النباتات الوعائية

النباتات الوعائية ( من اللاتينية " القناة " ) ، وتسمى أيضًا النبتات الرغامية ( المملكة المتحدة : / ˈtrækiːəˌfaɪts / ، [ 3 ] الولايات المتحدة : / ˈtreɪkiiːəˌfaɪts / ) [ 4 ] أو بشكل جماعي Tracheophyta ( / ˌtreɪkiːˈɒ f ɪ t ə / ; [ 5 ] [ 6 ] [ 7 ] من اليونانية القديمة τραχεῖα ἀρτηρία ( trakheîa artēría ) ' القصبة الهوائية ' و φυτά ( phutá ) ' نباتات '[ 7 ] هي نباتات لها تحتوي النباتات على أنسجة متخشبة ( الخشب ) لنقل الماء والمعادن في جميع أنحاء النبات. كما تحتوي على نسيج غير متخشب متخصص ( اللحاء ) لنقل نواتج عملية التمثيل الضوئي . تشمل هذه المجموعة معظم النباتات البرية ( حوالي 300,000 نوع معروف ومعترف به) [ 8 ] باستثناء الطحالب .  

تشمل النباتات الوعائية الحزازيات الصولجانية ، وذيل الحصان ، والسرخسيات ، وعاريات البذور (بما في ذلك الصنوبريات )، وكاسيات البذور ( النباتات المزهرة ). وتُقارن هذه النباتات بالنباتات اللاوعائية مثل الحزازيات والطحالب الخضراء . تشمل الأسماء العلمية لمجموعة النباتات الوعائية Tracheophyta [ 9 ] [ 10 ] : 251 Tracheobionta [ 11 ] و Equisetopsida sensu lato . كانت بعض النباتات البرية المبكرة ( النباتات الوعائية ) تمتلك أنسجة وعائية أقل تطورًا؛ وقد استُخدم مصطلح Eutracheophyte للإشارة إلى جميع النباتات الوعائية الأخرى، بما في ذلك جميع النباتات الحية.

تاريخياً، كانت النباتات الوعائية تُعرف باسم " النباتات الراقية "، لاعتقادهم بأنها أكثر تطوراً من غيرها من النباتات لكونها كائنات أكثر تعقيداً. إلا أن هذا المصطلح يُعدّ بقايا قديمة من مفهوم " السلم الطبيعي" البالي ، ويُعتبر عموماً غير علمي. [ 12 ]

ظهرت أقدم النباتات الوعائية المعروفة، وهي كوكسونيا ، في منتصف العصر السيلوري.

صفات

يُعرّف علماء النبات النباتات الوعائية بثلاث خصائص أساسية:

  1. تحتوي النباتات الوعائية على أنسجة وعائية توزع الموارد في جميع أنحاء النبات. يوجد نوعان من الأنسجة الوعائية في النباتات: الخشب واللحاء . يرتبط اللحاء والخشب ارتباطًا وثيقًا، وعادةً ما يقعان متجاورين في النبات. يُعرف اجتماع خيط واحد من الخشب وخيط واحد من اللحاء متجاورين بالحزمة الوعائية . [ 13 ] سمح تطور الأنسجة الوعائية في النباتات لها بالنمو إلى أحجام أكبر من النباتات اللاوعائية ، التي تفتقر إلى هذه الأنسجة الناقلة المتخصصة، وبالتالي فهي محدودة الأحجام نسبيًا.
  2. في النباتات الوعائية، يُعدّ الجيل الرئيسي أو الطور هو الطور البوغي ، الذي يُنتج الأبواغ وهو ثنائي المجموعة الكروموسومية (يحتوي على مجموعتين من الكروموسومات في كل خلية). (على النقيض من ذلك، فإنّ الجيل الرئيسي في النباتات اللاوعائية هو الطور المشيجي ، الذي يُنتج الأمشاج وهو أحادي المجموعة الكروموسومية ، حيث تحتوي كل خلية على مجموعة واحدة من الكروموسومات).
  3. تمتلك النباتات الوعائية جذورًا وأوراقًا وسيقانًا حقيقية، حتى لو فقدت بعض المجموعات بشكل ثانوي واحدة أو أكثر من هذه الصفات.

