مكونات الخلية النباتية

نظرة عامة عن الخلية النباتية

لاحظ العالم الإنجليزي روبرت هوك عام 1665م أثناء استخدامه المجهر لفحص شريحة مأخوذة من لحاء شجرة بلوط وجود مجموعة من الأجسام الصغيرة الشبيهة بالصناديق والتي أطلق عليها اسم الخلية،^[١] وتمتاز الخلايا النباتية بأنّها كبيرة نسبياً، وحقيقية النوى، وتحتوي على المُتَقَدِّرات (بالإنجليزية: Mitochondria)، ونواة، وفجوة مركزية كبيرة، وجدار خلوي، كما تحتوي بعضها على الصانعات اليخضورية (بالإنجليزية: Chloroplasts)،.^[٢] وتُعرّف الخلية على أنّها الوحدة الأساسية المحاطة بغشاء، والمُكوِّنة لأجسام جميع الكائنات الحية،^[٣] ويؤسّس هذا التعريف لنظرية الخلية (بالإنجليزية: Cell Theory) المؤلّفة من ثلاثة أركان أساسية كالآتي:^[١]

• تتكوّن جميع الكائنات الحيّة من خلايا.
• تُعتبر الخلية الوحدة الأساسية لبُنية ووظيفة جميع الكائنات الحية.
• تظهر الخلايا الجديدة من انقسام الخلايا الموجودة أصلاً ضمن عملية تُعرف بالانقسام الخلوي.

مكونات الخلية النباتية النمطية

تتكوّن الخلية النباتية بشكل عام من مجموعة من الهياكل والعضيّات المعروفة، ومن أهم العضيّات الموجودة في الخلية النباتية النمطية ما يأتي:^[٤]

• الغشاء الخلوي أو البلازمي: (بالإنجليزية: Cell membrane)، وهو غشاء رقيق شبه مُنفّذ يُحيط بالسيتوبلازم الموجود داخل الخلية.
• الجدار الخلوي: (بالإنجليزية: Cell Wall)، وهو غطاء خارجي صلب يحمي مكوّنات الخلية النباتية ويُحدّد شكلها الخارجي.
• الصانعات اليخضورية: (بالإنجليزية: Chloroplast)، وهي مواقع البناء الضوئي في الخلية النباتية، والتي تحتوي على صبغة الكلوروفيل الخضراء المسؤولة عن امتصاص الطاقة من أشعة الشمس.
• السيتوبلازم: (بالإنجليزية: Cytoplasm)، وهو مادة هلاميّة تقع داخل الغشاء الخلوي، وتحتوي على الماء، والإنزيمات، والأملاح، والعضيّات، والجزيئات العضوية المختلفة.
• الهيكل الخلوي: (بالإنجليزية: Cytoskeleton)، وهو شبكة من الألياف المنتشرة في جميع أنحاء السيتوبلازم، وهو المسؤول عن دعم الخلية واحتفاظها بشكلها.
• الشبكة البلازمية الداخلية: (بالإنجليزية: Endoplasmic Reticulum)، وهي شبكة واسعة من الأغشية المؤلّفة من نوعين؛ وهما الشبكة البلازمية الداخلية الخشنة التي تضم الريبوسومات، والشبكة البلازمية الداخلية الملساء التي لا تضم الريبوسومات، وتكمن أهمية الشبكة البلازمية الداخلية في أنّها الجزء المُصنِّع للدهون والبروتينات.
• جهاز غولجي: (بالإنجليزية: Golgi Complex)، وهو الجزء المسؤول عن تصنيع وتخزين ونقل بعض المنتجات الخلوية بما في ذلك البروتين.
• الأنيبيبات الدقيقة: (بالإنجليزية: Microtubules)، وهي قضبان مجوّفة تتلخّص مهمّتها في دعم الخلية ومساعدتها على الاحتفاظ بشكلها، كما أنّها مهمّة لحركة العصارة الخلوية (بالإنجليزية: cytosol) داخل الخلية، ولحركة الكروموسات في الانقسام المتساوي (بالإنجليزية: mitosis) والانقسام الاختزالي (بالإنجليزية: meiosis).
• المُتَقَدِّرات: (بالإنجليزية: Mitochondria)، وهي الجزء المسؤول عن توليد الطاقة للخلية عن طريق تحويل كلّ من الجلوكوز الناتج عن عملية البناء الضوئي والأكسجين إلى أدينوزين ثلاثي الفسفات (ATP) خلال عملية التنفس.
• النواة: (بالإنجليزية: Nucleus) وهي هيكل محاط بغشاء يضم الحمض الريبي النووي منزوع الأكسجين (DNA).
• النُويّة: (بالإنجليزية:Nucleolus)، والتي تقع ضمن النواة، وتتلخّص وظيفتها في تصنيع الريبوسومات.
• المسام النووي: (بالإنجليزية: Nucleopore)، وهي ثقوب صغيرة داخل الغشاء النووي تسمح للأحماض النووية والبروتينات بالانتقال من وإلى النواة.
• الأجسام فوق المؤكسدة: (بالإنجليزية: Peroxisomes)، وهي بُنى صغيرة يُحيط بها غشاء، وتحتوي على إنزيمات تُنتج بيروكسيد الهيدروجين كمنتج ثانوي، وتُشارك الأجسام فوق المؤكسدة في عملية البناء الضوئي.
• الرابطات الهيوليّة: (بالإنجليزية: Plasmodesmata)، وهي ثقوب أو قنوات موجودة بين جدران الخلايا النباتية تسمح للجزيئات بالمرور بين خلايا النباتات.
• الريبوسومات: (بالإنجليزية: Ribosomes)، تتكوّن الريبوسومات من الحمض النووي الريبي (RNA) والبروتينات، وتكون مسؤولةً عن تجميع البروتينات، وتتواجد في الخلية متصلةً مع الشبكة البلازمية الداخلية الخشنة أو في السيتوبلازم.
• الفجوة العصارية: (بالإنجليزية: Vacuole)، وهي العضيّة التي توفّر الدعم وتُشارك في العديد من الوظائف الخلوية بما في ذلك التخزين، وإزالة السموم، والحماية، والنمو، وتُصبح هذه الفجوة مليئةً بالسائل عندما تنضج الخلية النباتية.

