علم الشكل الظاهري

أولاَ: الشكل الظاهرى للجذور

Morphological of Roots

مقدمة:

يتركب جسم النبات الزهرى من جزأين رئيسيين هما: المجموع الخضرى  shoot system  وغالباً ينمو فوق سطح التربة ويتكون من الساق وفروعه وما تحمله من أوراق وبراعم وأزهار وثمار والجزء الآخر هو المجموع الجذرى Root system ويمثل الجزء السفلى من محور النبات وينمو عادة تحت سطح التربة إلا أن بعض الجذور تنمو هوائياً فوق سطح التربة.

الجذر هو ذلك الجزء من النبات الذي ينمو عادةً إلى الأسفل مخترقاً التربة ليقوم بتثبيت النبات وإمتصاص الماء والأملاح من التربة. بألإضافة لذلك يعمل الجذر على توصيل الماء والأملاح المعدنية إلى الأعضاء الفوق ترابية في النبات. لا يستطيع الجذر إنتاج الأوراق أو الأغصان والبراعم وتعتبر التربة وسط التربية والمعيشة للجذر .والجذير هو أصل المجموع الجذري في النبات ، لأنه يكون المحور الرئيسي لذلك المجموع الذي يعرف بالجذر الإبتدائي ، وقد لوحظ في اثناء إنبات الذرة مثلاً – أن نمو الجذر الابتدائي لا يستمر طويلاً بل يتوقف عند فترة وتخرج من قاعدة الساق الجنينية جذور إضافية تعرف بالجذور العرضية تنمو بسرعة لتحل محل الجذر الابتدائي وفروعه مكونة المجموع الجذري المستديم .

 

مميزات الجذور:

1- تغطى قمة الجذر بنسيج واق يسمى القلنسوة Root cop.

2- وجود شعيرات جذرية متخصصة فى امتصاص الماء والذائبات من التربة.

3- تنشأ الجذور الجانبية Lateral roots داخلياً Endogenous من خلايا الطبقة المحيطة Pericycle للجذر.

4- تتميز الجذور بالانتحاء الضوئى السالب Negative phototropism أى أنها تنمو فى اتجاه المكان المظلم وانتحاء أرضى موجب Positive geotropism أى تنمو فى اتجاه الجاذبية الأرضية ولهذا تنمو الجذور لأسفل وتتغلغل فى التربة.

 الوظائف الأساسية للجذر:

يقوم الجذر بمجموعة من الوظائف الهامة في النباتات الراقية أهمها :

1- تثبيت النبات في التربة:

 يتغلغل الجذر الرئيسي في باطن الأرض ، وتضرب فروعه الجانبية مائلة في كل إتجاه ، ويتشعب المجموع الجذري تشعباً كبيراً مما يساعد على تدعيم النبات وتثبيته .

2- امتصاص الماء والأملاح الذائبة:

تقوم الشعيرات الجذرية بامتصاص الماء والأملاح الذائبة في التربة ، كما تساعد خلايا الطبقة الوبرية في منطقة الامتصاص بالجذر بهذه الوظيفة.

3- اختزان الغذاء المدخر:

يحدث في حالات معينة تجمع المواد المغذية الإدخارية في جذور بعض النباتات كما هو الحال في: جذور البطاطا واللفت والبنجر والفجل والجزر وما شابهها من الجذور المنتفخة المتشحمة .

مناطق الجذر : Root Zone

 

بدراسة قطاع طولى فى جذر حديث يمكن تميز عدة مناطق مرتبة من طرف الجذر إلى قاعدته هى:

1- القلنسوة:  Root cap

وهى منطقة ذات حجم ثابت تعمل كغطاء واقي لمنطقة القمة النامية وهى توجد في جذور جميع أنواع النباتات عدا جذور معظم النباتات المائية وتتكون من خلايا بالغة كثيرة الفجوات وتتآكل الخلايا الخارجية لهذه المنطقة باستمرار لاحتكاكها بالتربة ويحل محلها خلايا تنشأ من انقسام الخلايا المرستيمية في الطبقة التالية لها.

2- المرستيم القمى أو قمة الجذر: Apical Meristerm or root apix

هي منطقة مخروطية ناعمة الحافة وتتكون من خلايا مرستيمية متشابهة تسمى المرستيم الأولىpromeristem في حالة نشاط انقسامي معطية خلايا جديدة لمنطقة الاستطالة والقلنسوة.

