جذر (نبات)

جذر أحد النباتات
جذر أحد النباتات
جذر أحد النباتات

الجذر Rootهو واحد من خمسة أعضاء مهمة موجودة في النبات الجذر وهو أول الأعضاء ظهوراً وينمو مثالياً تحت التربة واستثنائياً فوقها وقمة الجذر النهائي تنمو تحت الأسفل ولا يتشكل عليه أوراق ولا براعم متخصصة. ونتيجة تواجده تحت سطح التربة و ارتفاع كلفة الدراسات والأجهزة التي يجرى بها الدراسة وصعوبة تطبيق فاعلية الأجهزة باختلاف أنواع الترب لم ينل حظه الوافر من الدراسات .

ولذلك أكثر من يهتم بالجذر هم دارسي علم الفيزيولوجيا (علم وظائف الأعضاء) من أجل ذلك وجدت البيئات المخبرية السهلة مثل (الرمل والماء والهواء) . والقراءات التي تؤخذ للجذر بعد انتهاء الدراسة هي عديدة مثل: الطول ـ الشكل ـ اللون ـ درجة الافتراش العرضي - مريض أم لا - نوع التفرعات الجذرية - المساحة التي يشغلها - الوزن الجاف له .

فهرست

أنواع الجذور

1 - جذور المتسلقة: ان النباتات ذو السوق الضعبف تكون جذورها لزجه وتتسلق فوق الارض وتبتعد عن ضوء الشمس وتنمو في المباني.

2 - جذور مائية: هي جذور معلقه فوق الماءوهي رفيعه و طويله و تأخذ خلايها مسافات كبيره كي يسهل عليها امتصاص الأكسجين من الماء.

3 - جذور متطفلة: بعض النباتات تتطفل لانها لا تصنع غذائها بنفسها و لا تحصل على الماء فترسل جذورها الماصه في الساق أو جذور نبات اخر تسحب منها الماء والغذاء.


أهم وظائف الجذر

  • النقل .
  • الامتصاص .
  • اصطناع المواد العضوية .
  • خزن الغذاء .
  • إيجاد صلة بين النباتات و المتعضيات الحيوية .
  • التكاثر.

النقل للماء والغذاء بواسطة الأنسجة المتخصصة(الأوعية الخشبية - الأوعية اللحائية). الامتصاص للأملاح المعدنية و الماء و المتحلل من العضويات عن طريق الالتصاق بهذه المواد و يكون الدخول إلى الجذر عبر فرق التركيز بين خلايا الجذر و البيئة التي ينمو فيها الجذر (ظاهرة الامتصاص ) و هذه الوظيفة تقوم بها بشكل عام الأجزاء الفتية من الجذر و ليس الأجزاء الهرمة ويكون المسؤول عنها إما خلايا البشرة أو الأوبار الماصة الناشئة من خلايا البشرة . ويجب أن نعرف أن النبات يحصل على نسبة كبيرة من مائه و غذائه عن طريق الجذر وفق الترتيب التالي من ألأسفل للأعلى:

  • 40% من الربع الأول من الجذر
  • 30% من الربع الثاني من الجذر
  • 20% من الربع الثالث من الجذر
  • 10% من الربع الرابع من الجذر

وهذا التقسيم يفيدنا جداً في معرفة كيفية التعامل مع عملية تسميد التربة والري.

خزن الغذاء حيث يتحور الجذر إلى وظيفة تخزينية ففي ثنائيات الفلقة فإن كامل الغذاء المرسل إليه عبر اللحاء يستهلك جزء صغير منه ويخزن الباقي. مثل: اللفت والشوندر

أما في أحاديات الفلقة فإن الغذاء يستهلك ولا حاجة له لتخزينه لأنها نباتات حولية حيث يستعمل الغذاء فيها للنشاط الانقسامي مثل القمح والشوفان والشعير.

وفي ثنائيات الحول مثل: البقدونس والشوندر والجزر فإن الغذاء المخزن في الجذر خلال العام الأول يستهلكه النبات في العام التالي لإنتاج بذور أو وحدات تكاثرية.

إيجاد صلة بين النباتات و المتعضيات الحيوية الأخرى الموجودة في التربة : مثال: بكتريا العقد الجذرية المثبتة للآزوت الجوي في جذور البقوليات مثل العدس وفول الصويا والفول العادي حيث أن هذه الجذور تقوم بإفراز مواد خاصة تتغذى عليها هذه البكتريا فتقوم هي بدورها بتثبيت الآزوت الجوي محققة الفائدة للتربة والنبات معاً.

للجذر وظيفة تكاثرية كما في نباتات البطاطا الحلوة و الهليون و الفصة التي تعتمد على جذورها في التكاثر بعد رعيها من قبل الحيوانات .

طبيعة نمو وتعمق الجذور في التربة

أنظمة الجذور في نباتات البراري.

وزن الجذر يشكل ربع أو ثلث أو نصف وزن المجموع الخضري. أما المساحة فإنها تصل إلى 20 ـ 30 ضعف مساحة المسطح الورقي و لو أخذنا بعين الاعتبار الشعيرات الماصة التي كانت و زالت لبلغت المساحة 100 ضعف و هذه الصفة تساهم كثيراََ في زيادة مساحة التلامس مع الماء والأملاح المعدنية الموجودة في التربة .