اعتبر كافاليير-سميث (1998) النباتات الوعائية شعبةً أو قسماً نباتياً يشمل اثنتين من هذه الخصائص المحددة بالعبارة اللاتينية "facies diploida xylem et phloem instructa" (الطور ثنائي الصبغيات مع الخشب واللحاء). [ 10 ] : 251

إحدى الآليات المحتملة للتطور المفترض من التركيز على التوليد الأحادي إلى التركيز على التوليد الثنائي هي زيادة كفاءة انتشار الأبواغ مع ازدياد تعقيد التراكيب الثنائية. وقد مكّن تطور ساق البوغ من إنتاج المزيد من الأبواغ وتطوير القدرة على إطلاقها إلى ارتفاعات أعلى ونشرها على نطاق أوسع. وقد تشمل هذه التطورات زيادة مساحة التمثيل الضوئي للتركيب الحامل للأبواغ، والقدرة على إنماء جذور مستقلة، وبنية خشبية للدعم، وزيادة التفرع.

تتضمن عملية التكاثر الجنسي في النباتات الوعائية البرية عملية الانقسام الاختزالي. يوفر الانقسام الاختزالي قدرة مباشرة على إصلاح الحمض النووي للتعامل مع تلف الحمض النووي ، بما في ذلك تلف الحمض النووي التأكسدي، في الأنسجة التناسلية . [ 14 ]

نسالة

يُقترح تصنيف تطوري للنباتات الوعائية وفقًا لتصنيف كينريك وكرين عام 1997 [ 15 ] ، مع تعديلات على عاريات البذور من كريستنهوز وآخرون (2011أ) [ 16 ] ، والسرخسيات من سميث وآخرون [ 17 ] ، والنباتات الوعائية البدائية والسرخسيات من كريستنهوز وآخرون (2011ب) [ 18 ] . ويُفرّق هذا المخطط التفرعي بين نباتات الراينوفيت والنباتات الوعائية الحقيقية، أي نباتات اليوتراكيوفيت. [ 15 ]

يدعم هذا التصنيف التطوري العديد من الدراسات الجزيئية. [ 17 ] [ 19 ] [ 20 ] ويذكر باحثون آخرون أن أخذ الأحافير في الاعتبار يؤدي إلى استنتاجات مختلفة، على سبيل المثال أن السرخسيات (Pteridophyta) ليست أحادية النمط. [ 21 ]

قدم هاو وشوي في عام 2013 تصنيفًا تطوريًا بديلًا للنباتات ما قبل اليوفيلوفيت . [ 22 ]

حيوانات الراينوبسيد
الكلى

توزيع العناصر الغذائية

عناصر الخشب في ساق شجرة التين ( Ficus  alba )، بعد سحقها في حمض الهيدروكلوريك

تُمتص المياه والمغذيات على شكل مواد مذابة غير عضوية من التربة بواسطة الجذور، وتُنقل عبر نسيج الخشب إلى جميع أنحاء النبات . أما المركبات العضوية ، مثل السكروز الناتج عن عملية التمثيل الضوئي في الأوراق، فتُوزع بواسطة عناصر الأنابيب الغربالية في اللحاء .

يتكون الخشب من أوعية في النباتات المزهرة ومن قصبات في النباتات الوعائية الأخرى. خلايا الخشب خلايا ميتة ذات جدران صلبة مجوفة مرتبة لتشكل صفوفًا من الأنابيب التي تعمل على نقل الماء. عادةً ما يحتوي جدار خلية القصبة على مادة اللجنين البوليمرية .

أما اللحاء ، فيتكون من خلايا حية تُسمى أعضاء الأنابيب الغربالية . وبين هذه الأعضاء توجد صفائح غربالية تحتوي على مسام تسمح بمرور الجزيئات. تفتقر أعضاء الأنابيب الغربالية إلى أعضاء مثل النوى أو الريبوسومات ، لكن الخلايا المجاورة لها، وهي الخلايا المرافقة ، تعمل على إبقاء أعضاء الأنابيب الغربالية حية.

