معلومة

لماذا تزهر النباتات في المواسم المختلفة؟

لماذا تزهر النباتات في المواسم المختلفة؟



We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

أعرف كيف يتم التحكم فيه (ضوئية ضوئية) ، لكني أتساءل لماذا لا تبدأ جميع النباتات في الإزهار في الربيع؟ هل هو مرتبط بالمكانة البيئية؟


لماذا تتطور النباتات لتزهر في أوقات مختلفة يعتمد على عدة عوامل. لقد أخذت هذه من كتاب الفصل Kudo 2006.

1) المناخ والظروف اللاأحيائية الأخرى.

الربيع ، وبداية درجات حرارة أعلى من درجة التجمد المتسقة ، هي الفرصة الأولى للعديد من النباتات لتزهر ، ولكنها قد لا تكون مثالية للجميع. على سبيل المثال ، لا تزال بعض المواقع جافة جدًا في الربيع وتتطلب النباتات المياه من المطر في وقت لاحق من العام.
الصقيع المتأخر ، الذي يمكن أن يتلف الأزهار ، دائمًا ما يكون خطرًا. يمكن أن تعاني بعض النباتات من الصقيع العرضي وفقدان الأزهار ، بينما يتحوط البعض الآخر من هذا عن طريق الإزهار لاحقًا.

2) مسابقة التلقيح.

بالنسبة للنباتات التي يتم تلقيحها بواسطة الحيوانات (الحشرات بشكل أساسي) ، فإن الكمية المحدودة من الملقحات تؤدي إلى التنافس بين النباتات على هذا المورد. إذا ازدهرت جميع النباتات في نفس الوقت ، فستكون المنافسة عالية للغاية ، ولن تتمكن أي كمية من الملقحات الحيوانية من زيارة كل نبات بنجاح. وهكذا تطورت بعض النباتات لتبدأ في الإزهار لاحقًا في الوقت المناسب ، ومن المحتمل أن يكون لديها منافسة أقل. لاحظ أن الاستراتيجيات الأخرى لزيادة التلقيح من الحيوانات يمكن أن تكون أيضًا الحصول على أزهار أكبر و / أو أكثر عددًا.

3) الحيوانات العاشبة

الزهور التي تأكلها الحيوانات هي إهدار لموارد النبات. على سبيل المثال ، إذا كانت الحشرة تفترس الأزهار بشدة ، وكانت أكثر نشاطًا خلال جزء معين من السنة ، فإن النباتات ستتطور لتزهر خارج ذلك الوقت.

4) نضوج البذور وانتشارها

الغرض النهائي للزهور هو التكاثر ، ويمكن أن يؤثر توقيت الإزهار على ذلك. تحتاج النباتات التي تحتوي على فواكه كبيرة ، مثل التوت ، إلى وقت كافٍ قبل الشتاء لتنضج ، وهذا يتطلب الإزهار المبكر بحيث يكون هناك وقت كافٍ للحيوانات لتفريق الفاكهة.

القيود

هناك العديد من القيود على كل شيء أعلاه ، وإذا طور أحد الأنواع النباتية إستراتيجية واحدة ، فإنها تقيد نفسها بشكل عام في جوانب أخرى. على سبيل المثال ، قد يكون لدى النباتات الأولى التي تزهر في البيئات المعتدلة منافسة منخفضة على الملقحات ، ولكنها أيضًا معرضة للتلف بسبب الصقيع المتأخر. قد تكون الإستراتيجية القابلة للتطبيق هي الإزهار طوال فصلي الربيع والصيف ، وهو ما تفعله بعض النباتات ، لكن لا يمكن أن تنمو إلا في بيئات ذات موارد على مدار السنة ، ومن المحتمل ألا تنتج ثمارًا كبيرة يمكن للحيوانات أن تأكلها وتتفرق. من المحتمل أن تحتاج النباتات التي تزهر في أواخر الصيف أو الخريف إلى جذور كبيرة لتخزين الماء والطاقة للقيام بذلك.


