العوامل المؤثرة على نمو النبات
يتحدد نمو النبات بناء على وراثته، وبيئته. وعلى سبيل المثال، تحدد وراثة النبات صفاتٍ مثل لون الزهرة، وحجمها، وتنتقل هذه العوامل الوراثية من جيل لآخر، وتشتمل العوامل البيئية على ضوء الشمس، والمناخ، وظروف التربة.
العوامل الوراثية
يوجد داخل نواة جميع خلايا النبات أجسام متناهية الصغر هي الصبغيات التي تشتمل على وحدات تعرف بالمورِّثات. وتحتوي هذه الأجسام على التعليمات التي توجه نمو النبات. وعند انقسام الخلايا وتضاعف عددها تنتقل هذه التعليمات إلى كل خلية جديدة.
كما توجد أيضا مواد تُصنع داخل النبات وتؤدي دورًا في تنظيم نمو النبات. وتعرف هذه المواد بالهورمونات وتتحكم في بعض أنشطة ا لنبات، مثل نمو الجذور، وإنتاج الأزهار، والثمار. لايعرف علماء النبات على وجه الدِّقة الطريقة التي تعمل بها جميع الهورمونات النباتية. لكن من المعروف أن هورمونات معينة تعرف بالأكسينات تؤثر في نموّ البراعم، والأوراق، والجذور، والسيقان. وتساعد هورمونات نموًّ أخرى تعرف بالجبرلينات في زيادة طول النّبات، وتسبب الإزهار، وتسرع من إنبات البذور. كما توجد هورمونات أخرى تعرف بالسيتوكينينات تعمل على انقسام الخلايا.
العوامل البيئية
تحتاج كافة النباتات إلى الضوء، والمناخ الملائم، وكمية كافية من الماء والأملاح المعدنية من التربة. لكن بعض الأنواع تنمو نموًا أفضل في الشمس، ويزدهر بعضها الآخر في الظل. وتختلف النباتات كذلك في مقدار الماء الذي تحتاجه، وفي درجة الحرارة التي تتحملها. وتؤثر هذه العوامل البيئية على سرعة نمو، وحجم كافة النباتات وتكاثرها.
يتأثر نموّ النباتات كذلك بطول فترات الضوء والظلام التي يتعرض لها. ولا تزهر بعض النباتات مثل الخسّ والسبانخ إلا عندما تكون فترة الإضاءة طويلة. وتُعرف هذ ه النباتات بنباتات النهار الطويل. وعلى العكس من ذلك، فإن نباتات زهرة النجمة وزهرة الذهب (الأقحوان) وبنت القنصل تعرف بنباتات النهارٍ القصير وتزهر فقط عندما تكون فترة الظلام طويلة. كما توجد نباتات أخرى مثل القطيفة، والطماطم لا تتأثر بطول فترة الإضاءة، وتعرف بالنباتات متعادلة اليوم.
وتتأثر النباتات كذلك بالبيئة التي تنمو بها بطرق أخرى. فعلى سبيل المثال، يبدي النبات حركة انحناء، تعرف بالانتحاء. وفي الانتحاء يتسبب منبه خارجي (قوة) في انحناء النبات نحو أحد الاتجاهات. وقد يكون النبات ذا انتحاء موجب أو انتحاء سالب تبعًا لانحناء النبات نحوه، أو بعيداً عنه. وتتم تسمية الانتحاء، تبعًا للمنبهات التي تسببه. فالانتحاء الضوئي انحناء ناتج عن الضوء. والانتحاء الأرضي انحناء تسببه الجاذبية، والانتحاء المائي يسببه الماء.
يبدي النبات النامي على نافذة انتحاءً ضوئيًا موجبًا عندما تنمو سيقانه وأوراقه نحو مصدر الضّوء. وعلى العكس من ذلك، تُظهر الجذور انتحاءً ضوئيًا سالبًا، وتنمو بعيدًا عن الضوء. وتبدي الجذور انتحاءً أرضيًا موجبًا. فإذا زرعت بذرة أو بصل مقلوب الوضع فإن جذوره تنمو إلى أسفل (نحو مصدر الجاذبية). وتبدي ساق ه ذه البصلة انتحاءً أرضيًا سالبًا، وتنمو إلى أعلى (بعيدًا عن مصدر الجاذبية). ويحدث الانتحاء المائي أساساً في الجذور، ويكون عادة موجبًا.
