلقة الواحدة. فعندما يكون عدد البتلات أربعة أو خمسة أو مضاعفاتهما يكون النبات عادة من ذوات الفلقتين. وعادة يكون عدد الأعضاء الأخرى كالسبلات والكرابل والأسدية أربعة أو خمسة أو مضاعفاتهما أيضًا.
فلأزهار أفراد العائلة الخردلية مثلًا أربع سبلات وأربع بتلات، الشكل 7-2.
أما ذوات الفلقة الواحدة فلها أعضاء زهرية عددها ثلاث أو مضاعفاتها، كما في الشكل 7-2. فمثلًا زنابق النهار لها ثلاث سبلات وثلاث بتلات وست أسدية.
الشكل 7-2
يمكن تعرف بعض النباتات على أنها ذوات فلقة أو ذوات فلقتين بواسطة أزهارها.
آليات التلقيح
Pollination mechanisms
لأنواع النباتات الزهرية المختلفة أزهار متميزة في الحجم والشكل واللون وترتيب البتلات. ويرتبط العديد من هذه التكيفات التي أبدعها الخالق عز وجل مع التلقيح.
التلقيح بوساطة الحيوانات
Animal pollination
العديد من الأزهار التي تلقح بواسطة الحيوانات ألوانها زاهية، الشكل 7-3، ولها رائحة قوية، أو تنتج سائلًا حلو المذاق يسمى الرحيق.
وعندما تنتقل الحشرات والحيوانات الصغيرة الأخرى من زهرة إلى أخرى باحثة عن الرحيق، فإنها تحمل معها حبوب اللقاح من زهرة إلى أخرى. كما تجمع حشرات أخرى حبوب اللقاح غذاءً لها.
فالألوان الناصعة والروائح الطيبة لأزهار التفاح والورد والليلك Lilacs تجذب حشرات، ومنها النحل والفراش والخنافس والذباب.
والأزهار البيضاء أو الصفراء الفاتحة أكثر وضوحًا عند الغسق وفي الليل، وتجذب الحيوانات الليلية المعيشة، ومنها العث والخفافيش.
وتجذب الرائحة التي تشبه رائحة الفاكهة لبعض الأزهار الخفافيش التي تتغذى على الفواكه، ويساعد ذلك في تلقيح أزهارها.
وتجذب زهرة رافليسيا Rafflesia، التي لها رائحة اللحم الفاسد، إليها الذباب الملقح.
ولا تفرز الأزهار التي تلقح بواسطة الطيور الكثير من الروائح عادة؛ لأن الطيور لها إحساس محدود بالروائح عادة، وهي غالبًا تحدد موقع الأزهار بالنظر.
التلقيح بوساطة الرياح
Wind pollination
الأزهار التي تفتقر إلى الأجزاء الزهرية ذات المظهر الواضح أو التي تفرز الروائح القوية تلقح عادة بفعل الرياح، الشكل 7-3.
وتنتج هذه الأزهار كميات كبيرة من حبوب اللقاح الخفيفة الوزن، مما يساعد على ضمان سقوط بعض حبوب اللقاح على مياسم أزهار من النوع نفسه.
وتقع أسدية الأزهار التي تلقحها الرياح غالبًا تحت مستوى البتلات، مما يعرضها للرياح. وتكون مياسم هذه الأزهار عادة كبيرة وواسعة، مما يضمن سقوط حبوب اللقاح عليها واستقرارها.
وتلقح أزهار معظم الأشجار والحشائش بواسطة الرياح.
الشكل 7-3
للأزهار عدة تكيفات لضمان التلقيح؛ فحبوب اللقاح يمكن أن تحملها الرياح أو الحيوانات. وعند تناول الحيوان غذاءه يمكن أن تلتصق به حبوب اللقاح، فينقلها إلى الزهرة التي ينتقل إليها بعد ذلك.
ومن أمثلة الشكل:
- تبعثر الرياح حبوب لقاح البلوط الخفيفة الوزن التي يمكن أن تسبب الحساسية للعديد من البشر؛ فالأزهار المذكرة تتدلى نحو الأسفل، وتتأرجح مع الرياح.
- ينجذب الطائر الطنان إلى الأزهار الحمراء، ويصل منقاره الطويل إلى الرحيق في قاعدة الأزهار. بعض أصباغ الأزهار الصفراء والبرتقالية تعكس ضوءًا غير مرئي لعين الإنسان، ولكن النحل وحشرات أخرى تميزه.
