التوجه الشمسي
التوجه الشمسي ، وهو أحد أشكال التوجه الشمسي ، هو الحركة اليومية أو الموسمية لأجزاء النبات (الزهور أو الأوراق) استجابة لاتجاه الشمس .
كانت عادة بعض النباتات في التحرك في اتجاه الشمس، وهو شكل من أشكال التوجه الشمسي، معروفة بالفعل لدى الإغريق القدماء. لقد أطلقوا على أحد تلك النباتات اسم Heliotropium ، والذي يعني "دوران الشمس". افترض الإغريق أنه تأثير سلبي، ربما فقدان السوائل على الجانب المضاء، والذي لم يحتاج إلى مزيد من الدراسة. [1] ساد منطق أرسطو القائل بأن النباتات كائنات سلبية وغير متحركة. ومع ذلك، في القرن التاسع عشر، اكتشف علماء النبات أن عمليات النمو في النبات متضمنة، وأجروا تجارب متعمقة بشكل متزايد. أطلق AP de Candolle على هذه الظاهرة في أي نبات التوجه الشمسي (1832). [2] تمت إعادة تسميتها بالتوجه الضوئي في عام 1892، لأنها استجابة للضوء وليس للشمس، ولأن التوجه الضوئي للطحالب في الدراسات المعملية في ذلك الوقت كان يعتمد بشدة على السطوع (التوجه الضوئي الإيجابي للضوء الضعيف، والتوجه الضوئي السلبي للضوء الساطع، مثل ضوء الشمس). [3] [4] من المرجح أن يستخدم عالم النبات الذي يدرس هذا الموضوع في المختبر، على المستوى الخلوي وتحت الخلوي، أو باستخدام الضوء الاصطناعي، الكلمة الأكثر تجريدية " التوجه الضوئي" ، وهو مصطلح يشمل الضوء الاصطناعي بالإضافة إلى ضوء الشمس الطبيعي . كان العالم الفرنسي جان جاك دورتوس دي ميران من أوائل من درسوا التوجه الشمسي عندما أجرى تجارب على نبات ميموزا بوديكا . درس تشارلز داروين هذه الظاهرة ونشرها في كتابه قبل الأخير عام 1880 " قوة الحركة في النباتات" ، وهو العمل الذي تضمن محفزات أخرى لحركة النبات مثل الجاذبية والرطوبة واللمس.
زهرة الشمس
تتبع الأزهار الهليوتروبية حركة الشمس عبر السماء من الشرق إلى الغرب. تغلق الأقحوان أو Bellis perennis بتلاتها في الليل ولكنها تفتح في ضوء الصباح ثم تتبع الشمس مع تقدم النهار. أثناء الليل، قد تتخذ الأزهار اتجاهًا عشوائيًا، بينما عند الفجر تتجه مرة أخرى نحو الشرق حيث تشرق الشمس. تتم الحركة بواسطة الخلايا الحركية في جزء مرن أسفل الزهرة مباشرة، يسمى pulvinus . تتخصص الخلايا الحركية في ضخ أيونات البوتاسيوم إلى الأنسجة القريبة، وتغيير ضغط تورغوتها . ينثني الجزء لأن الخلايا الحركية في جانب الظل تطول بسبب ارتفاع التورغو . يُعتبر هذا بمثابة هيليوتروبية بوساطة التورغو. بالنسبة لأعضاء النبات التي تفتقر إلى pulvini، يمكن أن تحدث هيليوتروبية من خلال توسع الخلايا غير القابل للعكس مما ينتج عنه أنماط نمو معينة. يُعتبر هذا الشكل من أشكال هيليوتروبية بوساطة النمو. [5] هيليوتروبية هي استجابة للضوء من الشمس.
توضيحات
وقد تم طرح عدة فرضيات لتفسير حدوث ظاهرة التوجه الشمسي في الزهور:
- تنص فرضية جذب الملقحات على أن الدفء المرتبط بتعرض الزهرة لأشعة الشمس الكاملة هو مكافأة مباشرة للملقحات . [6]
- تفترض فرضية تعزيز النمو أن الامتصاص الفعال للطاقة الشمسية والارتفاع الناتج في درجة الحرارة له تأثير إيجابي على إنبات حبوب اللقاح ونمو أنبوب حبوب اللقاح وإنتاج البذور . [7]
- تفترض فرضية التبريد، المناسبة للزهور في المناخات الحارة، أن وضع الزهور يتم تعديله لتجنب ارتفاع درجة الحرارة. [8]
بشكل عام، يمكن أن تعمل خاصية هيليوتروبيسم الزهرة على زيادة النجاح التناسلي من خلال زيادة التلقيح ، ونجاح الإخصاب ، و/أو نمو البذور، [9] وخاصة في أزهار الربيع.
بعض النباتات التي تتبع الشمس ليست هيليوتروبية بحتة: في هذه النباتات يكون تغيير الاتجاه عبارة عن حركة يومية فطرية يتم تشغيلها بواسطة الضوء، والتي تستمر لفترة واحدة أو أكثر إذا تمت مقاطعة دورة الضوء.