 

3- منطقة الاستطالة: Zone of Elongation

تلى منطقة المرستيم القمى تنشأ من المرستيم القمى. تتكون من خلايا مرستيمية متطاولة وهى المسئولة عن نمو الجذر فى الطول. وهذه المنطقة يتراوح طولها من ١-10مم وفيها  تبدأ خلايا المرستيم الأولى في الاستطالة والتكشف فيظهر في القطاع ثلاثة أنواع من الأنسجة هي منشأ البشرة dermatogen ومنشئ القشرة periplem ومنشئ الاسطوانة الوعائية pierome ويعزى إلى هذه المنطقة معظم زيادة نمو الجذر في الطول.

  

 

 

 

4- منطقة الشعيرات الجذرية:   Region of root hairs        

     ( منطقة الامتصاص  zone of absorbtion)

الشعيرة الجذرية عبارة عن امتداد أنبوبى لإحدى خلايا القشرة فى منطقة الشعيرات الجذرية.

وهى تلي منطقة الاستطالة وفيها تنمو خلايا البشرة للخارج معطيه شعيرات جذرية وتكون الشعيرات الجذرية قصيرة ناحية القمة وطويلة بعيدا عن القمة وهذه المنطقة محدودة الطول نظرا لجفاف واختفاء الشعيرات القديمة بنمو الجذر وتكوين شعيرات جديدة الشعيرات الجذرية عبارة عن امتداد انبوبى لخلية البشرة عموديا على سطح الجذر وخلال هذه الشعيرات يمتص النبات معظم احتياجاته من الماء والأملاح من التربة.

 

٥ - منطقة الأنسجة الابتدائية zone of primary tissues :

وهى منطقة جرداء تأتى خلف منطقة الشعيرات الجذرية وتتداخل معها وفى هذه المنطقة يتم تمييز الأنسجة الابتدائية.

 

٦ - منطقة الأنسجة الثانوية zone of secondary tissues :

تأتى خلف منطقة الأنسجة الابتدائية وتظهر هذه المنطقة في النباتات معراة البذور والنباتات ذات الفلقتين. أما النباتات ذات الفلقة الواحدة فعموما لا تظهر فيها هذه المنطقة وتمتاز هذه المنطقة  بتكوين الأنسجة الثانوية نتيجة لنشاك الكامبيوم ويؤدى ذلك إلى نمو الجذور في السمك كما  تمتاز بتكوين الجذور الجانبية ولهذا تعرف هذه المنطقة أيضا باسم منطقة الجذور الجانبية   zone of   lateral roots  وتلك الجذور تخرج عادة من الأنسجة الداخلية للجذر الأصلي.

 

 أنواع الجذور:  Types of roots

تنقسم الجذور إلى جذور وتدية وجذور عرضيه

أ- الجذر الوتدى: Tab-Root system

 

 ينشأ من نمو جدير الجنين وتتميز معظم النباتات ذوات الفلقتين بوجود الجذر الوتدى. ويتكون الجذر الوتدى من الجذر الرئيسى ويسمى الجذر الابتدائى Primary root  وفروعه الجانبية والتى تعرف بالجذور الثانوية أو الجذور الجانبية وتنشأ الثانوية (الجذور الجانبية) داخلياً من الطبقة المحيطية Pericycle وتترتب الجذور الجانبية فى تعاقب قمى بمعنى أن أحداثها وأقصرها بالقرب من قمة الجذر بينما أكبرها سناً وأكثرها طولاً بالقرب من القاعدة ونتيجة لذلك يظهر الشكل العام للمجموع الجذرى الوتدى مخروطياً يتألف من الجذر الابتدائى وهو المحور الرئيسى تخرج عليه الجذور الجانبية وتنشأ عليها فروع تسمى جذور ثالثة ورابعة حتى السابعة وتقوم الجذور الوتدية بتثبيت النبات فى التربة وامتصاص الماء والذائبات من التربة. ويعتبر هذا النوع من الجذور هو السائد بين النباتات لذوات الفلقتين كالقطن والخروع والملوخية وقد يحدث أن يختزن الجذر الوتدي الغذاء فيتشحم وينتفخ ويتخذ أشكالاً مختلفة منها:

