بافت شناسی در گیاهان
آرشام خزائلی پور - مدرسه راهنمایی پسرانه امام حسین (ع) نیشابور
تاریخچه
بافت شناسی گیاهی تاریخی دیرینه دارد و با کوشش دانشمندان مثل مالپیگی و گرو ، ابتدا در اواسط قرن هفدهم بنیانگذاری شد.
گرو توانست تصاویر دقیقی ار بافتهای گیاهی را کشف کند که هم اکنون نیز استفاده میشود.
مفاهیم پایه
بافتهای گیاهی بسیار متنوعند و اصولا تنوع آنها در نتیجه تکامل بوجود آمده است.
بدین صورت که گروههای گیاهی تکامل یافته‌تر ، دارای تنوع بافتی بیشتری می‌باشند.
بیشتری تنوع بافتی در گیاهان گلدار (تک لپه‌ای و دو لپه‌ای) دیده میشود.
چون در این گروه ، بافتها و سلولها به حد والایی از تکامل خود رسیده اند و کاملا اختصاصی شده‌اند.
در گروههای پست‌تر ، بافتها تنوع کمتری دارند مثلا در خزه‌ها ، اگر چه تا حد زیادی تقسیم کار صورت گرفته اما هنوز بافتها تمایز کامل نیافته و کاملا اختصاصی نشده‌اند.
بنابراین بافتها ، عمدتا پارانشیمی می‌باشند و در نهانزادان آوندی ، بعضی از بافتها نظیر بافت هدایت کننده برای اولین مرتبه تمایز یافته است و بعد تکامل آنها ادامه می‌یابد تا در گیاهان گلدار به حد کمال خود می‌رسد و کاملا اختصاصی میشود.
انواع بافتهای گیاهی
بافت مریستم
این بافت ، بافت فوق‌العاده مهمی است چون منشا کلیه بافتها و ساختمانهای گیاهی است.
بافت مریستم بافت نسبتا پیچیده‌ای است که در اندامهای مختلف به صور گوناگون یافت میشود و در هر مکان از خصوصیات ویژه‌ای برخوردار است.
اگر چه فعالیت مهم سلولهای بافت مریستم تقسیم و تکثیر سلولی است ولی در موقعیتهای مختلف و اندامهای مختلف ، شکل و وضعیت متفاوتی را به خود می‌گیرند و عهده‌دار تشکیل اندامها و بافتهای خاصی می‌باشند.
بنابراین ، سلولهای مریستمی در جایگاههای مختلف از نظر فیزیولوژیکی و طرز تقسیم ، کاملا اختصاصی عمل می‌کنند.
سلولهای بافت مریستم عموما فاقد واکوئل می‌باشند و گاه واکوئلهای ریزی دارند.
دیواره سلولی نازک و فعالیت پرتوپلاسمی شدیدی داشته و قدرت تقسیم فوق العاده‌ای در آنها وجود دارد.
بطوری که یک سلول مریستمی ممکن است قدرت تقسیم خود را هزاران سال حفظ کند.
بافت پارانشیم
یکی از بافتهای بسیار مهم است.
این بافت ، یک بافت عمومی و همگانی محسوب میشود و در بسیاری از ساختمانها بخصوص ساختمان نخستین ، بافتهای دیگر
درون آن واقع میشوند.
بدین جهت ، بافت پارانشیم را گاهی ، بافت زمینه‌ای نیز می‌گویند.
سلولهای این بافت ، تنها دارای دیواره نخستین و به کلی فاقد دیواره ثانویه می‌باشند.
سلولهای این بافت ، دارای پروتوپلاسم فعال می‌باشند و در فعالیتهای مهم و حیاتی گیاهان شرکت دارند.
سلولهای این بافت ، معمولا شکل خاصی ندارند و در هر مکانی با شکل و خصوصیات پرتوپلاسمی خاصی ، که در ارتباط با نوع فعالیت آنها می‌باشند ظاهر می‌گردند.
این بافت شامل سه نوع بافت زیر می‌باشد.
بافت کلرانشیم: بافت پارانشیم فتوسنتزی می‌باشد چرا که این سلولها دارای کلروپلاستهای متعددی می‌باشند و فواصل سلولی زیادی بین آنها وجود دارد.
بافت پارانشیم ذخیره‌ای: وظیفه ذخیره در اندامهای مختلف مثل ریشه ، ساقه ، دانه و میوه را بر عهده دارد.
که غالبا این مواد ذخیره‌ای شامل هیدرات کربن مثل نشاسته و گاهی نیز شامل دانه‌های روغنی و پروتئینی می‌باشند سلولهای این بافت فاقد شکل مشخص می‌باشند و دارای دیواره نازکی‌اند اما پروتوپلاسم آنها فعال است.
