مرحلة نمو النبات

المقدمة: تقوم عملية نمو النباتات ذات الأوعية (vascular plants) على مرحلتين أساسيّتين. تتمثّل المرحلة الأولى في إتحاد الخلايا الجنسية عند النبات - النطفة (الخلية الجنسية الذكرية) مع الخلية البيضية (الخلية الجنسية الأنثوية) - والتي تسمّى الأمشاج (gametes) و التي ينتج عن تلقّحها نشوء خلايا مجهريّة تسمّى الأبواغ (كما في نشوء الجنين من جرّاء تلقّح الخلايا الجنسية عند الإنسان), و تحتوي هذه الأمشاج المندمغة أو الملقّحة, بطبيعة الأمر, على مجموعتين من الكروموزومات (diploid). أما في المرحلة الثانية فتبدأ بعد نضوج الأبواغ لتصبح أمشاجا أو جاميطة (gametophytes), و التي تصبح فيها هذه الأخيرة قادرة على التكاثر و بدأ دورة حياة جديدة و إنتاج ذريّة (offspring أو sporophyte). يحتوي كل فرد من الذريّة على مجموعة واحدة من الكروموزومات (haploid). راجع دورة حياة نبات الطحالب [ إضغط هنا ].
يختلف النبات عن الحيوانات فيما يخُص طريقة تطوّره أو تكاثره بطرق كثيرة. فالنباتات البالغة (mature) تواصل نموّها , و لكنها لا تصل إلى ما يمكن أن نسمّيه "مرحلة النضوج". اما الحيوانات , من جهة اخرى, لديها فترة محدّدة خلال نموّها تُعتبر أنها "مرحلة النُضج". و علاوة على ذلك, إن كلّ منْ نمو و تكوّن الأعضاء عند النباتات يتأثر بوجود القَيْض أو جدار الخليّة (cell wall) و الحويصلة (vacuole: تجويف في الخليّة). هناك أيضا ميزات موجودة في خلايا الحيوانات تفتقر لها النباتات منها عمليات الإنصهار التي تحدث داخل الخلايا و التي تلعب دورا مهمّا في تطوّر أعضاء الحيوانات البالغة.

الميزات العامة في تطور النبات: ترتكز دورة الحياة عند معظم النباتات الغير مُزهرة على مبدأ تعاقُب الأجيال (alternation of generations) - أو إختلاف مراحل الحياة. هناك مرحلتين بارزتين في دورة حياة النبات. أوّلهما هي إنتاج النبات للنَابت المشيجي - gamytophyte: جزء النبات الذي تكون في الأمشاج - و الذي يُنتج الأمشاج أو الخلايا الجنسيّة (gametes - خلايا جرثومية ناضجة , تكوّن فردا جديدا إذا إتحدت بخلية أخرى), أو بصورة أخرى تتمثّل هذه المرحلة في بلوغ النبتة الذي يُترجم في تكوُّن الأمشاج. لا تختلف هذه المرحلة عن مرحلة البلوغ عند الإنسان التي تنشأ فيها الخلايا الجنسية (الذكرية و الأنثوية) التي تسمح له بالتزاوج. تتبع مرحلة النضوج مرحلة ثانية و أخيرة قبل وفاة النبتة و هي نشوء النابت البوغي (sporophyte) الذي يُنتج الأبواغ (spores). بعد إنتاج الأبواغ, يُنتج النابت البوغي نابتات الأمشاج مجددا و التي تندمج لتكوّن دورة حياة جديدة. والجدير بالذكر هو أن نابتات الأمشاج تشبه بالشكل تماما نابتات الأبواغ إلا أن الأخيرة تحتوي على نصف عدد كروموزومات الأولى. راجع دورة حياة نبات الطحالب [ إضغط هنا ].