النتح

يُعدّ الماء المركب الأكثر وفرة في جميع النباتات، كما هو الحال في جميع الكائنات الحية الخلوية، وله دور بنيوي هام ودور حيوي في استقلاب النبات . النتح هو العملية الرئيسية لحركة الماء داخل أنسجة النبات. تُطلق النباتات الماء باستمرار عبر ثغورها إلى الغلاف الجوي، وتستبدله برطوبة التربة التي تمتصها جذورها. عندما تُغلق الثغور ليلاً، قد يتراكم ضغط الماء داخل النبات. يُطرح الماء الزائد عبر مسام تُعرف باسم الثغور المائية . [ 23 ] تُؤدي حركة الماء خارج ثغور الأوراق إلى توليد قوة سحب أو توتر في عمود الماء داخل أوعية الخشب أو القصبات. ينتج هذا السحب عن التوتر السطحي للماء داخل جدران خلايا النسيج المتوسط ، والتي يحدث التبخر من أسطحها عندما تكون الثغور مفتوحة. توجد روابط هيدروجينية بين جزيئات الماء ، مما يؤدي إلى اصطفافها. مع تبخر جزيئات الماء في قمة النبات، تسحب كل جزيئة الجزيئة التي تليها لتحل محلها، والتي بدورها تسحب الجزيئة التي تليها. قد يكون سحب الماء إلى الأعلى عملية سلبية تمامًا، ويمكن تعزيزها بانتقال الماء إلى الجذور عبر الخاصية الأسموزية . ونتيجة لذلك، لا يتطلب النتح من النبات بذل سوى القليل من الطاقة في نقل الماء. يساعد النتح النبات على امتصاص العناصر الغذائية من التربة على شكل أملاح ذائبة . ويلعب النتح دورًا هامًا في امتصاص العناصر الغذائية من التربة، حيث تُنقل الأملاح الذائبة مع الماء من التربة إلى الأوراق. تستطيع النباتات تعديل معدل النتح لديها لتحقيق التوازن الأمثل بين فقدان الماء وامتصاص العناصر الغذائية. [ 24 ]

امتصاص

تمتص خلايا الجذر الحية الماء بشكل سلبي. يزداد الضغط داخل الجذر عندما يكون الطلب على النتح عبر الخاصية الأسموزية منخفضًا، وينخفض ​​عندما يكون الطلب على الماء مرتفعًا. لا يحدث انتقال للماء نحو السيقان والأوراق عند غياب النتح . ترتبط هذه الحالة بارتفاع درجة الحرارة والرطوبة والظلام والجفاف.

التوصيل

الخشب هو النسيج الناقل للماء، ويُعدّ الخشب الثانوي المادة الخام لصناعة منتجات الغابات. [ 25 ] يؤدي كل من نسيجي الخشب واللحاء دورًا في عمليات النقل داخل النباتات. تُنقل السكريات في جميع أنحاء النبات عبر اللحاء، بينما يمر الماء والمغذيات الأخرى عبر الخشب. ويحدث النقل من مصدر إلى مستهلك لكل مغذٍّ على حدة. تُنتَج السكريات في الأوراق (مصدر) عن طريق عملية التمثيل الضوئي، وتُنقل إلى الأجزاء النامية من النبات (المستهلكات) لاستخدامها في النمو والتنفس الخلوي أو التخزين. تُمتص المعادن في الجذور (مصدر) وتُنقل إلى الأجزاء النامية من النبات للسماح بانقسام الخلايا ونموها. [ 26 ] [ 27 ] [ 28 ]