پارانشیم زمینه‌ای: تقریبا در همه اندامها بین بافتهای جداگانه قرار دارند و سلولهایش دارای شکلهای مختلف‌اند که بر حسب محل خود به بافتهای مختلف اسکرانشیم ، کلانشیم تبدیل میشوند یا در نقش انتقال مواد یا گاه در نقش ذخیره مواد یا نقشهای دیگر عمل می‌کنند.
بافتهای مقاوم
بافت کلانشیم: یک بافت مقاوم است که غالبا در ساختمانهای نخستین ساقه ، ریشه و اندامهای دیگر یافت میشود.
این بافت معمولا در نواحی بیرونی اندامها نزدیک به روپوست به صورت دستجات سلولی یا استوانه سرتاسری یک لایه یا چند لایه سلولی ، ظاهر میشود.
بافت کلانشیم فاقد دیواره ثانویه هستند و دیواره اولیه در آنها به طرز نامنظمی ضخیم میشود.
نامنظم بودن رسوبات دیواره
سلولهای بافت کلانشیم کمک موثری در شناسایی سریع این بافت می‌کند.
به خاطر اینکه سلولهای این بافت فاقد دیواره ضخیم ثانویه‌اند بنابراین فعالیت پروتوپلاسمی نسبتا بالایی دارند.
بافت اسکلرانشیم: بافت مقاومی است که تقریبا در همه نقاط گیاه دیده میشود این بافت گاه به صورت اجتماع ، گاه به صورت یک یا چند لایه‌ای گاه نیز به صورت سلولهای پراکنده انفرادی دیده میشود بافت اسکلرانشیم هم در ساختمانهای نخستین و هم در ساختمانهای ثانویه گیاه دیده میشود.
سلولهای این بافت به دو دسته فیبر و اسکلریدی تقسیم میشود.
که بخصوص از نظر شکل باهم فرق دارند.
فیبر سوزنی و کشیده اما اسکلریدی دارای اشکال متنوع می‌باشد.
بافت هادی
بافت آوند چوبی: بافت آوند چوبی همراه بافت آبکش ، به عنوان سیستم هدایت کننده است.
این بافت در استوانه مرکزی اندامهای ریشه و ساقه قرار گرفته و دارای سلولهای متفاوتی مثل سلولهای غربالی وسل و تراکئید اختصاصی‌اند.
اما برخی دیگر مثل سلولهای پارانشیم یا الیاف غیر اختصاصی می‌باشند.
پس این بافت ، یک نوع بافت مرکب است.
بافت آوند آبکشی: بافت آوند آبکشی عهده‌دار انتقال مواد غذایی در گیاه است، یعنی انتقال شیره پرورده در اندامهای مختلف.
در ارتباط نزدیک با بافت آوند چوبی قرار گرفته و در ساختمانهای نخستین اندامهای ریشه و ساقه ، درون استوانه مرکزی قرار دارد.
ولی به علت عدم وجود دیواره ثانویه
سلولهای آبکش ، تشخیص آن از سلولهای پارانشیمی در مشاهدات میکروسکوپی مشکل می‌باشد.
این بافت نیز مثل بافت چوبی یک بافت مرکب است که دارای سلولهای اختصاصی مثل سلولهای غربالی و سلول همراه می‌باشند و نیز سلولهای غیر اختصاصی مثل پارانشیمی و الیاف.
بافت محافظ
بافت محافظ ، جهت محافظت از اندامهای گیاهی می‌باشد و قشر خارجی آنها را تشکیل می‌دهد.
بافت محافظ دو نوع است: یکی بافت محافظی است که اندامهای گیاه را در رشد نخستین می‌پوشاند که آنرا روپوست یا اپیدرمیس گویند.
دیگری بافت پریدرم که پوشش اندامها را در ساختمان پسین تشکیل می‌دهد که به آن بافت چوب پنبه‌ای هم می‌گویند.
این دو بافت محافظ کاملا از هم متفاوتند.
بافت ترشحی
اعضای ترشحی در گیاهان بسیارمتنوع و کاملا متفاوت باهمند و بیشتر اوقات به صورت بافت مشخصی نمی‌باشند.
بافتهای ترشحی آنها ممکن است که به صورت پرز غده‌ای ، سلول منفرد ، یک لایه سلول ، مجرا ، کیسه و یا لوله باشند.
بافت گیاهی دید کلی بافتها گروهی از سلولها هستند که خاستگاه یکسان دارند.
انواع گوناگون از بافتها ریشه‌ها ، ساقه‌ها و برگها را بوجود می‌آورند.
در پیکر همه گیاهان دو نوع بافت وجود دارد.