وأما معرفة نمط ودرجة تعمق الجذر فإنها تحدد في كثير من الأحيان طريقة الري و طريقة التسميد وهي متعلقة غالباً بالعوامل الوراثية وظروف التربة الرطوبية فمثلاً :

أعماق الجذر : الفصة من 5ــ7 م - الذرة من 1.5-2 م - الصباريات 20 - 30 سم - أما الأشجار تصل لأعماق 15 م - التبغ 2-2.5 م

جدول ( 1) يوضح التباين في مواصفات الجذور حسب اختلاف المحصول

المحصول- نوع المجموع الجذري - المدى الفعال للامتصاص قمح ليفي 115 سم شوفان ليفي 75 سم ذرة صفراء ليفي 105 سم شمندر سكري وتدي 30 سم فول صويا وتدي 30 سم فصة وتدي 120 سم


جدول (2) يوضح التباين في مواصفات الجذور حسب اختلاف المحصول

المحصول أقصى عمق تصل إليه الجذور الانتشار الجانبي قمح 210 سم 20-30 سم شوفان 120 سم 20 -30 سم ذرة صفراء 180 سم 105 سم شمندر سكري 60 سم 30 - 60 سم فول صويا 60 سم 60 سم فصة 70 سم 60 سم

أجزاء الجذر

Aerating roots of a mangrove
The growing tip of a fine root
The stilt roots of Socratea exorrhiza

قمة الجذر

ينمو الجذر طوليًا في منطقة القمة عند الطرف، وتسمى منطقة النمو النسيج الإنشائي القِمّي، والنسيج الإنشائي هو أي جزء من نبات تنقسم فيه الخلايا بمعدلات سريعة لتكوين خلايا جديدة باستمرار. وتغطي النسيج الإنشائي القمي قلنسوة الجذر، وهي مجموعة خلايا قمعية الشكل. وتقوم قلنسوة الجذر بحماية قمة الجذر الرقيقة من أي تلف أثناء نمو الجذر في الطول وتندفع القمة داخل التربة.

والخلايا المنتجة بوساطة النسيج الإنشائي القمي كلها صغيرة ومتشابهة تقريبا. وفي منطقة الاستطالة خلف النسيج الإنشائي القمي مباشرة تنمو الخلايا طوليًا بسرعة عالية. وتقع منطقة النضج، خلف منطقة الاستطالة، وهناك تتميز الخلايا (أي تأخذ تركيبا ومظهرًا مختلفين حسب وظائفها في الجذر الناضج). وتبلغ المسافة من قمة الجذر إلى منطقة النضج بضعة مليمترات.

الأنسجة الخارجية

تعرف الطبقة الخارجية من خلايا الجذر بالبشرة. وتخدم كنوع من الجلد يخفي الأنسجة أسفله. وتنمو من البشرة فروع جانبية صغيرة شبيهة بالشعر تسمى الشعيرات الجذرية التي تمتص غالبية الماء والمعادن التي يأخذها النبات من التربة. وفي معظم أنواع النباتات تعيش الشعيرات الجذرية لأيام قليلة فقط، وتحتل منطقة الشعيرات الجذرية الواقعة فوق قمة الجذر، ويبلغ طول هذه المنطقة بضعة مليمترات فقط.

تقع إلى الداخل من البشرة مباشرة طبقة سميكة من الخلايا المستديرة تسمى القشرة، وتحتوي هذه الخلايا على مخزون من الغذاء والماء، وتكوّن الطبقة الداخلية من خلايا القشرة البشرة الداخلية.

اللب أو الأسطوانة المركزية

هو الجزء المركزي من الجذر وتسمى طبقة خلاياه الخارجية الدائرة المحيطية. تحتوي المنطقة الداخلية للدائرة المحيطية على نوعين من الأنسجة؛ نسيج الخشب ونسيج اللحاء. ويشمل نسيج الخشب صفوفا من الخلايا الأنبوبية الميتة تسمى الأوعية تقوم بتوصيل الماء والمعادن عبر الساق إلى الأوراق. ويشتمل اللحاء في الغالب على صفوف من الخلايا الحية الطويلة التي تعرف بالأنابيب الغربالية. وتختص هذه الخلايا بنقل الغذاء من الأوراق إلى أسفل للاستهلاك أو للتخزين في الجذر. ويكون نسيج الخشب في معظم الجذور نمطا في شكل النجمة أو شعاع العجلة (خشبة تصل بين مركز العجلة ومحيطها). ويقع اللحاء بين رؤوس النجمة أو بين الأشعة.

الأنسجة الثانوية

كل الأنسجة التي تم وصفها حتى الآن أنسجة ابتدائية. وتتميز هذه الأنسجة عن خلايا مستمدة من النسيج الإنشائي القمي. وكثير من النباتات التي تعيش لعام واحد تحتوي على أنسجة ابتدائية فقط في جذورها. لكن النباتات الأخرى، خصوصـًا تلك التي تعيش لأكثر من عام واحد، تحتوي على أنسجة ثانوية في جذورها، بالإضافة إلى الأنسجة الابتدائية. ويزيد نمو النسيج الابتدائي من طول الجذر، بينما تزيد الأنسجة الثانوية من سمك الجذر. وينتج عن نمو النسيج الثانوي الجذور الخشبية الكبيرة ذات اللون البني للأشجار والجنبات والنباتات الأخرى التي تعيش لعدة سنوات.

تنمو الأنسجة الثانوية من نوعين من الأنسجة الإنشائية. يسمى أحدهما مولد الفلين وينشأ تحت البشرة، وغالبا في الدائرة المحيطية. وينتج خلايا فلينية باتجاه الطبقات الخارجية من الجذر. وحينما يتمدد الفلين إلى الخارج تموت البشرة الداخلية والقشرة والبشرة الخارجية وتتقشر وتتساقط، ويحل مكانها الفلين الذي يصبح الطبقة الخارجية التي تغطي الجذر. أما النسيج الإنشائي الثانوي الآخر (الكمبيوم أو النسيج المولد) فيقع بين نسيج الخشب الابتدائي واللحاء الابتدائي، وينتج خلايا نسيج الخشب الثانوي في اتجاه مركز الجذر، وخلايا اللحاء الثانوي في الاتجاه الخارجي

العوامل المؤثرة على نمو الجذور

1. الانتحاء 2. العوامل الو راثية 3. مستوى الرطوبة الأرضية 4. درجة الحرارة 5. خصوبة التربة 6. طبيعة التربة 7. تهوية التربة ووجود الأوكسجين.