و بالرغم من أن المرحلتين تحصل في دورة الحياة نفسها, إلا أن مرحلة نمو النابت المشيجي لها مراحل النمو الخاصة بها و التي تختلف عن مراحل نمو النابت البوغي. تتميّز النباتات التي تتكاثر بطريقة "تعاقب الأجال" بأنها تتوالد في المرحلة الأولى - من حياتها - جنسيّا , و لكن لا تتوالد جنسيا في المرحلة الثانية. تتكاثر معظم النباتات ذات الأوعية - و التي تتألف من النباتات المزهرة (تنموا بذورها في مبيض مغلق) بالإضافة إلى فصيلة الصنوبريّات (و التي تكون بذورها عارية) - بطُرُق مختلفة عن بعضها, بحيث تكون - مثلا - أعداد الأمشاج عند النباتات ذات البذور العارية أقل منها عند النباتات ذات البذور المغلّفة.

تطوّر النبات من مرحلة الجنين حتى يُصبح شتلة أو بادرة:

يمر الجنين في خمس مراحل ليصبح بادرة:



مراحل نمو الفاصولياء



عملية تكوّن الجنين: يتكوّن الجنين في النباتات الوعائية (vascular plants) خلال ساعات من حدوث التلقيح , أو بعد أول إنقسام للخلية إلى خليّتين متوالدتين (daughter cells) في النباتات المتكاثرة بالبذور. بعدها تنموا الأعضاء الأولية لهذا الجنين - كالجذر, و الأوراق الجنينيّة (الفلقات). و يتشكل أيضا في هذه المرحلة نسيج يختص بتغذية البذرة في بداية نموّها - يسمى السويداء - وهذا يخص فقط النباتات المتكاثرة بالبذور- أو بطريقة أخرى التي لا تتكاثر بطريقة تعاقب الأجيال. أما نباتات النوع الثاني فلديها طرق مختلفة في تغذية البذرة. راجع رسم أنواع البذور.


سكون الجنين: إن النباتات التي تتكاثر بطريقة تعاقُب الأجيال (كبعض أنواع الطحالب) يحدث فيها عملية إنقسام عدد الكروموزومات عندما تُنتج الأبواغ. أما عند النباتات التي تنتج بذورا (المُزهرة) - تنقصم الخلايا و تنموا في البويضة - بدلا من إنقسامها عند إنتاج الأبواغ. تخضع البذور النامية داخل البوضية إلى فترة سكون أو سُبات في النمو. تستمر عملية نمو البذور أو الأمشاج المندمغة في نباتات الطحالب - و بالتحديد في مرحلة نمو نابتات الأبواغ - إلى حين إنتاج نابتات الأمشاج. و لكن هذا النمو المستمر لا يحصل في النباتات المُزهرة. فيخضع الجنين في بذور هذه الأخيرة لفترة سكون عاجلا بعد نشوء الأعضاء الجنينية داخل البذرة. خلال الفترة المؤدية لسكون البذرة تتغيّر أشياء كثيرة في البذرة و منها توقّف إنحدار معدّل التنفس, و تتوقف عملية إنقسام الخلايا (cell division), و ينقطع تجمّع المواد المدّخرة في الفلقات و التي تعمل على تغذية البذرة. و خلال فترة السكون هذه يتكوّن غلاف البذرة الذي يلعب دورا هاما في حماية البذرة من التلف من جرّاء الحرارة العالية أو منعها من الجفاف. يلعب الغلاف أيضا دورا في منع البذرة على النمو إذا لم تتوفّر لها الظروف المناسبة للنمو. راجع رسم أنواع البذور.


الإنبات: عند بعض البذور , تكون فترة السكون وجيزة - خاصة عند بذور النباتات القصيرة العمر. تستأنف البذور عملية النمو بعد توفّر البيئة الملائمة: كالحرارة , و توفّر المياه, و الأوكسجين التي تتيح لها إحراق الغذاء وإنتاج الطاقة اللازمة للنمو.