تتأثر بعض النباتات إذا ما لُمست. فعند لمس نبات الميموزا (المستحية) فإن وريقاته سريعًا ما تنطبق، وتتهدل فروعه نحو الساق، وتحدث هذه الحركة نتيجة تغير في الضغط داخل خلايا معينة. وتعود فروع ووريقات النبات إلى وضعها الأصلي بعد زوال تأثير المنبه.
كيف تتغير النباتات
تتنافس النباتات، مثل الحيوانات، على ضوء الشمس، والماء، وضروريات الحياة الأخرى. وتستطيع بعض النباتات ـ مثل بعض الحيوانات ـ النمو، والتكاثر أفضل من بعضها الآخر. وبعد آلاف السنين تكون النباتات مختلفة جدًا عن أسلافها. تتأقلم النباتات التي تستطيع البقاء مع بيئاتها خلال عملية تسمى الانتخاب الطبيعي أو البقاء للأصلح
منذ نحو 410 ملايين سنة، بدأ نمو الغابات في مناطق المستنقعات بالعالم. واشتملت النباتات في هذه الغابات البدائية على أسلاف للنباتات المعاصرة من مجموعة رجل الذئب، وذيل الحصان، والسرخسيات، وقد ظهرت في نفس هذه الفترة تقريبًا، أول البرمائيات والحشرات.
النباتات البدائية. ظهر أول نب ات على سطح الأرض منذ أكثر من 430 مليون سنة خلال حقب الحياة القديمة. وكانت هذه النباتات بسيطة للغاية، ولا تماثل أيًا من النباتات التي نشاهدها اليوم. ومن المحتمل أن أجسام هذه النباتات كانت تشبه العصي، وتفتقر إلى النسيج المتخصص لنقل الماء كما في النباتات الوعائية. ويعتقد كثير من علماء النبات أن هذه النباتات الأرضية البدائية كانت أسلافًا لنباتات وعائية بدائية. ولم يكن لأولى النباتات الوعائية ـ وهي النباتات الرينياوية ـ أوراق أو جذور. وكانت تتألف من سيقان تمتد على الأرض، وسيقان أخرى تنمو عموديًا ذات أفرع على شكل الحرف الإنجليزي Y. ومن المحتمل أن تكون هذه النباتات قد نمت إلى ارتفاع ما بين 60 و90 سم.
أبواغ السراخس تنمو في مجموعات تُسمى بثرات تتكون على السطح السفلي لأوراق النبات، كما هو موضح أعلاه. وتتركب كل بثرة من عديد من الأكياس البوغية التي تنشق لتنفتح وتنطلق منها الأبواغ.
وربما تطورت نباتات أكبر، وهي تسمى التريمروفية عن النباتات الرينياوية. والنباتات التريمروفية ذات جسم نباتي أكثر تعقيدًا، ولها سيقان وفروع عديدة، ولكن لم يكن لها أوراق، أو جذور. كما ظهرت نباتات وعائية أخرى صغيرة، هي النباتات ا لزوستيروفيلية بعد فترة قصيرة من النباتات الرينياوية، وربما انحدرت منها. ويعتقد بعض علماء النبات أن النباتات التريمروفية، والنباتات الزوستيروفيلية أسلاف لجميع النباتات الوعائية الموجودة حاليًا. ويرون أن السراخس، وذيل الحصان، والنباتات البذرية قد انحدرت من النباتات التريمروفية خلال تغيرات متلاحقة منذ نحو 408 إلى 360 مليون سنة. كما يعتقد أن مجموعة رجل الذئب، والحزازيات الريشية، ونباتات الرصن قد تطورت عن النباتات الزوستيروفيلية في نفس الفترة تقريبًا.