أنواع الانتحاء

Cross section of a mango tree

الانتحاء و يعرف بأنه استجابة الجذر للظروف البيئية السائدة ويحدد شكل واتجاه الجذر. أنواعه : a- انتحاء أرضي موجب يستجيب الجذر للجاذبية الأرضية .

b - انتحاء مائي موجب ويستجيب الجذر بأن يتوجه إلى أماكن الرطوبة العالية. C- انتحاء ضوئي سالب يخالف فيه الجذر مصدر الضوء .

مخطط انتشار الجذور لنفس النبات وفقاً للرطوبة المتاحة في التربة

العوامل الو راثية هي التي تحدد شكل الجذر و طبيعة نموه ففي ثنائيات الفلقة هو وتدي و في أحاديات الفلقة شكله ليفي و معلوم أن الجذر الوتدي ينشأ من البذرة ويخرج منه مجموعة من التفرعات كما في ثنائيات الفلقة مثل: الفول وفول الصويا والفصّة وقد لا يتفرع كما في الجزر والشوندر المنزلي الأحمر. أما في أحاديات الفلقة فإن المجموع الجذري الليفي تكون الجذور فيه عارضة (عرضية) مثل القمح والبصل.

مستوى الرطوبة الأرضية

كلما انخفض معدل الرطوبة في طبقة من التربة ازداد تعمق الجذور. نبات العاقول 15م طول جذره أما الصبار جذوره سطحية لأنه ينمو في بيئات رملية خفيفة لذلك مجموعه الجذري سطحي حيث أن أي هاطل مطري إما أن يتبخر او يبقى في السطح لذلك لابد من الاستفادة منه. أيضا َيجب أن نعلم أن ازدياد الرطوبة في التربة (التربة الغدقة) يؤدي إلى أن نمو الجذور يتوقف نهائياً بسبب عدم توفر الأكسجين و يتوقف نمو الجذور على معدل الأمطار السنوي وبطبيعة توزيعه أثناء العام فقلته توسع المجموع الجذري والعكس صحيح .

درجة الحرارة

عموما الجذور تنمو في أوساط حرارية أدنى في تلك التي ينمو فيها الساق و الأوراق وحرارة التجمد المنخفضة تؤدي إلى تثبيط كثير من العمليات الكيميائية او تخريب النظام الأنزيمي للجذر و تؤدي إلى تقطع الجذور .

طبيعة التربة

في الترب الكتيمة الثقيلة نمو الجذور فيها ضعيف وذو بنية قاسية خاصة , أما في الترب الخفيفة فهو ينتشر بسهولة. خصوبة التربة :كلما زادت زاد النمو والعكس صحيح .

أوكسيجين التربة

إن الهواء يشكل من 20ـ25%من حجم التربة و لدينا منه 20% O2 وهو ضروري لتنفس الجذور والنبات ككل وعند نقص الأوكسجين فإن الجذور وكائنات التربة الأخرى يتوقف نشاطها وتزداد كمية ثاني أكسيد الكربون CO2

تصنيف الجذور

"تصنيفها حسب بيئة النمو والتي تمتص منها ماؤها وغذاؤها .

  1. بيئة ترابية: قد تنمو الجذور كلياََ تحت سطح التربةمثل نبات القطن والشوندرأ و جزئياََ كما في نبات الذرة الصفراء أو كف مريم أو تين المطاط
  2. بيئة مائية: كما في نبات عدس الماء و ابن سينا بحيث تنمو جذوره في الطبقة العليا من سطح الماء , ولا تبلغ قاعه.
  3. بيئة هوائية : كما في جذور نبات تين المطاط و قلب عبد الوهاب الجذور العارضة ذاتية التغذية و شرهة للرطوبة و عندما تصل للتربة تمتص الغذاء و عادة ما تقوم هذه الجذور بالتمثيل الضوئي
  4. بيئة نباتية : كما في نبات الحامول و الدبق الأبيض حيث يرسل النبات ممصاته ليخترق نسيج اللحاء في ساق بعض النباتات المجاورة ليمتص منها الغذاء الجاهز من النسغ الكامل
  5. بيئة ترابية متحركة : أي جذور شادة متقلصة تعمل على شد النبات إلى أسفل التربة و أشهرها الأبصال كما في السوسن و الكورمات كما في الزعفران الذي تنشأ جذوره من قاعدة الساق (عارضة) وتشده إلى الأسفل لحمايته من العوامل البيئية. إذاً كلها تقوم جذورها بحركة شد البصلة أو الساق لتبقيها تحت سطح التربة حفاظاً على النبات من العوامل البيئية الخارجية.

تصنيف الجذور بطريقة المجاميع

  1. مجموع جذري ليفي : وهي جذور عرضية وتنشأ من أي جزء ما عدا الجذر الأولي الذي يموت مبكراً أو ينمو ضعيفاً. ويلاحظ تفرع هذه الجذور العارضة في بعض الأحيان إلى ثانوية وثالثية. كما في الأقماح.
  2. مجموع جذري وتدي : قد يكون مغزلياََ كما في الشوندر أو مخروطياََ كما في الجزر أو وتدي متكور كما في اللفت و هذا الجذر ينشأ و يتضخم انطلاقاََ من الجذير الأولي وتختص به ثنائيات الفلقة وعريانات البذور ويمتاز بسيطرة الجذر الرئيسي مدى حياة النبات.
  3. مجموع مختلط : كما في نبات الفريز الحراجي أي نميز فيه ليفي و وتدي معاََ

أهم تحورات الجذر

تتغير الجذور بشكلها و وظيفتها تبعاََ للظروف البيئية المحيطة و لما هو مطلوب منها من قبل النبات، فقد تتحور إلى وظيفة ادخارية أو وظيفة تكاثرية أو وظيفة شدّ تبعاً لغنى وفقر التربة بالماء، أو لتتعايش مع الفطور، فكل هذه هي تحورات أهمها: جذور ادخارية ( برانشيم القشرة أو برانشيم الخشب ) : وتقسم إلى

  1. ادخارية لحمية هي جذور وتدية رئيسية التراكم فيها يكون في برانشيم القشرة كما في الجزر أو في برانشيم الخشب كما في الفجل.
  2. ادخارية درنية هنا يوجد للجذر تفرع يتضخم ليقوم بعملية التخزين كما في نبات البطاطا الحلوة و الأضاليا و زهر الهواء الخشن .