كودو ، ج. (2006). الفينولوجيات المزهرة للنباتات الملقحة بالحيوان: استراتيجيات التكاثر وعوامل الاختيار. في L.D Harder & S.C H. Barrett (Eds.)، Ecology and Evolution of Flowers (pp.139-158).


لماذا تزهر النباتات في المواسم المختلفة؟ - مادة الاحياء

النباتات كائنات حية تغطي جزءًا كبيرًا من كوكب الأرض. تراهم في كل مكان. وهي تشمل العشب والأشجار والزهور والشجيرات والسراخس والطحالب وغيرها. النباتات هي أعضاء في المملكة plantae.

ما الذي يجعل النبات نباتًا؟

  • تصنع معظم النباتات طعامها من خلال عملية تسمى التمثيل الضوئي.
  • تحتوي النباتات على بشرة ، مما يعني وجود طبقة شمعية على سطحها تحميها وتمنعها من الجفاف.
  • لديهم خلايا حقيقية النواة ذات جدران خلوية صلبة.
  • تتكاثر بالجراثيم أو بالخلايا الجنسية.

تتكون الخلايا النباتية من جدران خلوية صلبة مصنوعة من السليلوز والبلاستيدات الخضراء (التي تساعد في التمثيل الضوئي) والنواة والفجوات الكبيرة المملوءة بالماء.

يعتبر التمثيل الضوئي من أهم وظائف معظم النباتات. تستخدم النباتات عملية التمثيل الضوئي لتوليد الطاقة مباشرة من ضوء الشمس. يمكنك الذهاب هنا لمعرفة المزيد عن التمثيل الضوئي.

  • الأوعية الدموية - تحتوي هذه النباتات على أنسجة معينة تساعد على نقل المواد مثل الماء عبر النبات. وهي مقسمة كذلك إلى نباتات غير مزهرة ونباتات مزهرة. معظم الكائنات الحية التي ربما تفكر فيها على أنها نباتات ، مثل الأشجار والشجيرات والزهور ، تتناسب مع هذه المجموعة.
  • غير وعائي - هذه نباتات أصغر ، مثل الطحالب ، تستخدم الانتشار والتناضح لنقل المواد عبر النبات.

الأجزاء الثلاثة الأساسية لمعظم نباتات الأوعية الدموية هي الأوراق والساق والجذور.

الورقة - الورقة هي عضو نباتي متخصص في التمثيل الضوئي. تلتقط الأوراق الطاقة من ضوء الشمس وكذلك تجمع ثاني أكسيد الكربون من الهواء. العديد من الأوراق مسطحة ورقيقة لالتقاط أكبر قدر ممكن من ضوء الشمس. ومع ذلك ، فإن الأوراق تأتي في العديد من الأشكال المختلفة بما في ذلك الإبر الطويلة النحيلة التي توجد في أشجار الصنوبر.

الجذعية - الجذع هو الهيكل الرئيسي الذي يدعم الأوراق والزهور. تحتوي السيقان على أنسجة وعائية تنقل الطعام والماء حول النبات لمساعدته على النمو. غالبًا ما تخزن النباتات الطعام في سيقانها.

الجذور - تنمو جذور النبات تحت الأرض. تساعد الجذور على منع النبات من السقوط وتجمع المياه والأملاح من التربة. بعض النباتات تخزن الطعام في جذورها. النوعان الرئيسيان للجذور هما الجذور الليفية والجذور. تميل جذور الجذر إلى أن يكون لها جذر رئيسي واحد ينمو عميقًا جدًا ، في حين أن الجذور الليفية لها العديد من الجذور التي تنمو في جميع الاتجاهات.