مكونات الخلية النباتية بأنواعها

تتشابه النباتات مع الحيوانات من حيث تكوينها من مجموعة من الأعضاء والأنسجة والعديد من الخلايا الحقيقية النوى ذات وظائف تخصصية على مستوى عالٍ، وتُشكّل السيقان والأوراق معاً المجموع الخضري للنبتة، ويضم كلّ عضو نباتي سواء كان جذوراً أو سيقاناً أو أوراقاً ثلاثة أنواع من الأنسجة؛ هي الأنسجة الأرضية، والأنسجة الوعائية، والأنسجة الجلدية، ويتألّف كلّ نسيج من مجموعة من الخلايا المختلفة عن بعضها البعض، وتؤثّر بنية الخلية المُشكّلة للنسيج على وظيفته التي يقوم بها.^[٥]

تُقسم أنظمة الأنسجة النباتية إلى نوعين من الأنسجة؛ أولهما الأنسجة المولّدة (بالإنجليزية: Meristematic tissue)، وثانيهما الأنسجة الدائمة (بالإنجليزية: Permanent tissue)، وتشبه الأنسجة المولّدة الخلايا الجذعية في الحيوانات في أنّها أنسجة غير متمايزة مستمرّة في انقسامها؛ لذلك فإنّها تُساهم بدور مهم في نمو النبات، وتُنتج هذه الأنسجة خلايا سريعة التمايز والتخصص تُصبح خلايا دائمة فيما بعد مُشكّلةً النسيج الدائم، وتمتاز الخلايا الدائمة بأنّها تلعب أدوار محددة في النبات بعد أن فقدت قدرتها على الانقسام، وتتمايز فيما بعد لتُشكّل أنواع الأنسجة الرئيسية في النبات، وفيما يأتي توضيح مُفصّل لأنواع الخلايا النباتية:^[٥]