فطور جذرية: مثل نبات قرن الغزال أي أن هناك نباتات تحقق تغذيتها على حساب فطور تتغذى على الشعيرات الماصة في النبات و الجذر يمتص غذاءه عن طريق تلك الفطريات.

جذور شادة عرضية مثل الأبصال نبات الزعفران والبصل العادي.

جذور هوائية

وتنقسم الى:

أ- جذور داعمة عرضية: تنمو من عقد الساق كما في الذرة الصفراء والقصب.

ب- جذور مساعدة عرضية: تنمو من أفرع الساق الطولية ولها وظائف مختلفة في التنفس والتغذية وامتصاص الرطوبة الجوية كما في نبات تين المطاط.

ج- جذور تنفسية عرضية: كما في نبات ابن سينا حيث تخرج الجذور التنفسية خارج سطح الماء انطلاقاً من الجذر الرئيسي لتتنفس هوائياً. وتغطى هذه الجذور التنفسية بالفلين ويتم التنفس عن طريق فتحات تدعى بالعديسات داخل الماء أحياناً.

د- جذور متسلقة عرضية: تخرج من السوق الضعيفة لبعض النباتات فتؤمن لها فرصة الصعود والالتصاق بالجدران وأفرع الأشجار لنيل حصتها من الضوء وهي غالباً نباتات غابوية كنبات اللبلاب حيث أن هذا النبات لا يقوى على الالتصاق لذلك تخرج من ساقه جذور متسلقة عرضية وهذه الجذور تؤمن تغذية ضعيفة لأنها فقيرة بالأوعية وغنية بالخشب. وبشكل عام تساهم الجذور الهوائية في التمثيل الضوئي.

جذور ليفية عرضية'

مثل نباتات الفصيلة النجيلية - القمح والشعير

جذور ممصية عرضية: كما في نبات الحامول والهالوك ، في نبات الحامول يُرسل النبات جذوره خارج التربة لتلتصق بممصاتها على سوق النباتات المجاورة، وفي نبات الهالوك مع الباذنجانية يُرسل النبات جذوره داخل التربة لتلتصق بممصاتها على جذور النباتات المجاورة.

عمق التجذير

Species Location Maximum rooting depth (m) References[1][2]
Boscia albitrunca Kalahari desert 68 Jennings (1974)
Juniperus monosperma Colorado Plateau 61 Cannon (1960)
Eucalyptus sp. Australian forest 61 Jennings (1971)
Acacia erioloba Kalahari desert 60 Jennings (1974)
Prosopis juliflora Arizona desert 53.3 Phillips (1963)


أهمية الجذور

1.التغذية الإنسانية مثل( الجزر- الفجل) و التغذية الحيوانية مثل( الشوندر العلفي- اللفت العلفي) 2.زيادة خصوبة التربة ( البقوليات ) 3.المحافظة على تماسك و ثبات التربة 4.تهوية التربة 5.لها فوائد طبية عديدة كنبات البقدونس و الفجل و الجزر 6.فوائد عطرية فتستعمل في التوابل كما في نبات (الفجل البلدي) 7.تستخدم في صناعة الأصبغة النباتية الصحية الغذائية مثل (جناء الفول ) المكحلة الغنية بالأنثوسيانين ختاماً من المستحيل أن تنمو النباتات الراقية دون جذورها أما النباتات الدنيا فليس لها مجموع جذري .

البنية التشريحية للجذر

Roots can also protect the environment by holding the soil to prevent soil erosion

البنية التشريحية للمقطع الطولي :

1. القلنسوة 2. منطقة خلايا المركز الهامد 3. منطقة النسج غير المتمايزة 4. منطقة الأوبار الماصة 5. المنطقة الفلينية

القلنسوة

هي - مجموعة من الخلايا البارانشيمية الحية وتكثر فيها الفجوات وتتآكل باستمرار - في النوع النباتي الواحد حجمها دائما ثابت ولكن الحجم متغير بين الأنواع - طولها لا يزيد عن (1مم) - مكان تواجدها في قمة الجذر من الأسفل بشكل عام في كل النباتات ما عدا النباتات المائية إلا في حالة نبات الياسنت المائي الذي تحيط بجذوره الطافية قلنسوة طولها 1 سم لتحميه من الحشرات وعادة ماتحيط إحاطة كاملة بمخروط قمة النمو الميريستيمي للجذر .


منشأها

- ميرستيم الكاليبتروجين الذي يقع بين مخروط النمو والقلنسوة في أحاديات الفلقة مثل القمح . - ميرستيم الكاليبتروجين والديرماتوجين في ثنائيات الفلقة مثل الفول . وظائفها : 1- حماية القمة النامية. 2- مركز للانتحاء الارضي الموجب. 3- مصدر غني بالطاقة للخلايا الجنينية. 4- تسهل اختراق الجذر للتربة بفضل الإفرازات المخاطية الناتجة عن خلاياه.