إنقطاع فترة السكون: لا تنبت البذور , في أنواع كثيرة من النباتات, فورا بعد توفّر الظروف التي تجعلها قادرة على الإنبات. بل تحتاج المسألة إلى ما يقطع فترة السكون و يستأنف عملية النمو, و هذا يعني أنها تحتاج إلى ما يُحدث تغييرا في غلاف البذرة أو تغييرا في الجنين ذاته. و بما أن فترة السكون لا تمتلكها البذرة بالفطرة - و ذلك لأنها تنموا عند إنتزاع الغلاف - تحتاج البذرة إلى ما ينزع عنها الغلاف أو حتى يحطمه ليسمح بدخول الماء إليها. تعتمد عملية الإنبات (germination) في هذه الحالة على تعفّن الغلاف - عند وضع البذرة تحت التراب.
تمتنع بذور كثيرة عن إستئناف عملية النمو حتى لو كانت جميع الظروف متوافرة. و يعود سبب ذلك إلى طبيعة البذرة, فمن البذور ما تأخذ فترة جهوزها للنمو مدة أطول من بذور أخرى. لذلك نرى أن بعض البذور التي نزرعها في نفس الوقت تسبق بعضها في النمو.
هناك أنواع من البذور التي تتحمّل برودة الشتاء فتبقى في التربة مدّة طويلة. يشترط نمو هذه البذور خضوعها لدرجات حرارة منخفضة ( و لكن فوق الصفر ) أولا, و إلا لن تنمُ أو على الأقل ستتأخر كثيرا لتنموا. أنواع أخرى من البذور لا تنمُ إلا إذا تعرّضت للضوء , بينما تحتاج أنواع أخرى إلى وجود الضوء لينجح نموّها.
إن هذه الدقّة في إستجابة البذور لعوامل خارجية معيّنة لكي تنموا ليس له تفسير, بل لا بد من وجود يد إلاهية تتحكّم بالأمر - سبحان الله.
بعد تمزّق الغلاف و إستئناف البذرة لعملية الإنبات, يقوم الجنين بإمتصاص الماء , و ينتج عن ذلك تمدّد الخلايا. ثم تعلوا نسبة التنفس فورا بعد إمتصاص الماء, و تستئنف التغيّرات الكيميائية ,التي إنقطع عملها في فترة سكون البذرة, عملها من جديد. ترافق هذه الأحداث الحاصلة داخل البذرة تغييرات بنيويّة في اعضاء خلايا الجنين.


إنبثاق البادرة أو الشتلة (seedling):

بعد تمزق غلاف البذرة، وبدء عملية الإنبات، يأخذ جزء الجنين الموجود أسفل الفلقة في النمو داخل التربة. ويُسمى هذا الجزء سويقة جنينية سفلى، وهو الذي ينمو كي يصبح جذرًا أوليًا. والجذور المتكونة تُثبّت البادرة النامية وتمتص الماء والغذاء اللازمين لنموها. أما الجزء العلوي من الجنين فيسمّى سويقة جنينية عليا يُوجد على قمة طرفه العليا برعم صغير يسمى ساقا جنينية. تنمو السويقة العليا، وتدفع الساق الجنينية فوق سطح التربة، ومن ثَمَّ تبدأ الساق الجنينية في إنتاج أوراقها الأولى.

وفي بذور بعض النباتات المُزهرة، تظهر الفلقات على سطح الأرض مع الساق الجنينية، حتى تُكوّن البادرة (النبتة في أوّل نموّها) أوراقا جديدة قادرة على إنتاج الغذاء اللازم. أما الفلقات في النباتات التي تحتوي على فلقة واحدة (نباتات أحادية الفلقة) وفي بعض من ثنائية الفلقة فتبقى تحت الأرض.

تنشط عملية نمو الجنين مع إنبثاق الجذر الرئيسي للبذرة, و السبب الرئيس لنمو البذرة هو تمدد الخلايا. وهكذا, و بعد إنقسامات عديدة في الخلايا ينشأ أول برعم صغير منبثق من البذرة. يظل البرعم في النباتات المتعاقبة الأجيال معتمدا خلال نموّه على ما منحه إياه النابت البوغي من غذاء حتى يصبح بادرة. أما النباتات المزهرة, تستمد البذرة غذائها من السويداء (endosperm) الموجود في الفلقات أو داخل البذرة. راجع رسم أنواع البذور.