ساختار گل و تولید مثل

  

گل ساختارهای زایشی انواع گیاهان نهاندانه است. نهاندانگان گیاهانی هستند که گل و میوه تولید می‌کنند. گلها معمولاً در هر دو جنس نر و ماده، و رنگ درخشان و جذاب برای جذب حشرات مشاهده می‌گردد، حشرات با حمل گرده به گلها در تولید مثل جنسی کمک می‌کنند. تمام گلها رنگارنگ نیستند، این گلها(گلهای فاقد جذابیت و ساده و غیررنگی) معمولاً برای گرده افشانی از باد استفاده می‌کنند.

اجزای گل:

گل شاخه‌ی تغییر شکل یافته‌ای است که نهنج معمولاً بخش زیرین آن می‌باشد. نهنج(B) در انواع گل به رنگ‌های مختلف دیده می‌شود. کاسبرگ‌ها ساختارهای برگ مانند اطراف گل هستند که عمل محافظت از گل قبل از شکوفایی را برعهده دارند. کاسبرگ‌ها(C) معمولاً سبز رنگ هستند. گلبرگ بخش رنگارنگ گل است که می‌تواند در جذب حشرات و حتی سایر حیوانات کوچک مانند موش، پرندگان و خفاش نقش داشته باشد. رنگ گلبرگ(D) درخشان و جاذب و در گیاهان مختلف متفاوت است. تمام گیاهان گلدار، گل دارند، اما در برخی از آنها رنگ گل جذاب نیست. گلبرگ در این گلها حذف یا کوچک شده است و گیاه برای گرده افشانی متکی بر باد یا آب است.

گل در هر دو جنس مرد و زن بخش تولید مثلی گیاه است. سازه تناسلی زن برچه یا Carpel نامیده می‌شود. برچه قسمتی از مادگی است که محتوی تخمک می باشد برچه‌ها ممکن است جدا از هم باشند مانند برچه‌های Ranunculusها و یا پیوسته به هم بوده و از اتحاد آنها تخمدانی چند خانه به وجود آید. در اغلب گلها چندین برچه باهم ترکیب شده به شکل یک مادگی مشاهده می‌گردد. مادگی(P) در رنگ‌های مختلف می‌تواند ایجاد گردد. مادگی دارای سه بخش قابل مشاهده می‌باشد. کلاله در بالای مادگی قرار دارد که اغلب چسبناک و بر روی آن گرده قرار می‌گیرد. رنگ کلاله(J) می‌تواند متفاوت باشد. خامه یا استیل لوله‌ای است که کلاله را به تخمدان متصل می‌کند. لوله گرده از طریق خامه در پایین این لوله به تخمک می‌رسد. تخمک‌ها، در تخمدان قرار دارند. گیاهان هر گونه تنها می تواند تخمک همان گونه را بارور نمایند، چون مواد شیمیایی ویژه‌ی هر گونه از باروری تخمک‌ها با گرده انواع دیگر جلوگیری می‌کند. خامه با(K)، تخمدان با(L) و تخمک با(O) در شکل زیر نمایش داده شده‌اند.

مادگی اندام ماده‌ی گل به شمار می‌آید و ممکن است از یک یا چند برچه تشکیل شده باشد که در حالت اول آن را ساده و در حالت دوم، مرکب می‌نامند. در مادگی مرکب ممکن است برچه‌ها از هم جدا(آلاله و توت‌فرنگی) و یا باهم پیوسته باشند مثل زنبق، پامچال، اطلسی.

هر برچه از سه بخش تخمدان، خامه، کلاله تشیکل شده‌است. تخمدان بخش میان تهی است که یک یا چند خانه دارد و تعداد برچه‌های مادگی مرکب اغلب به تعداد کلاله‌ها و تعداد خانه‌های تخمدان بستگی دارد. در درون تخمدان ساختارهایی به نام تخمک پدید می‌آیند. تخمک‌ها حامل گامت‌های ماده‌اند. به نحوه قرار گرفتن تخمک در درون تخمدان، تمکن می‌گویند. خامه بخش دراز و باریک برچه است که بین کلاله و تخمدان قرار دارد، خامه‌ها ممکن آزاد یا به هم متصل باشند.