منطقة خلايا المركز الهامد

وظيفتها: تلوين المواد المشجعة على الانقسام مثل الهرمونات أو أنها تقوم بتصنيع تلك الهرمونات . خلاياها تتصف بما يلي: 1- البروتين فيها تركيزه منخفض. 2- الDNA وال RNA كميتها قليلة. 3- السيتوبلاسم فيها قليل. 4- الشبكة الإندوبلاسمية(البلاسما الداخلية) كميتها قليلة. 5- كمية الميتاكوندريا فيها قليلة . ووجد أن عدم نشاطها يعود لموقعها وليس لصفات خاصة بالنسيج فمثلاً لو زرع هذا النسيج في بيئة ملائمة فإنه ينشط وينقسم .


منطقة النسج غير المتمايزة

وظيفتها: مسؤولة عن نمو الجذور طولاََ ويعود ذلك إلى : 1- الانقسام المتكرر 2 - تطاول هذه الخلايا

أقسامها

1- منطقة الميرستيم القمي . 2- منطقة الاستطالة . وهي منطقة مخروطية خلاياها تنقسم باستمرار وذلك لتعويض الخلايا التي فقدت بالاستطالة أو بالتمايز . وتتصف خلاياها بما يلي : _طولها لا يتجاوز(1مم). _فجواتها معدومة( لقلة الفضلات). _البروتوبلاسم كثيف ومركز. _لونها أصفر. _أنويتها ضخمة. -جدرها رقيقة.

منطقة الاستطالة ( منطقة الأوبار الماصة )

"طولها(1ـ10مم) خلاياها لا تنقسم بل تستطيل ويختلف معدل الاستطالة من(2-10مم) يومياََ حسب كل نبات. وتضم :

منطقة الأوبار الماصة

طولها من(1.5ـــ 2مم) وتمتاز بأنها تتقدم باستمرار مع نمو الجذر وهي في حالة تجدد مستمر أي تنشأ أوبار فتية دائماََ من استطالة خلايا البشرة وبالتالي فإن الأوبار تلامس تربة جديدة دائماََ مع كل اندفاع جديد نحو الأسفل من قبل الجذر وهذا يفيدنا في معرفة أهمية الأوبار الماصة في اختيار النباتات المتحملة للجفاف ومعدل الاستطالة اليومي يختلف من نبات إلى آخر فهو من 2 - 10 ملم يومياً .

أصل الوبرة الماصة

خلية بشرة تطاول جدارها الخارجي وشكل نتوءاََ هاجر إليه كل من السيتوبلاسما والنواة. ولهذه الوبرة إفرازات مخاطية و تفيد في:

1- التصاقها بحبيبات التربة. 2- تفكيك المركبات الكيميائية وخاصة الفوسفورية منها. 3- تقوم الوبرة بامتصاص محلول التربة وبالتحديد شوا رده وإذا غابت الشوارد المعدنية من الوسط أو لم تتوفر في منطقة الامتصاص فبعض النباتات تعتمد على الفطور في عملية التغذية.

طول الوبرة يصل إلى(1مم) ففي(1مم2) من جذور الذرة مثلاَََََََ يوجد(1900وبرة) . والطول الكلي للأوبار الماصة يصل إلى (4 كم) لنبات الذرة. أوبار جذور نبات الكوسا خلال كامل موسم النمو يصل طولها إلى (25كم). ويمتد عمر الوبرة من (10ــ20 يوم) وقد تتخشب الوبرة في الظروف الجافة أو الرطبة فتكتسب صفة الديمومة كما في نبات الغلاديتشيا.

المنطقة الفلينية

وهي منطقة الجذور الجانبية وهي المنطقة الأقرب إلى سطح التربة وتحاط بطبقة من الفلين وفيها تكون النسج قد أكملت تمايزها وتشكل المساحة العظمى من الجذر، ومنها نلاحظ نشوء جذور جانبية.

"البنية التشريحية للمقطع العرضي للجذر

تقسم بنية الجذر إلى :

  1. بنية ابتدائية
  2. بنية ثانوية

البنية الابتدائية للجذر

إن جميع جذور النباتات تحتوي على نفس البنية الابتدائية وخاصةً في منطقة الأوبار الماصة وما يعلوها. وتتألف هذه البنية من مجموعة من النسج الأولية والتي تمايزت عن نشاط النسيج الجنيني الأولي وفي حال قمنا بعمل مقطع عرضي في جذر نبات فإننا سوف نلاحظ أسطوانتين لهما نفس المركز:

- تسمى الخارجية منها بالـ (Cortex) أي القشرة الأولية - أما الداخلية فهي الاسطوانة الوعائية المركزية.

لتوضيح مفهوم القشرة الأولية:

فإنها تقسّم إلى عدة طبقات من الخلايا وهي من الخارج إلى الداخل: أدمة خارجية - أدمة متوسطة - أدمة داخلية. وفي عريانات البذور مثل الصنوبر وثنائيات الفلقة يكون عمر هذه القشرة قصير نسبياً لأن الكامبيوم يتمايز وبسرعة ليشكل البنية الثانوية والتي تحلّ مكانها. أما في أحاديات الفلقة فإن القشرة الأولية تستمر طيلة حياة النبات ولكن تساندها نسج متفلنة داعمة تلي البشرة الخارجية تماماً، ومن الطبيعي أن يزداد قطر الجذر في الحالة الأولى ولا يزداد في الحالة الثانية .

أقسام القشرة الأولية

الأدمة الخارجية

وهي طبقة واحدة أو عدة طبقات، وهي نسيج واقي، وفي منطقة الأوبار الماصة تستطيل خلاياها ومع نمو الجذر تتمزق الشعيرات ويحلّ مكانها الطبقة الخارجية للأدمة المتوسطة ويتم هذا عادةً في منطقة النضج وتغدو الخلايا متفلنة الجدران ما عدا بعض الخلايا التي تخلو من التفلن لتسمح بمرور الماء والغازات.

