عنصر أنبوب السييف

تُعدّ عناصر الغربال، أو عناصر الأنابيب الغربالية، خلايا متخصصة بالغة الأهمية لوظيفة اللحاء ، وهو نسيج شديد التنظيم ينقل المركبات العضوية المُصنّعة خلال عملية التمثيل الضوئي. وتُعتبر عناصر الغربال الخلايا الناقلة الرئيسية في اللحاء، حيث تُساعد هذه الخلايا في نقل الجزيئات، وخاصةً في الإشارات بعيدة المدى. في علم تشريح النبات ، يوجد نوعان رئيسيان من عناصر الغربال: الخلايا المرافقة وخلايا الغربال، والتي تنشأ من الأنسجة المرستيمية ، وهي أنسجة تنقسم بنشاط طوال دورة حياة النبات. وهي تُشبه في ذلك نمو الخشب ، وهو نسيج ناقل للماء في النباتات، وتتمثل وظيفته الرئيسية أيضًا في النقل ضمن الجهاز الوعائي للنبات. ^{[ 1 ]} تشمل الوظيفة الرئيسية لعناصر الغربال نقل السكريات لمسافات طويلة عبر النباتات من خلال العمل كقناة.

تُطيل العناصر الغربالية الخلايا التي تحتوي جدرانها على مناطق غربالية. تسمح المسام الموجودة في هذه المناطق الغربالية بتكوين روابط سيتوبلازمية مع الخلايا المجاورة، مما يُتيح حركة المواد المُستخدمة في عملية التمثيل الضوئي والجزيئات العضوية الأخرى الضرورية لوظيفة الأنسجة. من الناحية التركيبية، تكون هذه العناصر مُستطيلة وموازية للعضو أو النسيج الذي توجد فيه. عادةً ما تفتقر العناصر الغربالية إلى النواة، وتحتوي على عدد قليل جدًا من الريبوسومات أو لا تحتوي على أي منها. ^{[ 2 ]} يختلف نوعا العناصر الغربالية، وهما الأنابيب الغربالية والخلايا الغربالية، في التركيب. فالأنابيب الغربالية أقصر وأعرض، مما يوفر مساحة أكبر لنقل المغذيات، بينما تميل الخلايا الغربالية إلى أن تكون أطول وأضيق، مما يوفر مساحة أصغر لنقل المغذيات. على الرغم من أن وظيفة كلا النوعين من العناصر الغربالية واحدة، إلا أن الخلايا الغربالية توجد في عاريات البذور، وهي نباتات وعائية غير مُزهرة، بينما توجد الأنابيب الغربالية في كاسيات البذور، وهي نباتات وعائية مُزهرة. ^{[ 3 ]}

اكتشف عالم النباتات الحرجية ثيودور هارتيغ عناصر الغربال لأول مرة عام 1837. ومنذ ذلك الاكتشاف، ازداد التركيز على بنية ووظائف نسيج اللحاء، لا سيما مكوناته المتخصصة كالخلايا الغربالية. وقد قدّم كارل ناغيلي مفهوم اللحاء عام 1858 بعد اكتشاف عناصر الغربال. ومنذ ذلك الحين، أُجريت دراسات عديدة حول كيفية عمل عناصر الغربال في اللحاء كآلية نقل. ^{[ 2 ]} ومن الأمثلة على تحليل اللحاء من خلال عناصر الغربال دراسة أوراق نبات الرشاد . فمن خلال دراسة لحاء الأوراق في بيئتها الطبيعية باستخدام المجهر الليزري وعلامات فلورية (وُضعت في كل من الخلايا المرافقة وعناصر الغربال)، تم تسليط الضوء على شبكة الخلايا المرافقة ذات الأنابيب الغربالية المدمجة. واستُخدمت هذه العلامات لدراسة شبكة خلايا اللحاء وتنظيمها. ^{[ 4 ]}