خلايا الأنسجة الوعائية

تكمن أهمية الأنسجة الوعائية في عملية النقل في النبات، ويتكوّن نظام هذه الأنسجة من نسيج الخشب (بالإنجليزية: Xylem) المسؤول عن نقل الماء والمعادن الذائبة، ونسيج اللحاء (بالإنجليزية: Phloem) المسؤول عن نقل الغذاء، والسكروز، والسكريات الأخرى، والمركبات التي تحتوي عنصر النيتروجين، والهرمونات، وعادةً ما يرتبط نسيجا الخشب واللحاء معاً ارتباطاً وثيقاً في جسم النبات على شكل حزم وعائية.^[٦]

خلايا الخشب

تُشكّل خلايا الخشب معاً اسطواناتٍ مجوّفةً ذات مقاومة عالية للشد تمنع جسم النبات من الانهيار و تسمح للمواد بالحركة من خلالها باتجاه واحد فقط للأعلى؛ يبدأ من عند الجذور مروراً بالساق وانتهاءً بالأوراق، ويتكوّن نسيج الخشب من نوعين من الخلايا الناقلة؛ هما القصيبات والعناصر الوعائية واللذان يمتازان بجدرانهما الثانوية السميكة، وتنتهي دورة حياتهما عند النضج، إلى جانب الألياف الخشبية (بالإنجليزية: Xylem Fibers) التي تتمثّل وظيفتها في دعم الأنسجة الخشبية وخصوصاً تلك التي تحتوي على قصيبات، والنسيج البرنشيمي (بالإنجليزية: Parenchyma) الذي تتمثّل وظيفته في تخزين المستقبلات أو إفراز مواد صمغية، وفيما يأتي شرح مُبسّط لنوعيّ خلايا الخشب:^[٦]

• القصيبات: (بالإنجليزية: Tracheids)، وهي خلايا طويلة ونحيلة ذات نهايات متداخلة ومُدبّبة، عادةً ما ينتقل الماء بين هذه الخلايا عن طريق النقر المضفوفة (بالإنجليزية: bordered pits) والتي تُعرّف على أنّها فتحات دقيقة موجودة على الجدران الخلوية حيث يتمّ إيداع المواد الأساسية المُكوّنة للجدران الخلوية، وتُعتبر القصيبات خلايا بدائية غير متخصصة في نسيج الخشب، ويكثر وجودها في الأشجار الخشبية غير المزهرة.
• العناصر الوعائية: (بالإنجليزية: Vessel Elements)، وهي خلايا قصيرة وعريضة على عكس القصيبات، تكون محاذيةً لبعضها البعض وذات نهايات مُذابة كليّاً أو جزئيّاً ممّا يسمح لها بتكوين أنابيب طويلة ومجوّفة يصل ارتفاعها إلى 3 م، وكلّما كان قطر هذه الأنابيب أكبر ونهاياتها متلاشيةً أكثر كانت عملية النقل عن طريق هذه العناصر الوعائية أسرع، وتمتاز العناصر الوعائية بأنّها أكثر تطوّراً من القصيبات، ويكثر وجودها في النباتات كاسيات البذور وهذا ما يجعلها من النباتات السائدة.

خلايا اللحاء

تنقل خلايا اللحاء المواد العضوية المذابة من مصدرها إلى بقيّة أجزاء النبات، وقد يتغيّر اتجاه حركة المواد عبر اللحاء في النبات، ويعتمد ذلك على الوقت من السنة وعمر النبات، وتمتاز خلايا اللحاء بأنّها تظل حيّةً حتّى بعد النضوج؛ وذلك لأنّ حركة المواد عبر اللحاء تحتاج إلى طاقة، ولا تتمتّع جدران اللحاء بقوة شدّ عالية؛ وذلك لأنّ المواد المتحرّكة عبرها تخضع لقوى الضغط، وتتألّف خلايا اللحاء من جزأين هما كالآتي:^[٦]