مثل جميع الكائنات الحية ، تكتشف النباتات المنبهات في بيئتها وتستجيب لها. على عكس الحيوانات ، يمكن للنباتات & rsquot الركض أو الطيران أو السباحة نحو الطعام أو بعيدًا عن الخطر. عادة ما تكون متجذرة في التربة. بدلاً من ذلك ، فإن الوسيلة الأساسية للاستجابة للنباتات و rsquos هي تغيير كيفية نموها. لا تمتلك النباتات أيضًا جهازًا عصبيًا للتحكم في استجاباتها. بدلاً من ذلك ، يتم التحكم في استجاباتهم بشكل عام بواسطة الهرمونات، وهي جزيئات رسول كيميائية.

المدارات النباتية

تنمو جذور النباتات دائمًا إلى أسفل لأن الخلايا المتخصصة في أغطية الجذر تكتشف الجاذبية وتستجيب لها. هذا مثال على المدارية. أ المدارية هو تحول نحو أو بعيدًا عن محفز في البيئة. يسمى النمو باتجاه الجاذبية توجه جغرافي. النباتات أيضا معرض توجه ضوئي، أو النمو باتجاه مصدر الضوء. يتم التحكم في هذه الاستجابة بواسطة هرمون نمو النبات يسمى أوكسين. كما هو موضح في شكل أدناه ، يحفز الأكسين الخلايا الموجودة على الجانب المظلم من النبات على النمو لفترة أطول. هذا يجعل النبات ينحني نحو الضوء.

يتم التحكم في توجه ضوئي بواسطة هرمون النمو أوكسين.

الردود اليومية والموسمية

تكتشف النباتات أيضًا الدورة اليومية للضوء والظلام وتستجيب لها. على سبيل المثال ، تفتح بعض النباتات أوراقها أثناء النهار لتجميع ضوء الشمس ثم تغلق أوراقها ليلاً لمنع فقدان الماء. تثير المنبهات البيئية التي تشير إلى تغير الفصول استجابات أخرى. تستجيب العديد من النباتات للأيام التي تصبح أقصر في الخريف بالذهاب في سبات عميق. يوقفون النمو والتطور من أجل البقاء على قيد الحياة في البرد القارس وجفاف الشتاء. سبات يضمن أن البذور ستنبت ولن تنمو النباتات إلا عندما تكون الظروف مواتية.

الردود على المرض

لا تمتلك النباتات أجهزة مناعية ، لكنها تستجيب للأمراض. عادةً ما يكون خط دفاعهم الأول هو موت الخلايا المحيطة بالأنسجة المصابة. هذا يمنع العدوى من الانتشار. تنتج العديد من النباتات أيضًا هرمونات وسمومًا لمحاربة مسببات الأمراض. على سبيل المثال ، تنتج أشجار الصفصاف حمض الساليسيليك لقتل البكتيريا. نفس المركب يستخدم في العديد من منتجات حب الشباب لنفس السبب. تشير الأبحاث الجديدة المثيرة إلى أن النباتات قد تنتج حتى مواد كيميائية تحذر النباتات الأخرى من الأخطار التي تهدد صحتها ، مما يسمح للنباتات بالاستعداد للدفاع عن نفسها. كما تظهر هذه الاستجابات وغيرها ، قد تكون النباتات متجذرة في مكانها ، لكنها بعيدة كل البعد عن أن تكون عاجزة.


لماذا "الحيوانات المستنسخة" النباتية ليست متطابقة

أظهرت دراسة جديدة للنباتات التي يتم استنساخها عن طريق "الاستنساخ" سبب عدم تطابق النباتات المستنسخة.

لقد عرف العلماء لبعض الوقت أن الكائنات "المستنسخة" (المتجددة) ليست متطابقة دائمًا: يمكن أن تختلف خصائصها وصفاتها التي يمكن ملاحظتها ، ويمكن نقل هذا الاختلاف إلى الجيل التالي. هذا على الرغم من حقيقة أنها مشتقة من خلايا مؤسس متطابقة وراثيًا.