الأدمة المتوسطة

خلاياها كبيرة ضخمة مستديرة رقيقة الجدار تحتوي على النشاء أحياناً. ولا تحتوي على اليخضور باستثناء: - الجذور التي تنمو في الضوء كما في جذور النباتات المائية (نبات ابن سينا). - جذور تنفسية كما في تين المطاط.

الأدمة الداخلية (البشرة الداخلية):

وهي صف واحد من الخلايا المتراصة وتمتاز خلاياها بأنها وفي مراحل متقدمة يحصل عليها ترسب عندئذٍ تسمى بشريط كاسبار، ويختلف شكل الترسب ما بين أحادي الفلقة وثنائي الفلقة فهو في أحادي الفلقة يكون بشكل حرف (U) وفي ثنائي الفلقة يكون بشكل مماسي. شريط كاسبار و خلايا العبور :

هو خاصية البشرة الداخلية للجذر. إن وظيفة البشرة الداخلية حتى الآن غير أكيدة إلا أنه يعتقد أن الترسبات الآنفة الذكر تمنع مرور الماء والذائبات خلال جدران الخلايا وتحصره فقط ضمن البروتوبلازم الحيّ لخلايا البشرة الداخلية حيث تحدث عملية انتقاء واختيار وترتيب الدور.

في أحاديات الفلقة تبقى بعض خلايا البشرة الداخلية بدون تغلظ وتدعى بخلايا المرور أو العبور (Passage cell) ومن خلالها يتم تأمين كل التبادل المائي والغذائي ما بين الاسطوانة المركزية والقشرة وما يليها (أي التربة). بينما في ثنائيات الفلقة لا توجد مثل هذه الخلايا لأن طبيعة التغلظ تسمح بأن تكون هذه الخلايا قابلة للتبادل بدون أي عائق.

دور طبيعة التغلظ

إن طبيعة التغلظ تفرض حقيقة هامة :

1.وهي أن البشرة الداخلية في ثنائيات الفلقة هي عبارة عن نسيج مولد يمكن أن يتحول إلى نسيج قسوم يؤدي بانقسامه الطولي إلى زيادة ثخانة قطر البشرة الداخلية التي تتماشى مع زيادة ثخانة قطر الاسطوانة المركزية الناجم عن نشاط الكامبيوم.

2.بينما في أحاديات الفلقة فإن طبيعة التغلظ تعيق عملية الانقسام من جهة ولا داعي أصلاً لانقسام البشرة الداخلية لعدم وجود نمو ثانوي من جهة أخرى. وإن هذا يفسر أن الجذور الجانبية في أحاديات الفلقة تنشأ من المحيط الدائر. وليس من النشاط الانقسامي للبشرة الداخلية + المحيط الدائر كما في ثنائيات الفلقة.

وظائف نسيج القشرة

1- هي مسالك لانتشار الماء والغازات بفضل كثرة المسافات البينية بين خلاياها. 2- تخزين الغذاء كما في ثنائيات الفلقة . 3- نقل الماء والأملاح الممتصة من قبل الشعيرات الجذرية إلى خلايا الأوعية الناقلة التي هي داخل الاسطوانة المركزية. وينتقل الماء والأملاح عادة بالآليات التالية:

1- نتيجة الاختلافات الحادثة في الجهود الأسموزية ما بين الخلايا. 2- نتيجة الفروق في تراكيز الأيونات بين الشعيرات وخلايا القشرة. 3- نتيجة فقد الماء من الأجزاء الهوائية. ويجب أن تتصادف الخلايا الغير متفلنة مع خلايا العبور وهذه الخلايا بدورها يجب أن تلتقي دائماً مع أوعية خشبية ناقلة في أحاديات الفلقة. إن القشرة نسيج سميك في ثنائيات الفلقة وخلاياه أصغر وقليل السماكة في أحاديات الفلقة. والسبب يعود لميزة التخزين كما في الشوندر السكري والجزر و البقدونس . الأسطوانة المركزية :

إن جميع البذريات تمتاز بوضوح الاسطوانة المركزية التي تستقل وتنفصل عن القشرة.

- تمتاز الجذور أيضاً بوضوح اسطوانتها أكثر من السوق لأنها متصلة في أكثر امتداداتها في الجذور بينما في الساق فإن الاسطوانة المركزية تفاجئ دوماً بانقطاعات بسبب أماكن خروج الأوراق. وتتألف الاسطوانة المركزية من:

  • الحزم الوعائية الناقلة (الجهاز الناقل)
  • الكامبيوم
  • المحيط الدائر
  • المخ

المحيط الدائر

وهو صف واحد من الخلايا، يحيط بالحزم الوعائية، وهو يلي البشرة الداخلية، خلاياه برانشيمية ، جدرانه رقيقة. ولكن نصادفه في عريانات البذور مؤلف من أكثر من صف من الخلايا أو في بعض أحاديات الفلقة مثل النخيل والآجاف وبعض ثنائيات الفلقة مثل الفول العادي والعدس.

وقد نشاهد نباتات مائية لا تحتوي على هذا المحيط الدائر أبداً (لأنها ليست بحاجة إلى جذور جانبية)،وفي ثنائيات الفلقة تتخشب خلايا هذا المحيط الدائر لأنها تمتلك بنية ثانوية داعمة إذاً هو ذو نشاط انقسامي عالي لذلك يعتبر من النسج الميرستيمية .

وينشأ عن نشاط المحيط الدائر جذور جانبية في عريانات ومغلفات البذور لذلك نسميه طبقة مولدة للجذور ويساهم أيضاً في تشكيل الكامبيوم الوعائي والعكس صحيح أي أنه يمكن أن ينشأ المحيط الدائر عن نشاط الكامبيوم. لذلك تكون وظيفة المحيط الدائر المساهمة في تشكيل الكامبيوم الوعائي والمساهمة في تشكيل الجذور الجانبية.