انظر أيضاً

مراجع

  1. د. إدواردز؛ فيهان، ج. (1980). "سجلات لأبواغ من نوع كوكسونيا من طبقات وينلوك المتأخرة في أيرلندا". مجلة نيتشر . 287 (5777): 41-42 . Bibcode : 1980Natur.287...41E . doi : 10.1038/287041a0 .
  2. لورا ويغنر بارفري ؛ دانيال جيه جي لاهر؛ أندرو إتش نول ؛ لورا إيه كاتز (16 أغسطس 2011). "تقدير توقيت التنوع المبكر للكائنات حقيقية النواة باستخدام الساعات الجزيئية متعددة الجينات" (ملف PDF) . وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم في الولايات المتحدة الأمريكية . 108 (33 ) : 13624-13629 . Bibcode : 2011PNAS..10813624P . doi : 10.1073 / PNAS.1110633108 . ISSN 0027-8424 . PMC 3158185. PMID 21810989. Wikidata Q24614721 .    
  3. "نباتات وعائية" . قاموس أكسفورد الإنجليزي ( الطبعة الإلكترونية). مطبعة جامعة أكسفورد. (يشترط الاشتراك أو عضوية المؤسسة المشاركة .)
  4. "نبات وعائي" . قاموس Merriam-Webster.com . Merriam-Webster. OCLC 1032680871 . 
  5. "النباتات الوعائية" . قاموس Merriam-Webster.com . Merriam-Webster. OCLC 1032680871 . 
  6. "النباتات الوعائية | التعريف، والخصائص، والتصنيف، والأمثلة، والحقائق" . بريتانيكا . تم الاطلاع عليه بتاريخ 22-03-2022 .
  7. 1 2 سيمبسون، مايكل ج. (2010). "تطور وتنوع النباتات الوعائية". تصنيف النبات . ص 73-128 . doi : 10.1016/B978-0-12-374380-0.50004-X . ISBN  978-0-12-374380-0.
  8. كريستنهوز، إم جيه إم؛ بينغ، جيه دبليو (2016). "عدد أنواع النباتات المعروفة في العالم وزيادتها السنوية" . فيتوتكسا . 261 (3): 201-217 . Bibcode : 2016Phytx.261..201C . doi : 10.11646/phytotaxa.261.3.1 .
  9. أبيركرومبي، مايكل؛ هيكمان، سي جيه؛ جونسون، إم إل (1966). قاموس علم الأحياء . كتب بنجوين.
  10. 1 2 كافاليير-سميث، ت. (أغسطس 1998). "نظام مُعدَّل للحياة بست ممالك". المراجعات البيولوجية . 73 (3): 203-266 . doi : 10.1111/j.1469-185X.1998.tb00030.x . PMID 9809012 . 
  11. "صفحة تقرير ITIS القياسي: Tracheobionta" . تم الاطلاع عليه في 20 سبتمبر 2013 .
  12. "النباتات الوعائية: التعريف والتصنيف والخصائص والأمثلة" . ساينسينغ . 24 يونيو 2019. تم الاطلاع عليه بتاريخ 22 مارس 2022 .
  13. "الخشب واللحاء" . علم الأحياء الأساسي . 26 أغسطس 2020.
  14. هوراندل إي (يونيو 2024). " التكاثر اللاجنسي ومفارقة الجنس في النباتات" . حوليات علم النبات . 134 (1): 1-18 . doi : 10.1093/aob/mcae044 . PMC 11161571. PMID 38497809 .  
  15. 1 2 كينريك، بول؛ كرين، بيتر ر. (1997). أصل وتنوع النباتات البرية المبكر: دراسة تصنيفية . واشنطن العاصمة: مطبعة مؤسسة سميثسونيان. ISBN 1-56098-730-8.
  16. كريستنهوز، مارتن جيه إم؛ ريفيل، جيمس إل؛ فارجون، أليوس؛ غاردنر، مارتن إف؛ ميل، آر آر؛ تشيس، مارك دبليو (2011). "تصنيف جديد وتسلسل خطي للنباتات عارية البذور الموجودة". فيتوتكسا . 19 (1): 55-70 . Bibcode : 2011Phytx..19...55C . doi : 10.11646/phytotaxa.19.1.3 . hdl : 10138/28041 .