 المغزلي كما في الفجل Raphanus sativus        

المخروطي كما في الجزرcarota         Daucus

اللفتي كما في الفت  Brassica rapa  

 

ب- الجذور العرضية: Adventitious roots

كل جذر لا ينشأ أساساً من الجذير ( الجنين ) يعتبر جذراً عرضياً ، فالجذور العرضية هى الجذور التى تنشأ على أى جزء من أجزاء النبات عدا جذير الجنين ، فهى تنشأ على الأوراق والسيقان كما تنشأ على الكورمات والأبصال وتتكون الجذور العرضية على العقل الساقية والورقية أثناء إجراء التكاثر الخضرى. في بعض الأحيان الأخرى قد تتحور الجذور العرضية لتؤدي وظائف خاصة . وتتميز النباتات ذات الفلقة الواحدة بأن الجذر الابتدائى قصير العمر وتتوقف عن النمو وتموت فى المراحل المبكرة من النمو ونتيجة لذلك يقوم النبات بتكوين مجموعة أخرى من الجذور تنشأ من العقد السفلى للساق تسمى هذه الجذور بالجذور العرضية.

 

جـ-  الجذور الجنينية أو البذرية:  Seminal or seed root

وهى تنمو فى الطبقة السطحية للتربة بدايات جذرية عرضية تشاهد عند إنبات العديد من حبوب الغلال مثل الذرة-القمح والشعير.

 

أنواع الجذور العرضية :

1 - الجذور الليفية ( الخيطية ): Fibrous roots

2 - جذور عرضية مساعدة: Prop roots

3- الجذور الهوائية:  Aerial roots

4 - الجذور الدرنية (المخزنة):  Tuberous roots

 

5 - الجذور الشادة المتقلصة: Contractile roots

6- الجذور التنفسية:  Respiratory roots

7- الجذور التسلقية : Tendrils or Climbing roots

8- الممصات: Haustoria

9- الجذور المائية: Aquatic roots

 

1 - الجذور الليفية ( الخيطية ):  Fibrous roots

       جذور رقيقة تخرج من العقد الأرضية الموجودة في قاعدة الساق وهي جذور رفيعة ودقيقة كالخيوط وتكثر في النباتات ذوات الفلقة الواحدة كالذرة والقمح والشعير، وتنشأ مبكرة أحياناً لتحل محل الجذر الابتدائي الذي يتوقف عن النمو وهو صغير. في نباتات ذات الفلقة الواحدة كالنباتات النجيلية مثلاً , بعد أن ينشأ الجذر الإبتدائي من جذير جنين البذرة , يذبل ويموت , ثم تقوم قاعدة الساق بإنتاج جذور ثانوية كثيرة التي تشبه في شكلها الليف, لهذا تسمى هذه الجذور بالجذور الليفية . كما تتكون على السيقان الأرضية كالأبصال و الريزومات وغيرها.

 

2 - الجذور المساعدة:  Prop roots

        تخرج من العقد السفلى القريبة من سطح الأرض ، على سيقان بعض النباتات القائمة الرفيعة غير المتفرعة كسيقان الذرة وقصب السكر ، وتتجه هذه الجذور مائلة إلى الأسفل حتى إذا بلغت سطح التربة اخترقته وتفرعت في باطن الأرض وانتشرت كما تنتشر الجذور العادية ، ومن أهم وظائفها مساعدة الجذور في تدعيم النبات وتثبيته في الأرض وحفظه قائماً برغم العواصف والمؤثرات الجوية.

 

3- الجذور الهوائية:  Aerial roots

     تخرج من السيقان الهوائية متجهة إلى أسفل وتمتد في الهواء حتى تصل إلى سطح الأرض فتخترقها وتتفرع فيها وتنتشر كما في نبات التين البنغالي ، وتعمل هذه الجذور كدعامات تعمل على تثبيت النبات وحمل الفروع وزيادة لقدرة على امتصاص الماء والغذاء من التربة.  وتلك الجذور تمتد في الهواء وتستطيع أن تمتص منه بخار الماء قبل أن تبلغ سطح الأرض ومن أمثلتها جذور التين البنغالي Ficus benghalensis.