- عندما يحل الظلام تجعل الرائحة والألوان الفاتحة العث أكثر قدرة على تحديد موقع بعض الأزهار.
- لنبتة الجيفة رائحة منتنة تجذب إليها الذباب والخنافس الملقحة.
- تجذب الأزهار التي تنتج الرحيق الحشرات الملقحة في أثناء بحثها عن الغذاء غالبًا.
مهن مرتبطة مع علم الأحياء
مهجن النباتات Plant Breeder
إن معرفة تركيب الزهرة وآليات التلقيح والوراثة ضروري لهذه المهنة؛ حيث يجري مهجن النباتات تجارب انتقائية، بأن يختار نباتات ذات صفات مرغوب فيها ويزاوج بينها، ثم يسجل النتائج.
التلقيح الذاتي والخلطي
self and cross pollination
إن الأزهار الذاتية التلقيح يمكن أن تلقح نفسها، كما يمكن أن تلقح زهرة أخرى على النبات نفسه.
وبعض الأزهار يجب أن تلقح خلطيًا؛ حيث تستقبل الأزهار حبوب اللقاح من نبات آخر. ويعد هذا واحدًا من الأسباب التي تجعل الملقحات تؤدي دورًا مهمًا في تكاثر النباتات الزهرية.
وتقدم الملقحات طريقة لنقل حبوب اللقاح إلى الأزهار التي يجب أن تلقح خلطيًا، كما تضمن أيضًا هذه الملقحات تكاثر الأزهار الأحادية الجنس، ومنها القرع، الشكل 7-4.
الشكل 7-4
ينقل النحل والحشرات الأخرى حبوب اللقاح من زهرة ذكرية إلى زهرة أنثوية، أثناء تلقيح نباتات اليقطين؛ فيتم التلقيح وتتكون اللاقحة.
حدد: هل زهرة نبات القرع أحادية أم ثنائية الجنس؟
الفترة الضوئية
Photoperiodism
لاحظ علماء النبات أن بعض النباتات تزهر في أوقات معينة من السنة فقط، لذا فقد أجروا التجارب لتفسير هذه الظاهرة.
وقد انصب اهتمام الباحثين على عدد ساعات ضوء النهار التي تتعرض لها النباتات. لكن الباحثين اكتشفوا لاحقًا أن العامل الحاسم الذي يؤثر في الإزهار كان عدد ساعات الظلام المتواصلة التي يتعرض لها النبات، لا عدد ساعات الضوء التي يتعرض لها.
ويسمى هذا العامل الفترة الضوئية photoperiodism. كما عرف العلماء أيضًا أن بداية نمو الزهرة في كل نوع من النبات هو استجابة لعدد من ساعات الظلام، وتسمى الفترة الحرجة The critical period للنبات.
وتصنف النباتات الزهرية في واحدة من المجموعات الأربع الآتية:
- نباتات النهار القصير.
- نباتات النهار الطويل.
- نباتات النهار المتوسط.
- النباتات المحايدة لطول النهار.
ويعتمد هذا التصنيف على الفترة الحرجة. ويعكس الاسم هنا التركيز الأصلي للباحثين، أي عدد ساعات ضوء النهار.
ومن المهم أن تذكر أن المصطلح الأكثر دقة لنباتات النهار القصير مثلًا هو نباتات الليل الطويل. انظر الشكل 7-5 في أثناء قراءتك لوصف هذه النباتات.
الفترة الضوئية لنباتات النهار القصير
short-day plants
تزهر نباتات النهار القصير عندما تتعرض يوميًا لعدد معين من ساعات الظلام أكبر من الفترة الحرجة لها.
فمثلًا قد يزهر نبات النهار القصير عندما يتعرض إلى 16 ساعة من الظلام.
وتزهر نباتات النهار القصير في الشتاء والربيع والخريف عندما يصبح عدد ساعات الظلام أكثر من عدد ساعات الضوء.
ومن نباتات النهار القصير التي قد تعرفها:
- البنفسج.
- البونسيتة Poinsettia.
- التوليب Tulips.
- فم السمكة.