تظهر الأزهار الاستوائية الملتوية اتجاهًا مفضلًا، حيث تشير إلى الاتجاه العام للشمس ولكنها لا تتبع الشمس تمامًا. لم تظهر أي توجه شمسي نهاري ولكن توجه شمسي موسمي قوي . إذا كان التتبع الشمسي دقيقًا، فإن أشعة الشمس ستدخل دائمًا أنبوب التويج وتدفئ الجينوسيوم ، وهي عملية قد تكون خطيرة في المناخ الاستوائي . ومع ذلك، من خلال تبني زاوية معينة بعيدًا عن الزاوية الشمسية، يتم منع ذلك. وبالتالي فإن شكل البوق لهذه الزهور يعمل كمظلة تظلل الجينوسيوم في أوقات أقصى إشعاع شمسي ، ولا تسمح للأشعة بالتأثير على الجينوسيوم . [10]
في حالة عباد الشمس ، هناك اعتقاد خاطئ شائع مفاده أن رؤوس عباد الشمس تتبع الشمس عبر السماء طوال دورة الحياة بأكملها. ينتج المحاذاة المنتظمة للزهور عن التوجه الشمسي في مرحلة مبكرة من التطور، وهي مرحلة البراعم ، قبل ظهور رؤوس الزهور. سيتبع البرعم القمي للنبات الشمس أثناء النهار من الشرق إلى الغرب، ثم يتحرك بسرعة من الغرب إلى الشرق بين عشية وضحاها نتيجة للساعة اليومية للنبات. [11] تكون البراعم موجهة نحو الشمس حتى نهاية مرحلة البراعم، وتواجه الشرق أخيرًا. يمكن تحفيز الانحناء الضوئي في البراعم السفلية لشتلات عباد الشمس الصغيرة بينما لا يبدأ الانحناء الشمسي في قمة البرعم حتى المراحل التنموية اللاحقة للنبات، مما يُظهر فرقًا بين هاتين العمليتين. [11] تحافظ زهرة عباد الشمس على التوجه النهائي للبرعم، وبالتالي تحافظ على الزهرة الناضجة مواجهة للشرق.
اتجاه الشمس في الأوراق
التوجه الشمسي للأوراق هو سلوك تتبع الشمس لأوراق النباتات. بعض أنواع النباتات لها أوراق تتجه عموديًا إلى أشعة الشمس في الصباح ( توجه شمسي ثنائي )، وبعضها الآخر له أوراق تتجه موازية لهذه الأشعة في منتصف النهار ( توجه شمسي موازٍ ). [12] لا تظهر التوجه الشمسي للزهور بالضرورة في نفس النباتات التي تظهر التوجه الشمسي للأوراق.
مراجع
- ^ Whippo, Craig W. (2006). "التوجه الضوئي: الانحناء نحو التنوير". الخلية النباتية . 18 (5): 1110-1119. doi :10.1105/tpc.105.039669. PMC 1456868. PMID 16670442 .
- ^ هارت، جيه دبليو (1990). اتجاهات النبات: وحركات النمو الأخرى. سبرينغر. ص 36. ISBN 9780412530807. تم الاسترجاع بتاريخ 2012-08-08 .
- ^ "التوجه الضوئي والتشكل الضوئي لنباتات فوشيريا". مؤرشف من الأصل في 2016-03-04 . تم الاسترجاع في 2012-08-21 .
- ^ دونات بيتر هادر. مايكل ليبرت (2001). حركة الصور. إلسفير. ص. 676. ردمك 9780080538860. تم الاسترجاع بتاريخ 2012-08-08 .
- ^ Vandenbrink, Joshua P.; Brown, Evan A.; Harmer, Stacey L.; Blackman, Benjamin K. (يوليو 2014). "Turning heads: The biology of solar tracking in sunflower". Plant Science . 224 : 20–26. doi :10.1016/j.plantsci.2014.04.006. ISSN 0168-9452. PMID 24908502. S2CID 887356.
- ^ Hocking B.; Sharplin D. (1965). "زهور تتشمس بواسطة الحشرات القطبية". Nature . 206 (4980): 206–215. Bibcode :1965Natur.206R.215H. doi : 10.1038/206215b0 . S2CID 4209695.
- ^ كيفان، ب. ج. (1975). "أفران شمسية تتبع الشمس في أزهار القطب الشمالي المرتفعة: أهمية التلقيح والحشرات" . ساينس . 189 (4204): 723-726. رمز Bibcode :1975Sci...189..723K. doi :10.1126/science.189.4204.723. PMID 17792542. S2CID 20984125.
- ^ Lang ARG; Begg JE (1979). "Movements of Helianthus annuus leaves and heads". J Appl Ecol . 16 (1): 299–305. Bibcode :1979JApEc..16..299L. doi :10.2307/2402749. JSTOR 2402749.
- ^ كودو، ج. (1995). "الأهمية البيئية لتأثير الشمس على الأزهار في نباتات الربيع المؤقتة أدونيس راموزا (Ranunculaceae)". أويكوس . 72 (1): 14-20. رمز Bibcode :1995Oikos..72...14K. doi :10.2307/3546032. JSTOR 3546032.
- ^ باتينو، س.؛ جيفري، س.؛ جريس، ج. (2002). "الدور البيئي للتوجيه في أزهار اللبلاب الاستوائية" (PDF) . Oecologia . 130 (3): 373–379. Bibcode :2002Oecol.130..373P. doi :10.1007/s00442-001-0824-1. PMID 28547043. S2CID 512722.
- ^ ab Vandenbrink, Joshua P.; Brown, Evan A.; Harmer, Stacey L.; Blackman, Benjamin K. (2014). "Turning heads: The biology of solar tracking in sunflower". Plant Science . 224 : 20–26. doi :10.1016/j.plantsci.2014.04.006. PMID 24908502. S2CID 887356.
- ^ Häder, D.-P.; Lebert, M. (19 June 2001). Photomovement. Elsevier. ISBN 9780080538860- عبر كتب Google.
روابط خارجية
- رسوم متحركة لحركات أوراق النباتات الهليوتروبيّة
- ظاهرة الاستوائي الشمسي على مدار 24 ساعة لخشخاش القطب الشمالي المعرض لأشعة الشمس منتصف الليل
- [Stempscope 2.2، نمو الأعضاء.
[1]]