وعند بداية انتشار النباتات الوعائية الأولى على الأرض كانت الحياة على الكرة الأرضية تختلف تمامًا عمّا هي عليه الآن. فلم تكن ثمة أوراق تحدث حفيفًا في نسمات الهواء، وكانت هناك بضع حشرات تدب هنا وهناك. ولم تعش فقاريات (حيوانات ذات عمود فقري) على الأرض. ولكن، ومع تغير الظروف على الأرض، ظهرت نباتات وحيوانات جديدة. وخلال العصر الكربوني منذ نحو 360 إلى 290 مليون سنة ظهرت نباتات وعائية أكبر، وكست الأرض غابات هائلة من الأشجار التابعة لمجموعة رجل الذئب (الليكوبودية)، والسراخس، وذيل الحصان، والنباتات البذرية البدائية. واندثرت النباتات الضخمة لهذه الفترة، وتجمعت في مستنقع ات شاسعة كوّنت فيما بعد تراكمات هائلة من الفحم. ولقد كونت هذه النباتات معظم الفحم الموجود في أوروبا وفي شرقي الولايات المتحدة الأمريكية ووسطها وغربها.
صارت النباتات عارية البذور أكثر النباتات وفرة خلال حقب الحياة المتوسطة التي بدأت منذ نحو 240 مليون سنة. ومن أهم نباتاتها المخروطيات، السيكاسيات، والجنكات، وكانت تستخدم غذاء للديناصورات الضخمة التي كانت تتجول في الأرض خلال هذه الفترة. كما ازدهرت أنواع عديدة من عاريات البذور، لكنها اندثرت الآن. وظهرت أولى كاسيات البذور، أو النباتات الزهرية البدائية مع نهاية حقب الحياة المتوسطة، ومن أمثلتها المجنولية، والجميز، والصفصاف، وزنبق الماء، وعدد من النباتات الزهرية الأخرى الموجودة في الوقت الحاضر.
وخلال حقب الحياة الحديثة التي بدأت منذ نحو 63 مليون سنة، كست غابات كاسيات البذور معظم المناطق الاستوائية والمعتدلة في الأرض. وبدأ ظهور حيوانات أراضي الحشائش الطبيعية، وحيوانات الرعي الكبيرة في نهاية حقب الحياة الحديثة.
تخزين الماء. تكونت في العديد من الأنواع النباتية عبر السنين، أنظمة خاصة لامتصاص الماء وتخزينه مما هيأ لها البقاء في المناطق ذات الأمطار القليل ة، فلبعض الصبارات على سبيل المثال جذور تنتشر لمساحات كبيرة أسفل سطح التربة مباشرة، وتمتص الماء سريعًا من الأمطار الخفيفة، أو الفيضانات الفجائية التي تحدث في الصحراء. وتختزن الصبارات الماء في سيقانها العصارية.
تحورت أوراق الصبّارات خلال الانتخاب الطبيعي إلى أشواك. ونتيجة لهذا التأقلم، تقلص سطحها الأخضر كثيرًا عن معظم النباتات التي في حجمها ـ وبالتالي قلَّ فقدها للماء عن طريق النتح. ولما كان لأوراقها هذا الشكل الخاص فإن التركيب الضوئي يحدث في سيقانها. وإذا لم يتيسّر للصبارات الماء من خلال جذورها، فإنها تستخدم المخزون بها من الماء خلال التركيب الضوئي.
ولقد تأقلمت كذلك نباتات التُّندرا مع ظروف الجفاف الناتجة عن الأراضي المتجمدة بحيث كانت سطوح أوراقها مقاومة بشكل خاص لفقد الماء، حيث تكون صلبة، ومصقولة، أو غزيرة الشعيرات. وإضافة إلى ذلك، فنباتات التندرا تنمو قريبًا من سطح الأرض، حيث تكون مغطاة بالجليد، وبالتالي تتجنب الرياح الشديدة في هذه المناطق.
.
الخميس 19 مايو 2011 - 15:24