در این صورت در وسط ستونی که از اتحاد خامه‌ها ایجاد می‌شود یک یا چند مجرا به وجود می‌آید و این مجاری در حقیقت راه عبور لوله گرده برای رسیدن به تخمک است، بخش انتهایی خامه را کلاله می‌گویند که معمولاً برجسته است و به شکل‌های مختلف ظاهر می‌شود. سطح کلاله اکثرا دارای یاخته‌های کرک مانند و کوتاهی است که در جذب و نگاهداری گرده موثرند کلاله بعضی از گیاهان مایعی چسبنده و قندی بنام مایع کلاله ترشح می‌کند. در گیاهانی که گرده افشانی به‌وسیله باد انجام می‌گیرد مانند تیره گندم کلاله منشعب و کرکدار است.

تخمک از سه بخش تشکیل شده است: بافت خورش که تمام یاخته‌های آن مریستمی هستند، اطراف خورش دو لایه بافت به شکل غلافی به‌طرف بالا رشد می‌کند و نوک خورش را دربرمی‌گیرد و فقط سوراخ کوچکی در انتها باز می‌ماند که آنرا سفت می‌نامند. دو لایه بافت پیرامون خورش را پوسته درونی و پوسته بیرونی می‌نامند.

جفت‌بندی تخمک و انواع آن:

جفت بندی کناری: در این جفت بندی تخمک‌ها در سطح داخلی تخمدان قرار می‌گیرند. در تخمدان لوبیا که از یک برچه تشکیل شده، تخمک‌ها در محل اتصال دو لبه برچه قرار دارند و در بنفشه که از سه برچه تشیل شده کنار هر برچه به کنار برچه دیگر متصل می‌شود و به این ترتیب مادگی سه برچه‌ای تک‌خانه به وجود می‌آید و تخمک‌ها در کناره تخمدان در محل اتصال برچه‌ها قرار می‌گیرند.

جفت بندی محوری: در این جفت بندی کناره‌های برچه‌های تشکیل دهنده مادگی در وسط تخمدان به یکدیگر پیوسته و محور میانی تخمدان را تشکیل می‌دهند. بنابراین به تعداد برچه‌ها در داخل تخمدان حفره به وجود می‌آید، و تخمک‌ها به صورت ردیف‌هایی در طول محور میانی قرار می‌گیرند، مانند گیاهان تیره سوسن.

جفت بندی مرکزی: این جفت بندی در مادگی‌های چند برچه و تک‌خانه پامچال وجود دارد. تخمک‌ها بر روی ستون آزاد در مرکز تخمدان که از رشد قاعده محل اتصال برچه‌ها حاصل آمده قرار می‌گیرند، مثل فلفل سبز و انگور فرنگی.

ساختار تناسلی نر:

پرچم اندام نر گیاهان در تولید مثل جنسی می‌باشد، که از دو قسمت میله و بساک تشکیل شده است. رنگ پرچم(H) متفاوت است. هر پرچم از یک بساک(A) که تولید گرده می‌کند، میله(F) که بساک را نگهداری می کند. گرده تولید شده بساک توسط حشرات یا حیوانات دیگر به مادگی منتقل می‌شود.

باروی گیاهان:

تولید مثل جنسی زمانی در گیاهان رخ می دهد که گرده از بساک به کلاله منتقل شود. گیاهان می‌توانند خود بارور(خود لقاح) و یا دگر بارور باشند. خود لقاحی زمانی رخ می دهد که گرده از بساک، تخمک همان گل را بارور کند. لقاح متقابل زمانی اتفاق می‌افتد که گرده به کلاله از یک گیاه کاملاً متفاوت منتقل شده باشد. 