الحزم الوعائية الناقلة (الجهاز الناقل)

وهي حزم متناوبة من الخشب واللحاء وعدد الحزم يختلف من نبات إلى آخر فهي حزمة واحدة من نبات كمأة الماء أو من حزمتين في نبات الملفوف أو رباعية الحزم في نبات الفول وخماسية الحزم في الحوذان وسداسية الحزم في البصل. إن أول الأوعية الخشبية تشكلاً يكون قريباً من المحيط الدائر ويدعى بالخشب الابتدائي بينما الأوعية الأقرب إلى المركز هي خشب تالي .

في كل من أحاديات الفلقة وثنائيات الفلقة يكون الخشب الابتدائي ناجم عن انقسام وتمايز خلايا النسج الجنينية الأولية ولذلك يكون تمايز الخشب من المحيط نحو المركز .

ويمتاز الخشب الابتدائي بأنه أوعية قابلة للاستطالة وتحدث فيها ترسبات للخشب (حلزوني- حلقي) أما الخشب التالي تحدث فيها ترسبات للخشب (سلمي- شبكي- منقر).

أما بالنسبة للحاء ينطبق عليه نفس الكلام ما عدا موضوع التغلظ أو الترسب، وفي الجذر تكون كتلة الخشب أكبر من كتلة اللحاء وينتشر بين الخشب واللحاء خلايا برانشيمية.

وظيفة الأوعية الخشبية

1- توصيل المغذيات نحو الساق والأوراق باتجاه علوي. 2- إكساب الجذر صلابة. 3- تلعب دوراً في توصيل الأغذية المخزنة في الجذر. وظيفة اللحاء هي نقل الغذاء من الأوراق إلى باقي خلايا النسج النباتية. إن التواجد التبادلي بين الخشب واللحاء في الجذر يجعلهما على اتصال مباشر كلاهما مع قشرة الجذر. بحيث يمركل من الماء والأملاح إلى الاسطوانة الوعائية بدون عائق , أو يمر الغذاء إلى القشرة (أي بالعكس) لتخزنه وبدون عائق أيضاً سواء أحادي أو ثنائي الفلقة.

مفهوم البنية الثانوية

إن جميع الأنسجة التي ذُكرت سابقاً هي نسج ابتدائية تنشأ من نشاط النسيج الجنيني الموجود في قمة الجذر.

جذور أحاديات الفلقة بنيتها الابتدائية دائمة لا تحصل فيها أية تغيرات ما عدا الجذور الجانبية.

أما في ثنائيات الفلقة وعريانات البذور فخلال تطور الجذر تتمايز البنية الثانوية بعد تشكل الكامبيوم الوعائي .

و يتشكل الكامبيوم الوعائي بفضل ظهور أقواس خلوية داخل الاسطوانة المركزية وإلى أسفل حزم اللحاء، وتنمو هذه الأقواس عرضاً وذلك بتحول الخلايا البرانشيمية الموجودة بين الخشب واللحاء إلى خلايا قسومة، تحيط هذه الأقواس باللحاء وترتكز بطرفيها على المحيط الدائر والذي تبدي خلاياه نشاط انقسامي إضافة إلى خلايا الأقواس فتنضم الخلايا الناجمة عن نشاط المحيط الدائر إلى خلايا الأقواس فتتشكل أسطوانة متكاملة من خلايا الكامبيوم التي تقع بين الخشب واللحاء.

لذلك تعتبر حلقة الكامبيوم حلقة غير متجانسة التركيب لأنها نشأت من نشاط الخلايا القسومة الناجمة عن نشاط الخلايا البارانشيمية الموجودة بين الخشب واللحاء عن نشاط خلايا المحيط الدائر.

وأما نشاط الكامبيوم فإلى المركز يتمايز الخشب الثانوي وإلى المحيط الخارجي يتمايز اللحاء الثانوي وأيضاً ينشأ عن نشاطه خلايا برانشيمية تشكل الأشعة المخية الواصلة ما بين مركز المقطع والقشرة.

ويكون نشاط الكامبيوم مستمراً طيلة حياة الجذر ولكن يختلف من فصل إلى آخر.

ويكون تراكم الخشب الثانوي أكثر من تراكم اللحاء الثانوي. أما الكامبيوم الفليني في ثنائيات الفلقة فينشأ إما عن تمايز ونشاط البشرة الداخلية أو عن المحيط الدائر أو عن طبقات عميقة من الاسطوانة المركزية.

ويتشكل هذا النسيج الواقي بعد تموّت القشرة الأولية عندها يتوضع الفلين المتراكم على مستوى المحيط الدائر فيفصل بذلك القشرة الأولية كاملاً.

جذر أحادي الفلقة (كنا هندية) 1. - تغلظ شريط كاسبار بشكل حرف (U). 2. - وجود خلايا العبور. 3. - الحزم عديدة والأوعية في كل حزمة قليلة. 4. - مقطع الأوعية دائري. 5. - عدم وجود الكامبيوم. 6. - الاسطوانة المركزية كبيرة. 7. - القشرة قليلة السماكة. 8. - المخ موجود. 9. - الخشب واللحاء أوليان (ابتدائي وتالي). 10. - وجود طبقة متفلنة تحت البشرة الخارجية مباشرة. 11. - البشرة الخارجية موجودة وعليها أوبار ولا يوجد فيها خلايا حارسة ولا براعم متخصصة. 12. المحيط الدائر هو مصدر للجذور الجانبية

جذر ثنائي الفلقة ( فيكاريا ) 1. -تغلظ شريط كاسبار بشكل مماسي. 2. - عدم وجود خلايا العبور. 3. - الحزم قليلة والأوعية في كل حزمة عديدة. 4. - مقطع الأوعية مضلع. 5. - وجود الكامبيوم على شكل الأقواس. 6. - الاسطوانة المركزية صغيرة. 7. - القشرة سميكة. 8. - المخ مختزل. 9. - الخشب واللحاء أوليان وثانويان. 10. - عدم وجود الطبقة المتفلنة. 11. - البشرة الخارجية موجودة وعليها أوبار ولا توجد عليها خلايا حارسة ولا براعم متخصصة 12. المحيط الدائر هو مصدر لخلايا الكامبيوم بنوعيه و اجذور الجانبية.