  17. 1 2 سميث، آلان ر.؛ براير، كاثلين م.؛ شوتبيلز، إ.؛ كورال، ب.؛ شنايدر، هـ.؛ وولف، بول ج. (2006). "تصنيف السرخسيات الموجودة". تاكسون . 55 (3): 705-731 . Bibcode : 2006Taxon..55..705S . doi : 10.2307/25065646 . JSTOR 25065646 . 
  18. ^ كريستينهوس، مارتن جي إم. تشانغ، شيان تشون. شنايدر، هارالد (2011). “تسلسل خطي للعائلات الموجودة وأجناس النباتات الذئبية والسراخس”. فيتوتاكسا . 19 (1): 7– 54. بيب كود : 2011Phytx..19....7C . دوى : 10.11646/phytotaxa.19.1.2 . اتش دي ال : 10138/28042 .
  19. براير، ك.م.؛ شنايدر، هـ.؛ سميث، أ.ر.؛ كرانفيل، ر.؛ وولف، ب.ج.؛ هانت، ج.س.؛ سايبس، س.د. (2001). "ذيل الحصان والسرخس مجموعة أحادية النمط الخلوي وأقرب الكائنات الحية صلةً بالنباتات البذرية". مجلة نيتشر . 409 (6820): 618-22 . Bibcode : 2001Natur.409..618S . doi : 10.1038/35054555 . PMID 11214320 . 
  20. براير، ك.م.؛ شوتبيلز، إ.؛ وولف، ب.ج.؛ شنايدر، هـ.؛ سميث، أ.ر.؛ كرانفيل، ر. (2004). "علم الوراثة وتطور السرخسيات (المونيلوفيتات) مع التركيز على التفرعات المبكرة للليبتوسبورانجيات". المجلة الأمريكية لعلم النبات . 91 (10): 1582-1598 . Bibcode : 2004AmJB...91.1582P . doi : 10.3732/ajb.91.10.1582 . PMID 21652310 . 
  21. روثويل، جي دبليو ونيكسون، كي سي (2006). "كيف يُغيّر إدراج بيانات الأحافير استنتاجاتنا حول التاريخ التطوري للنباتات الحقيقية؟". المجلة الدولية لعلوم النبات . 167 (3): 737-749 . Bibcode : 2006IJPlS.167..737R . doi : 10.1086/503298 .
  22. هاو، شوغانغ؛ شيويه، جينزوانغ (2013). نباتات بوسونغتشونغ في يونان خلال العصر الديفوني المبكر: مساهمة في فهم تطور وتنوع النباتات الوعائية المبكر . دار النشر العلمية. ISBN 978-7-03-036616-0.
  23. "الإدماع: تخفيف الضغط عن النباتات (كريستوفر ستارباك)" . ipm.missouri.edu .
  24. رافين، جيه إيه؛ إدواردز، دي. (2001-03-01). "الجذور: الأصول التطورية والأهمية البيوجيوكيميائية" . مجلة علم النبات التجريبي . 52 (ملحق 1): 381-401 . doi : 10.1093/jexbot/52.suppl_1.381 . PMID 11326045 . 
  25. تشاو، تشنغسونغ؛ كريغ، جوانا سي؛ بيتزولد، إتش إيرل؛ ديكرمان، آلان دبليو؛ بيرز، إريك بي (يونيو 2005). " نسخ جينومات الخشب واللحاء من الأنسجة الثانوية لجذر نبات الأرابيدوبسيس - تحت الفلقة" . علم وظائف النبات . 138 (2): 803-818 . doi : 10.1104/pp.105.060202 . PMC 1150398. PMID 15923329 .  
  26. تايز، لينكولن؛ زيغر، إدواردو (2002). "5، 6، 10". فسيولوجيا النبات ( الطبعة الثالثة). سندرلاند، ماساتشوستس: سيناور أسوشيتس. 
  27. دويل، جيمس أ. (1998). "تطور النباتات الوعائية". المراجعة السنوية لعلم البيئة والتصنيف . 29 (1): 567-599 . Bibcode : 1998AnRES..29..567D . doi : 10.1146/annurev.ecolsys.29.1.567 .
  28. هيجمانز، مونيك إم بي دي؛ آرب، ويم جيه؛ بيريندس، فرانك (أكتوبر 2001). "تأثيرات ارتفاع ثاني أكسيد الكربون والنباتات الوعائية على النتح في نباتات المستنقعات: النتح في نباتات المستنقعات". بيولوجيا التغير العالمي . 7 (7): 817-827 . doi : 10.1046/j.1354-1013.2001.00440.x .

فهرس