بافتهای مریستمی و بافتهای بالغ.
بافتهای مریستمی بافتهایی هستند که از سلولهای تمایز نیافته تشکیل شده اند و می‌توانند منشا و خاستگاه سایر بافتها باشند.
بافتهای بالغ بافتهایی هستند که برحسب نیاز گیاه و بر طبق عملکرد آن قسمت از گیاه بوجود می‌آیند و کارهای مختلفی را انجام میدهند.
بافتهای مریستمی بافت مریستمی متشکل از سلولهای نابالغ و تمایز نیافته‌اند که دارای توان تقسیم مکررند.
مریستمهای حقیقی دارای اختصاصات زیر می‌باشند.
سلولهای ایزودیامتریک هستند.
(اندازه وجوه برابر دارند) مدور و چند وجهی بوده و به شکل فشرده قرار گرفته‌اند و فضای بین سلولی در آنها دیده نمی‌شود.
دیواره نازک پکتوسلولزی دارند و هرگز دیواره ثانویه ندارند.
سیتوپلاسم متراکم با هسته درشت داشته و واکوئل مشخص و مواد ارگاستیک (مواد غیرزنده) ندارند.
انواع بافت مریستمی مریستم انتهایی در انتهای همه ریشه‌ها و ساقه‌ها یافت میشوند.
از مریستم انتهایی ساقه ، برگها ، ساقه‌ها ، گلها تمایز می‌یابند.
در بعضی از گیاهان آوندی پست مریستم انتهایی فقط از یک سلول انتهایی تشکیل شده که در عده‌ای دیگر از گیاهان پست و همه گیاهان آوندی عالی از تعدادی سلول بنیادی تشکیل شده است.
مریستم جانبی این مریستمها به موازات محور طولی اندام یعنی در پیرامون اندام واقع شده‌اند.
این مریستمها مسئول افزایش ضخامت اندامها هستند.
این مریستمها درون بافتهای اولیه بوجود می‌آیند.
ولی بافت ثانویه تولید می‌کنند که مریستمهای ثانویه شامل کامبیوم آوندی و کامبیوم چوب پنبه است.
مریستم میان گرهی در واقع بخشی از مریستم انتهایی هستند که توسط بافتهای بالغ از مریستم انتهایی جدا شده‌اند و معمولا در پایه میان گرههای برخی گیاهان مانند بیشتر تک لپهایها و دم اسبیان وجود دارند.
در پایه برگها هم هستند و مسئول رشد طولی اندامند.
برخلاف مریستم انتهایی بلاخره کاملا ناپدید میشوند.
مریستمها را بر اساس خاستگاه به مریستم اولیه و ثانویه تقسیم می‌کنند.
سلولهای اولیه آنهایی هستند که از سلول جنینی تشکیل شده‌اند.
این سلولها اختصاص به انتهای ریشه و ساقه دارند.
ولی مریستم ثانویه از تمایز زدایی بافتهای دائمی بوجود می‌آیند و شامل کامبیوم آوندی و کامبیوم چوب می‌باشند.
بافتهای بالغ بافتهای تمایز یافته‌ای هستند که از بافتهای مریستم بوجود می‌آیند.
تقسیمات زیادی در آنها صورت نمی‌گیرد.
این سلولها درشتتر از سلولهای مریستمی‌اند.
سیتوپلاسم کم ، واکوئل مشخص و مواد ارگاستیک (مواد غیره زنده) دارند.
در بدو بلوغ مرده‌اند.
پر از آب یا هوا هستند.
ویژگی بافتهای بالغ داشتن فضای بین سلولی است که این فضای بین سلولی زمانی که بافتها تمایز می‌یابند، یعنی از جنینی به شرایط دائمی منتقل میشوند، بوجود می‌آیند.
بافتهای بالغ را نیز همچون مریستمها بر اساس خاستگاه به بافتهای اولیه و ثانویه رده بندی می‌کنند.
بافتهای اولیه از مریستم اولیه بوجود می‌آیند و بافتهای ثانویه از مریستم ثانویه بوجود می‌آیند.
بافتهای بالغ را به بافتهای ساده و مرکب رده بندی می‌کنند که بافتهای ساده همه از یک نوع سلول تشکیل شده‌اند که همه یک نوع کار انجام میدهند.
ولی بافت مرکب مانند بافت آوندی از چندین نوع سلول تشکیل شده است.
پارانشیم بخش اعظم پیکر گیاهان علفی را تشکیل می‌دهد.
این بافت متشکل از سلولهای پارانشیمی است که این سلولها زنده‌اند و دیواره اولیه دارند ولی گاهی دیواره ثانویه هم در آنها دیده میشود.سلولهای این بافت از لحاظ مورفولوژیکی و فیزیولوژیکی تنوع زیادی را نشان میدهند.پارانشیمها در التیام زخمها ، ترمیم اندامها و جوش خوردن پیوندها شرکت دارند.