الخلايا الغربالية هي خلايا طويلة موصلة في اللحاء لا تُشكّل أنابيب غربالية. ويكمن الفرق الرئيسي بين الخلايا الغربالية وعناصر الأنابيب الغربالية في غياب الصفائح الغربالية في الخلايا الغربالية. ^{[ 1 ]} تتميز الخلايا الغربالية بقطر ضيق جدًا، وتميل إلى أن تكون أطول من عناصر الأنابيب الغربالية لارتباطها عادةً بالخلايا الألبومينية. ^{[ 4 ]} وكما ترتبط عناصر الأنابيب الغربالية بالخلايا المرافقة، تُحاط الخلايا الغربالية بالخلايا الألبومينية للمساعدة في نقل المواد العضوية. تحتوي الخلايا الألبومينية على مناطق طويلة غير متخصصة تتداخل نهاياتها مع نهايات الخلايا الغربالية الأخرى، وتحتوي على مغذيات وتخزن الغذاء لتغذية الأنسجة. ^{[ 5 ]} تُمكّن هذه الخلايا الغربالية من الاتصال بالبرنشيم، وهو النسيج الوظيفي في الأعضاء، مما يُساعد على استقرار النسيج ونقل المغذيات. كما ترتبط الخلايا الغربالية بالنباتات عارية البذور لافتقارها إلى مُركّبات الخلايا المرافقة والخلايا الغربالية الموجودة في النباتات المزهرة. ^{[ 6 ]} تتميز الخلايا الغربالية بتجانسها وتوزيعها المتساوي على مساحات الغربال. وتُعد مساماتها الضيقة ضرورية لوظيفتها في معظم النباتات الوعائية عديمة البذور وعاريات البذور التي تفتقر إلى أنابيب الغربال، وتعتمد فقط على الخلايا الغربالية لنقل الجزيئات. ^{[ 1 ]} على الرغم من صغر مساحات الغربال في الخلايا الغربالية، إلا أنها موزعة على عدة خلايا، مما يضمن نقل المواد بكفاءة إلى مختلف أنسجة النبات. ^{[ 2 ]}

تعمل الخلايا الألبومينية المرتبطة بالخلايا الغربالية بين اللحاء والبرنشيم . فهي تربط البرنشيم بالخلايا الغربالية الناضجة للمساعدة في نقل الخلايا. وقد يوجد العديد من هذه الخلايا الألبومينية التي تنتمي إلى خلية غربالية واحدة، وذلك تبعًا لوظيفة النسيج أو العضو. ^{[ 1 ]}

تنتشر المسامات الغربالية بكثرة في المناطق التي تتداخل فيها الخلايا الغربالية. تُقاس مستويات الكالوز لمراقبة نشاط هذه الخلايا. يعمل الكالوز كحاجز أمام المسامات الغربالية الموجودة في كلا عنصري الغربال. يشير نقص الكالوز إلى أن عنصري الغربال أكثر نشاطًا، وبالتالي يمكنهما تنظيم مساماتهما بشكل أكثر فعالية استجابةً للتغيرات البيئية. ^{[ 7 ]}

نظرًا لأهمية الجهاز الوعائي النباتي في نمو وتطور خلايا النبات وأعضائه، فقد توسع دور العناصر الغربالية في نقل الكربوهيدرات والجزيئات الكبيرة الضرورية بشكل كبير. ويمكن تطبيق ذلك في الزراعة لدراسة كيفية توزيع الموارد على أجزاء النبات المختلفة. تربط البلازموديزما الخلايا المرافقة بالعناصر الغربالية، بينما تربط خلايا البرنشيم الأنابيب الغربالية بأنسجة النبات المختلفة. يتيح هذا النظام، المكون من البلازموديزما والخلايا المرافقة والأنابيب الغربالية، توصيل المواد الأيضية الضرورية. ويمكن زيادة إنتاجية المحاصيل الزراعية من خلال تعظيم نظام التوصيل لهذه الخلايا المتخصصة في اللحاء، بما يضمن زيادة الانتشار. وقد اكتُشف أن لحاء كاسيات البذور يستخدم الأنابيب الغربالية لنقل أنواع مختلفة من الحمض النووي الريبوزي (RNA) إلى الأنسجة المستهدفة، مما قد يُسهم في تعديل النشاط النسخي. الأنسجة المستهدفة هي أنسجة في طور النمو وتحتاج إلى مغذيات. إن نقل العناصر الغربالية لمغذيات إضافية إلى الأنسجة المستهلكة قد يُسرّع عملية النمو، مما قد يؤثر على نمو النبات وتطوره. ومع مرور الوقت، يُمكن أن يؤدي النمو السريع إلى زيادة الإنتاج الزراعي. ^{[ 8 ]}

• الأنسجة الوعائية