هنگامی که تخمک بارور شد، رشد و نمو کرده به دانه تبدیل می‌شود. گلبرگ پس از لقاح از بین می‌رود. دیواره تخمدان ممکن است توسعه یافته و قسمت خارجی میوه را تشکیل دهد. انواع بسیاری از میوه‌ها، از جمله سیب و پرتقال و هلو وجود دارد.میوه ساختار محصوری است که از دانه محافظت می‌کند. میوه در بذرها و لوبیا غلاف مانند هست. هنگامی که شما میوه را میل می‌کنید، در واقع از تخمدان گل استفاده می‌کنید. 

منبع: http://www.biologycorner.com/worksheets/flower_coloring.html

ترجمه: بهزاد ناقل

تاریخچه تغذیه گیاهان

تغذیه گیاهی علمی است که به چگونگی تامین نیازهای غذایی گیاهان به منظور افزایش کمیّـت و کیفیـت محصولات می‌پردازد. تغذیه، علم تامین نیازهای غذایی گیاه، جذب مواد غذایی و استفاده از آن‌ها در متابولیسم گیاهی است. این علم قدمتی طولانی دارد؛ قدمت علم تغذیه گیاهی به زمان شروع کشاورزی بر می‌گردد، بر این اساس انسان‌های اولیه متوجه شدند که بعد از چند دوره کشت و کار، خاک مورد استفاده فقیر شده و محصولات بعدی مانند محصولات اولیه رشد و تولید خوبی نخواهند داشت. چنانچه موادی مانند کود حیوانی و خاکستر به خاک اضافه شود، خاک تقویت می‌شود. در زمان‌های قدیم به دلیل آن که تحقیقات به صورت تجربی یا عملی وجود نداشت یافته‌های انسان حالت تجربی به خود گرفت. بنابراین بشر از زمانی که به رشد گیاهان همت گماشت تامین نیازهای غذایی گیاهان را در مد نظر داشت تا این‌که 350 سال قبل از میلاد ارسطو تئوری هوموس را ارائه داد. نظریه هوموس ارسطو در ارتباط با انسجام علم تغذیه گیاه یکی از نظریه‌های مطرح بود. بر طبق این نظریه، گیاهان به وسیله ریشـه خود هوموس را از خاک جذب می‌کنند، و بعد از بین رفتن گیاه هوموس به خاک برمی‌گردد و این چرخه ادامه دارد. هوموس ماده‌ای است سیاه رنگ، مقاوم به تجزیه و در اثر تجزیه ماده آلی در خاک، حاصل می‌شود و تاثیر بسیار مثبتی در خصوصیات خاک، رشد و تغذیه گیاه دارد. نظریه هوموس ارسطو سالیان سال مورد قبول واقع شد تا این‌که در سال 1643 میلادی محققی به نام وان هلمونت آزمایش مشهور با درخت بید را که گاهی از آن به عنوان نخستین آزمایش دقیق پیرامون فیزیولوژی گیاهی یاد می‌شود، انجام داد. او قلمه بیدی را در گلدانی کاشت و آن را پنج سال با آب باران آبیاری کرد. وزن قلمه در آغاز آزمایش 25/2 کیلوگرم بود اما پس از پنج سال به 72/76 کیلوگرم رسید. او طی این مدت روی گلدان را با پوشش آهنی سوراخ‌داری پوشانده بود و در پایان پنج سال خاک آن را خشک و سپس وزن کرد. از وزن آن فقط 6/56 گرم کاسته شده بود(این مقدار اندک توسط هلمونت خطای آزمایش فرض گردید). بنابراین وان هلمونت نتیجه گرفت ماده سازنده پیکر گیاهان از خاک به دست نمی‌آید. هلمونت به این نتیجه غلط دست پیدا کرد که توده زنده درخت نه از دی اکسیدکربن بلکه از آب بارانی به دست آمده که به گلدان افزوده شده است. اما آیا او در طراحی آزمایش خود اشتباهی داشت؟ چنین به نظر نمی‌رسد! آزمایش او بسیار دقیق و کنترل شده بود که به نتیجه‌گیری نادرستی انجامید. امروزه می‌دانیم حجم عمده توده گیاه از دی اکسید کربن به دست می‌آید. اما این حقیقت علمی در آن زمان به طور کامل ناشناخته بود. در واقع واژه «گاز» نیز سال‌ها بعد توسط خود وان هلمونت ابداع شد و در سال 1727 میلادی استفن هلز نشان داد که نوعی گاز در رشد گیاهان دخالت دارد.