اکثر فعالیتهای متابولیکی گیاه توسط سلولهای پارانشیمی گیاه انجام میشود.
مثل فتوسنتز ، تنفس ، جذب ، ذخیره ، ترشح.
انواع سلولهای پارانشیمی عبارتند از : کلانشیم ازسلولهای کلانشیم تشکیل شده که این سلولها ممکن است پارانشیم مانند باشند.
ولی سلولهای کلانشیم تخصص یافته و طویل‌ترند.
دارای دیواره اولیه هستند که ضخامت آن یکنواخت نبوده و در بعضی قسمتها خصوصا در گوشه‌ها ضخیم‌تر است.
سلولها زنده‌اند و ممکن است دارای کلروپلاست باشند.
بافت کلانشیم بافت مقاوم اندامهای در حال رشد است.
اندامهایی که در حال طویل شدن هستند.
کلانشیم بافت مقاوم گیاهان دو لپه‌ای است و در تک لپهایها دیده نمی‌شود.
بافت مقاوم تک لپهایها اسکلرانشیم است و در ریشه کلانشیم دیده نمی‌شود.
بافت کلانشیم در ساقه‌ها و دمبرگها و در برگها در رگبرگهای درشت آن دیده میشود.
انواع بافت کلانشیم با توجه به شکل سلول و ضخامت دیواره شامل کلانشیم زاویه‌ای ، کلانشیم مماسی و کلانشیم حفره‌ای است.
اسکلرانشیم این بافت نیز مانند کلانشیم بافت مقاوم گیاه است ولی برخلاف کلانشیم هم دیواره اولیه دارد و هم دیواره ثانویه و در اکثر مواقع دیواره چوبی شده دیواره‌ها خاصیت الاستیکی دارند.
یعنی در صورت وجود فشار یا کشش دیواره تغییر شکل می‌دهد و زمانی که فشار برطرف شد به شکل اولیه بر می‌گردد.
بافت اسکلرانشیم بافت مقاوم اندامهای بالغ است.
اندامهایی که رشد طولی آنها پایان یافته اسکلرانشیم جایگزین کلانشیم میشود.
دو نوع بافت اسکلرانشیم وجود دارد که شامل اسکلرانشیم هادی ، اسکلرانشیم مکانیکی است که خود به دو نوع اسکلرید و فیبر تقسیم میشود.
بافتهای مرکب بافت محافظ همانطوری که از نامش پیداست وظیفه محافظت از پیکر گیاه را بر عهده دارند که این بافت محافظ در پیکر اولیه اپیدرم و در پیکر ثانویه گیاه پریدرم می‌باشد و از انواع مختلف سلولها تشکیل یافته‌اند.
بافت آوندی شامل دو نوع بافت فلوئم یا آبکشی و بافت گزیلم یا چوبی می‌باشد که هر دو از انواع مختلف سلولها تشکیل شده که وظایف متعددی نیز دارند.
گزیلم انتقال آب و کانیها را از ریشه به بخشهای هوایی بر عهده دارد و علاوه بر انتقال در نگهداری و ذخیره هم مشارکت دارد.
فلوئم نیز انتقال شیره پرورده و ترکیبات آلی ساخته شده در برگها را به سایر بخشهای گیاه بر عهده دارد.
بافت چوبی مقدمه بافت چوبی از پروکامبیوم بوجود می‌آید و پروکامبیوم از مریستم انتهایی ناشی میشود بافت چوبی واجد دیواره نخستین را که از پروکامبیوم گیاه ایجاد میشود، بافت چوبی نخستین می‌نامند در بسیاری از گیاهان پس از تکمیل دیواره نخستین بافتهای پسین تشکیل میشوند.
بافت چوبی از 4 نوع یاخته تراکئید ، وسل ، فیبر و پارانشیم چوبی تشکیل شده.
نقش اصلی این یاخته‌ها انتقال شیره خام و تا حدی حفاظت گیاه است.
عناصر تراکئید دو نوع عناصر چوبی به نامهای تراکئید یا (تشکیل دهنده آوندهای چوبی ناقص) و وسل (تشکیل دهنده آوندهای چوب کامل) در گیاهان وجود دارند.
تفاوت اصلی دو نوع آوند چوبی در این است که تراکئید منفذ ندارند در حالی که دیواره‌های انتهایی وسل‌ها دارای منفذ هستند.
بنابراین در تراکئید عبور آب از یاخته‌ای به یاخته دیگر بصورت نفوذ از دیواره سه لایه‌ای