• خلايا غربالية: (بالإنجليزية: Sieve Cells)، وهي خلايا ناقلة بدائية تكثر في نبات السرخس والصنوبريات، وتمتاز بأنّها طويلة ومُدبّبة وأنّها ذات نهايات متداخلة، وتمتلئ جدرانها الخلوية بالثقوب التي تسمح بالاتصال المباشر مع البروتوبلاست للخلايا المجاورة، ويُحيط بهذه الثقوب الكالوز (بالإنجليزية: Callose) وهي مادة كربوهيدراتية معقدة قادرة على سدّ فتحات الثقوب بعد إصابتها، وترتبط الخلايا الغربالية مع الخلايا الزلالية (بالإنجليزية: Albuminous Cells) التي تلعب دوراً مهمّاً في مساعدة المواد على الحركة داخل اللحاء.
• خلايا الأنابيب الغربالية: (بالإنجليزية: Sieve Tube Members)، تُعرّف على أنّها خلايا ناقلة أكثر تعقيداً وتطوّراً، وتتواجد في النباتات كاسيات البذور، وتمتاز بأنّها قصيرة وعريضة وتكون محاذيةً لبعضها البعض داخل الأنابيب الغربالية، أمّا ثقوبها فهي كبيرة وتتركّز في الجدران الطرفيّة لخلايا الأنابيب الغربالية المتجاورة، وتسمح هذه الثقوب للمواد المذابة بالانتقال بسرعة أكبر عبر الخلايا الغربالية وخلايا الأنابيب الغربالية، وعندما يصل النبات إلى مرحلة النضج فإنّ النوى الخاصة بخلايا الأنابيب الغربالية تتحلّل وتختفي الريبوسومات، في حين تبقى المُتَقَدِّرات والصانعات اليخضورية، وترتبط خلايا الأنابيب الغربالية عن طريق روابط بلازمية بخلايا مرافقة (بالإنجليزية: Companion Cells) تتحكّم بعملية البناء الضوئي، حيث تتحكّم الوحدة الناتجة عن ارتباطهما بحركة المواد من وإلى خلايا الأنابيب الغربالية، وتضم هذه الخلايا أيضاً بروتين اللحاء والكالوز المسؤولين عن إحكام غلق الجروح في الأنابيب الغربالية.

خلايا الأنسجة الجلدية

تُعرّف البشرة (بالإنجليزية: Epidermis) على أنّها الطبقة الخارجية من الأنسجة المحيطة بالنبات بأكمله والمسؤولة عن حمايته، وقد تكيّفت خلايا البشرة للقيام بمهمّات أكثر تخصّصاً في أعضاء النبات الأخرى؛ ففي الجذور تُساهم خلايا البشرة في عملية امتصاص الماء والمعادن من التربة، كما أنّ الشعيرات الجذرية التي تُعتبر امتداداً لخلايا البشرة الجذرية تزيد من مساحة سطح الجذور ممّا يُساعد على امتصاص كميات أكبر من الماء والمعادن، كما تحتوي الجذور على نوع متخصّص من الخلايا الجلدية والمسمّاة بالبشرة الداخلية (بالإنجليزية: Endodermis) والتي تتحكّم بإدخال المواد من البيئة الخارجية للجهاز الوعائي في الجذور، وتُغطّي مادة شمعيّة تُعرف باسم شريط كاسبري جدران خلايا البشرة تُجبر الماء والمُذيبات على الدخول عبر الأغشية البلازمية لخلايا البشرة بدلاً من الانزلاق بين الخلايا.^[٥]

تكون خلايا البشرة في السيقان والأرواق مغطاةً بمادة شمعيّة تُعرف باسم القشيرة (بالإنجليزية: Cuticle) وهي المسؤولة عن منع فقدان الماء من هذه الأعضاء عن طريق التبخّر، وتحتوي خلايا القشيرة على فتحات تُعرف باسم ثغور المسام (بالإنجليزية: Stomata) ووظيفتها السماح بتبادل الغازات خلال عمليتي البناء الضوئي والتنفس، وتُحيط بكلّ ثغرة في الورقة خليتان تتحكّمان في إغلاقها وفتحها وبالتالي تنظيم عملية امتصاص ثاني أكسيد الكربون من الغلاف الجوي وإطلاق الأكسجين وبخار الماء، وقد تحتوي أسطح السيقان والأوراق على شعيرات تُساهم في التقليل من عملية النتح وبالتالي فقدان الماء، وفي زيادة انعكاس أشعة الشمس، وتخزين المُركّبات التي تحمي الأوراق من الحيوانات العاشبة.^[٥]