در واقع هلمونت با آزمایش خود منکر نقش خاک در رشد گیاهان نشد بلکه فقط نشان داد افزایش وزن گیاه با آب دریافتی گیاه ارتباط دارد نه با خاکی که گیاه در آن پرورش می‌یابد. نتیجه‌گیری او امروزه نیز پذیرفتنی است. توده گیاهی حاصل ساختن مولکول‌هایی است که از ترکیب هیدروژن‌های مولکول آب با دی اکسید کربن به دست می‌آید و هر چند عناصر موجود در خاک نقش اساسی در رشد و نمو گیاه دارند، در وزن گیاه کم‌ترین تاثیر را دارند.

آزمایشات انجام شده فوق تا آغاز قرن نوزدهم، تصویر روشنی را در ارتباط با برنامه‌های آینده ارایه نداد. در سال 1804، تئودر دسوسر، فیزیکدانان سوئیسی، از راه آزمایشات خود نیاز حیاتی گیاه را به گاز دی اکسید کربن مشخص نمود. او خاک را بخش ضروری غذایی گیاه معرفی کرد. بنابراین اولین کسی است که وابستگی اجتناب ناپذیر گیاه به عناصر معدنی جذب شده به‌وسیله ریشه را مطرح نموده است. او عنوان نمود که عناصر موجود در آب همانند کربن در گیاه تثبیت می‌شوند و در غیاب نیترات و مواد معدنی تغذیه‌ی گیاه طبیعی نیست و ازت گیاه از هوا نبوده بلکه از خاک است. در قرن نوزدهم دانشمندان به‌وسیله‌ی آزمایش‌هایی که انجام دادند، دریافتند که عناصر مختلف مورد نیاز گیاه عمدتاً از طریق خاک جذب گیاه می‌شوند و با اضافه کردن کود به خاک می‌توان کمبود این عناصر غذایی را در گیاه جبران کرد.

با مطالعه تاریخچه‌ی کوتاهی که در مورد علم تغذیه گیاهی بیان کردیم می‌توان به اهمیت این علم در توسعه و گسترش کشاورزی مدرن پی برد؛ در شرایط حاضر کشاورزی ایران و جهان، با توجه به کاهش و از دست رفتن زمین‌های مرغوب و مناسب کشاورزی، به نظر می‌رسد تنها راه پیش‌رو یا یکی از مهم‌ترین راه‌ها افزایش عملکرد در واحد سطح باشد. که این امر تحقق نمی‌یابد جز با پرداختن به مباحثی مانند تغذیه گیاه و کاربردی کردن این علم در مزارع و به تعبیری دیگر سرمایه گذاری درون خاک. در این زمینه هدف تغذیه گیاهان در کشاورزی ارگانیک و مدرن با تغذیه گیاهان در کشاورزی رایج متفاوت است. هدف کشاورزی سنتی تامین مستقیم غذای گیاهان با استفاده از کودهای معدنی محلول است؛ ولی کشاورزان ارگانیک گیاهان را بطور مستقیم با تغذیه ارگانیسم‌های خاک با مواد ارگانیک تغذیه می‌نمایند.