الفترة الضوئية لنباتات النهار الطويل
long-day plants
تزهر نباتات النهار الطويل عندما تكون ساعات الظلام أقل من الفترة الحرجة؛ حيث تزهر هذه النباتات في الصيف عادة.
ومنها:
- الخس.
- السبانخ.
- البتونيا Petunias.
- البطاطس.
- النجمة Aster.
- غيرها.
الفترة الضوئية لنباتات النهار المتوسط
عديد من نباتات المناطق الاستوائية من نباتات النهار المتوسط Intermediate-day plants، وهذا يعني أنها تستجيب لها أيام عدد ساعات الظلام ليس كثيرًا ولا صغيرًا.
ومن أمثلة هذه النباتات:
- قصب السكر.
- بعض الحشائش.
الفترة الضوئية للنباتات المحايدة
Day-neutral photoperiodism
تزهر بعض النباتات بغض النظر عن عدد ساعات الظلام، ما دامت تستقبل كمية كافية من الضوء اللازم لعملية البناء الضوئي ودعم النمو.
إن النباتات التي تزهر في مدى كبير من ساعات الظلام هي نباتات النهار المحايد day-neutral plant.
ومن هذه النباتات:
- الحنطة السوداء.
- الذرة.
- القطن.
- الطماطم.
- الورد.
الشكل 7-5
تحدد الفترة الحرجة النبات موعد إزهاره.
تجربة 7-1
المقارنة بين تراكيب الأزهار
كيف تختلف تراكيب الأزهار؟
إن إلقاء نظرة سريعة على حديقة أزهار أو حقل من الأزهار يبين أن هناك تنوعًا واسعًا من الأزهار. استقص كيف تختلف هذه الأزهار من نوع إلى آخر؟
خطوات العمل
- املأ بطاقة السلامة في دليل التجارب العملية.
- اعمل جدول بيانات لتسجيل الملاحظات والقياسات المتعلقة بتراكيب الأزهار.
- احصل على الأزهار المطلوبة لهذه التجربة من معلمك.
- لاحظ الفروق في التركيب واللون والحجم والرائحة، واحذر من إتلاف الأزهار بأي طريقة.
- ارسم تخطيطًا لكل زهرة، وسجل ملاحظاتك في جدول البيانات.
- أعد الأزهار إلى معلمك.
التحليل
- قارن بين تراكيب الأزهار التي درستها.
- استنتج: لماذا كانت بتلات الأزهار مختلفة الألوان؟
- اقترح تفسيرًا لاختلاف حجم هذه الأزهار وأشكالها.
التقويم 7-1
الخلاصة
- الزهرة الكاملة لها سبلات وبتلات وأسدية وكربلة واحدة أو أكثر.
- يختلف شكل الأزهار من نوع إلى آخر.
- تميز بعض تراكيب الأزهار نباتات ذوات الفلقة الواحدة عن نباتات ذوات الفلقتين.
- تجذب تكيفات الأزهار الملقحات بصورة أكبر.
- يمكن أن يؤثر طول الفترة الضوئية في موعد الإزهار.
فهم الأفكار الرئيسية
- الفكرة الرئيسية: قارن بين وظائف كل من الأجزاء الأربعة للزهرة.
- صف خصائص زهرة كاملة من نباتات ذوات الفلقة الواحدة وزهرة كاملة من نبات ذوات الفلقتين.
- قارن بين الأزهار الكاملة والناقصة.
- توقع نوع الفترة الضوئية التي يمكن أن تنتج أزهارًا في هذا الوقت من السنة.
التفكير الناقد
- صمم تجربة لعمل أزهار لنباتات النهار الطويل في أثناء الشتاء.
- قوّم أهمية الملقحات للأزهار في الأزهار الأحادية الجنس.
- الكتابة في علم الأحياء: اكتب وصفًا من وجهة نظر إحدى الملقحات في أثناء زيارة زهرة.
جاري تحضير الدرس المعاد صياغته وبناء الأنماط
نحافظ على المعنى العلمي ونربط كل فقرة بنواتجها ومفاهيمها.
إعادة إنتاج الدرس حسب نمط التعلم
طلب واحد ينتج المسارات البصري والسمعي والحركي والقرائي معًا، بصياغة تراعي سياق المناهج السعودية.
اختر نمط التعلم
تُنتج الأنماط الأربعة دفعة واحدة، ثم تُستدعى الحزمة المحفوظة في الزيارات التالية.