 

 

4 - الجذور الدرنية:  Tuberous roots

         أ- جذور عرضية رئيسية مخزنة مثل البطاطا Ipomoea batates

        ب- جذور عرضية ثانوية مخزنة مثل الأسبرجس Asparagus

        وهي جذور عرضية متشحمة تختزن فيها المواد الغذائية التي يعتمد عليها النبات في بعض أدوار حياته ، ومن أمثلتها درنات البطاطا ودرنات الأسبرجس والأصل في المجموع الجذري لكثير من هذه النباتات انه عرضي ليفي ، تشحمت بعض جذوره في أجزاء منها مكونة هذه الدرنات ، ومختزنة فيها المواد الغذائية .

 

5- الجذور الشادة: Contractile roots

   وهي جذور متقلصة توجد في أسفل الكورمات والأبصال وتستطيع بتقلصها أن تشد النبات إلى الأسفل ، فتهبط الكورمة أو البصلة إلى المستوى الطبيعي الملائم إن كانت البذور قد غرست في مستوى مرتفع قريب من سطح الأرض . وبفضل هذه الجذور تظل الساق الأرضية المختزنة دائماً على بعد ملائم من سطح الأرض يزيد من دعامتها ضد الرياح .

 

 

 

6- الجذور التنفسية: Respiratory roots

        توجد هذه الجذور في النباتات التي تعيش في مستنقعات طينية رخوة ، من حيث التربة سيئة التهوية ومشبعة بالماء وغنية بالبقايا النباتية المتحللة ، في مثل هذه التربة ترتفع نسبة ثاني أوكسيد الكربون الناتج من تحلل المواد العضوية ولا تجد جذور النباتات كفايتها من الأكسجين اللازم لتنفسها ، ومن مثلة هذه النباتات نبات ابن سينا Avicennia officinalis ( ويعرف أيضاً بالشورة ) وهو شجيرات تعيش على شواطئ البحر الأحمر كما توجد بمحمية رأس محمد بشبه جزيرة سيناء.

        وتخرج من أجزاء النبات السفلى والمغمورة في الطين جذور عرضية تنفسية تنبثق من جذور أفقية تمتد لمسافات طويلة تحت سطح الأرض وتتجه إلى الأعلى بدلاَ من اتجاهها إلى الأسفل وينتشر على سطحها عديسات كثيرة ، وظيفتها توصيل الهواء الجوي بالفراغات الهوائية التي تخلل أنسجة الجذور الداخلية ، وبذلك يستطيع الجذر أن يتنفس الهواء الجوي مباشرة .

 

  

7- الجذور التسلقية أو المحاليق الجذرية: Tendrils or Climbing roots

        وهي جذور عرضية تخرج من سيقان بعض النباتات الملتفة مثل نبات حبل المساكينHedera helix  أو المتسلقة مثل نبات الشمع Cereus ، وتخترق هذه الجذور التسلقية الدعامة أو الحافظ فتعمل بذلك على تثبيت السيقان المتحللة بها وبذلك يستمر صعود النبات لأعلى . وتخرج هذه الجذور في الغالب من جانب الساق الموجه للدعامة .

 

8- جذور ماصة طفيلية:    Haustorial Roots

هى جذور عرضية تخرج من بعض سيقان النباتات الجذرية المتطفلة وتخرج أنسجة العائل حيث تحصل منه على الغذاء المجهز اللازم كما في نبات الهالوك Orobanche الذي يتطفل على الفول ونبات الحامول Cscuta الذي يتطفل عل البرسيم.

 

 

9- الجذور المائية: Aquatic roots

          كما فى نبات ورد النيل Eichhornia

 

الأهمية الاقتصادية للجذور:

 

١-  جميع النباتات لا يمكنها النمو والإنتاج عند غياب الجذر.

٢ -  يمكن استخدام الجذور كغذاء للإنسان مثل: البنجر - الجذر -  اللفت.

٣ -  يمكن استخدام جذور بعض النباتات مباشرة أو بطريق غير مباشر كمصدر اساسى للاحتياجات الدوائية للإنسان وتعتبر جذور الأعشاب أكثرها استعمالا منذ قديم الأزل.

٤-  تستخدم جذور بعض النباتات في صناعة التوابل وكذلك المواد العطرية مثل الفجل البرى.

 ٥-  تستخدم جذور بعض النباتات كأصباغ DYES في الصناعة وللأغراض العلمية.