أمثلة عن جذور النباتات المتداولة

الملفوف

ليفي عند الزراعة في المشتل . يقطع الجذر الأولي ويحل محله أحد الأفرع القوية . تنتشر الجذور جانبياً لمسافة متر وعامودياً متر ونصف .

القنبيط

يقطع الجذر الرئيسي عند التشتيل . وتنمو جذور كثيفة . جانبياً تصل ل 65-70 سم وعامودياً ل 60-90 سم

اللفت

ينمو الجذر الرئيس بسرعة كبيرة بمعدل 3 سم يومياً خلال الأسابيع الأولى. ينمو جانبياً 60-75 سم وعامودياً . تظهر الجذور بعد 30 سم من منطقة سطح التربة . تتضخم السويقة الجنينية والجزء العلوي من الجذر . الشكل النهائي كروي - مخروطي .

الفجل

عامودياً يصل ل 60-90 سم و أفقياً ل 30-40 سم . السطح الجذري النشط على عمق 5-20 سم . يتضخم منه جزء من السويقة الجنينية السفلى والجزء العلوي للجذر . يصل طوله إلى 2.5 - 12.5 سم يقطر 2.5 سم .

الشوندر المنزلي

لمدة 3 أشهر يتعمق الجذر كل يوم تقريباً 2.5 سم يومياً . في ال 60 سم العلوية من التربة ينمو نوعان من الجذور الجانبية : شديدة التفرع و أفرع قوية ثم ينمو الجذر رأسياً . اللون من أحمر إلى برتقالي . في المقطع العرضي نرى ( بشرة - قشرة رقيقة - حلقات نمو تتألف من نسج خازنة عريضة داكنة وأوعية ناقلة رفيعة فاتحة وهذا الاختلاف يسمى التمنطق . الشكل كروي - مطاول - مستدق - مغزلي .

السبانخ

الجذر وتدي يتفرع في الطبقة السطحية بعد عمق 15 -25 سم .

الخس

الجذر يصل لعمق 150 سم , معظم جذوره تنتشر في ال 60 سم الأولى . عند الشتل يقطع الجذر الأولي .

الأرضي شوكي

الجذور نوعان : 1.ليفية غنية بالشعيرات الجذرية . 2.لحمية خازنة للماء والغذاء قطرها 2.5 سم .

الجزر

الجذر الأولي قوي يتعمق بسرعة , وعند الورقة الخامسة يصل لعمق 75 سم . على عمق 5 - 10 سم تنشأ جذور جانبية . الجزء المأكول هو نهاية السويقة الجنينية السفلى + و الجزء العلوي من الجذر .

البطاطا الحلوة

تنتشر الجذور بكثافة بعد 45 يوم من الزراعة 60 - 90 سم جانبياً و60 سم عامودياً . يحوي النبات الواحد 10 جذور لحمية خازنة . جذورها عرضية تخرج من عقد الساق تحت سطح التربة عند الاكثار بالعقلة الساقية أو بملامسة التربة في البداية ليفية ليس لها عيون وتمتلىء بعد شهرين قد تتكون عليها براعم عرضية تعطي نموات هوائية وجذور عرضية ليفية . مقطعها : بشرة -قشرة سميكة-محيط دائر-بشرة داخلية-حزموعائية. ثم تختفي البشرة ويحل مكانها الفلين والممتلىء بالعديسات.

انظر ايضا

ملاحظات

  1. ^ Canadell, J.; R. B. Jackson, J. B. Ehleringer, H. A. Mooney, O. E. Sala and E.-D. Schulze (December 03 2004). "Maximum rooting depth of vegetation types at the global scale". Oecologia 108 (4): 583–595. doi:10.1007/BF00329030.  Check date values in: |date= (help)
  2. ^ Stonea, E. L.; P. J. Kaliszb (1 December 1991). "On the maximum extent of tree roots". Forest Ecology and Management 46 (1-2): 59–102. doi:10.1016/0378-1127(91)90245-Q. 

المصادر

مقالة الدكتور حسام الدين خلاصي - جامعة حلب كلية الزراعة - سوريا.

  • Brundrett, M. C. 2002. Coevolution of roots and mycorrhizas of land plants. New phytologist 154(2): 275-304. (Available online: DOI | Abstract | Full text (HTML) | Full text (PDF))
  • Chen, R., E. Rosen, P. H. Masson. 1999. Gravitropism in Higher Plants. Plant Physiology 120 (2): 343-350. (Available online: Full text (HTML) | Full text (PDF)) - article about how the roots sense gravity.
  • Clark, Lynn. 2004. Primary Root Structure and Development - lecture notes
  • Coutts, M.P. 1987. Developmental processes in tree root systems. Canadian Journal of Forest Research 17: 761-767.
  • Raven, J. A., D. Edwards. 2001. Roots: evolutionary origins and biogeochemical significance. Journal of Experimental Botany 52 (Suppl 1): 381-401. (Available online: Abstract | Full text (HTML) | Full text (PDF))
  • Schenk, H.J., and R.B. Jackson. 2002. The global biogeography of roots. Ecological Monographs 72 (3): 311-328.
  • Sutton, R.F., and R.W. Tinus. 1983. Root and root system terminology. Forest Science Monograph 24 pp 137.
  • Phillips, W.S. 1963. Depth of roots in soil. Ecology 44 (2): 424.

وصلات خارجية