خلايا الأنسجة الأرضية

تتكوّن خلايا الأنجسة الأرضية من ثلاثة أنواع رئيسية كالآتي:^[٧]

• الخلايا البرنشيمية: (بالإنجليزية: Parenchyma cells)، وهي خلايا حيّة ذات جدار خلوي رقيق قادرة على الانقسام، وتتواجد هذه الخلايا في جميع الأنسجة النباتية وهي مسؤولة عن عدد من الوظائف، فخلايا الأنسجة المولّدة القمية والجانبية توفّر الخلايا الجديدة اللازمة للنمو، وتُنتج الغذاء وتُخزّنه في خلايا ضوئية التخليق (بالإنجليزية: Photosynthetic cells) موجودة في الساق والأوراق، ونظراً لقدرة هذه الخلايا على التكاثر فإنّها تعمل كخلايا جذعية لشفاء الجروح وتجديد خلايا النبات.
• الخلايا الغروية: (بالإنجليزية: Collenchyma)، وهي خلايا حيّة شبيهة بالخلايا البرنشيمية إلّا أنّ جدرانها الخلوية عادةً ما تكون أكثر سمكاً، وتكون هذه الخلايا طويلةً ومتواجدةً بكثافة داخل ألياف تُشبه الخيوط، وتُقدّم الخلايا الغروية الدعم الميكانيكي فيما يخصّ الاستطالة في أجزاء النبات التي تحتوي على أنسجة أرضية، ويكثر وجود هذه الخلايا تحت طبقة البشرة في السيقان.
• خلايا النسيج الداعم: (بالإنجليزية: Sclerenchyma)، وهي خلايا ميّتة ذات جدران ثانوية سميكة ومتخشّبة تمنعها من الاستطالة في حال نمو النبات، وتتعلّق وظائف هذه الخلايا بتقديم الدعم اللازم وتقوية النبات، وهناك نوعان شائعان من خلايا النسيج الداعم؛ أولهما الألياف والتي لديها القدرة على تكوين حزم متطاولة، وثانيهما الخلايا الحجرية (بالإنجليزية: Sclereids) وهي خلايا قصيرة متفرّعة عادةً ما تتواجد في غطاء البذور والفاكهة.

للتعرف على مراحل الانقسام الخيطي في الخلية النباتية يمكنك قراءة المقال مراحل الانقسام الخيطي المتساوي في الخلية النباتية

وللتعرّف إلى وظائف الخلية النباتية ومكوناتها يمكنك قراءة مقال مكونات الخلية النباتية ووظائفها

المراجع

1. ^ ^{أ ب} "Plant Cell Structures and Functions", www.letstalkscience.ca,17-1-2020، Retrieved 19-5-2020. Edited.
2. ↑ "Cell Structure", www.nku.edu, Retrieved 19-5-2020. Edited.
3. ↑ Bruce M. Alberts, Michael Cuffe, Jonathan M.W. Slack and others (31-3-2020), "Cell"، www.britannica.com, Retrieved 19-5-2020. Edited.
4. ↑ Regina Bailey (18-6-2018), "Learn About Plant Cell Types and Organelles"، www.thoughtco.com, Retrieved 19-5-2020. Edited.
5. ^ ^{أ ب ت ث} Shana Kerr (10-11-2016), "Plant Development I: Tissue differentiation and function"، www.bio1520.biology.gatech.edu, Retrieved 19-5-2020. Edited.
6. ^ ^{أ ب ت} "Plant Cells, Tissues, and Tissue Systems", www.facweb.furman.edu, Retrieved 20-5-2020. Edited.
7. ↑ "The Cell Types and Tissues From Which Higher Plants Are Constructed", www.quantum.phys.unm.edu, Retrieved 20-5-2020. Edited.