الآن ، يعتقد فريق من جامعة أكسفورد بالمملكة المتحدة وجامعة الملك عبد الله للعلوم والتكنولوجيا بالمملكة العربية السعودية أنهم اكتشفوا سبب ذلك في النباتات: جينومات النباتات المتجددة تحمل ترددات عالية نسبيًا لطفرات تسلسل الحمض النووي الجديدة التي لم تكن موجودة في جينوم النبات المانح.

أبلغ الفريق عن النتائج التي توصلوا إليها في هذا الأسبوع علم الأحياء الحالي.

قال البروفيسور نيكولاس هاربيرد من قسم علوم النبات بجامعة أكسفورد ، المؤلف الرئيسي لكتاب الورقة. لكن في بعض الأحيان لا تكون النباتات المجددة متطابقة ، حتى لو كانت من نفس الوالد. يكشف عملنا عن سبب هذا الاختلاف المرئي.

باستخدام تقنيات تسلسل الحمض النووي التي يمكنها فك شفرة الجينوم الكامل لكائن ما دفعة واحدة (ما يسمى بـ "تسلسل الجينوم الكامل") ، قام الباحثون بتحليل "النسخ" من النبات المزهر الصغير "ثاليكريس" (أرابيدوبسيس). وجدوا أن الاختلافات الملحوظة في النباتات المتجددة ترجع إلى حد كبير إلى الترددات العالية للطفرات في تسلسل الحمض النووي لهذه المواد المتجددة ، وهي طفرات غير موجودة في جينوم النبات الأم.

قال البروفيسور هاربرد: "من أين أتت هذه الطفرات الجديدة فعليًا لا يزال لغزا". قد تنشأ أثناء عملية التجديد نفسها أو أثناء انقسامات الخلايا في النبات المانح والتي أدت إلى ظهور الخلايا الجذرية التي تتكون منها النباتات المتجددة. نحن نخطط لمزيد من البحث لمعرفة أي من هاتين العمليتين مسؤول عن هذه الطفرات. ما يمكننا قوله هو أن الطبيعة كانت تستخدم بأمان ما يمكن أن تسميه عملية "الاستنساخ" في النباتات لملايين السنين ، وأنه يجب أن تكون هناك أسباب تطورية جيدة لإدخال هذه الطفرات.

تشير النتائج الجديدة إلى أن الاختلاف في الحيوانات المستنسخة قد يكون له أسباب أساسية مختلفة عن الاختلاف في الحيوانات المستنسخة - حيث يُعتقد أن تأثير العوامل البيئية على كيفية التعبير عن الجينات الحيوانية أكثر أهمية ولا توجد ترددات عالية مماثلة من وقد لوحظت الطفرات.

قال البروفيسور هاربرد: `` في حين أن نتائجنا تسلط الضوء على أن النباتات والحيوانات المستنسخة مختلفة تمامًا ، فإنها قد تعطينا نظرة ثاقبة حول كيفية تكاثر الخلايا البكتيرية والسرطانية ، وكيف تنشأ الطفرات خلال هذه العمليات التي تؤثر في النهاية على صحة الإنسان. "


كيف تحصل الزهور على ألوانها ، ولماذا؟

الألوان التي تراها في الزهور تأتي من الحمض النووي للنبات. تقوم الجينات الموجودة في الحمض النووي للنبات بتوجيه الخلايا لإنتاج أصباغ بألوان مختلفة. عندما تكون الزهرة حمراء ، على سبيل المثال ، فهذا يعني أن الخلايا الموجودة في البتلات قد أنتجت صبغة تمتص كل ألوان الضوء ما عدا الأحمر. عندما تنظر إلى تلك الزهرة ، فإنها تعكس الضوء الأحمر ، لذا يبدو أنها حمراء.

السبب في وجود علم الوراثة للون الزهرة في البداية هو مسألة بقاء تطوري. الزهور هي الأجزاء التناسلية للنباتات. إنها تجذب الملقحات لالتقاط حبوب اللقاح ونقلها إلى النباتات والزهور الأخرى. هذا يسمح للنبات بالتكاثر. حتى أن العديد من الأزهار تعبر عن أصباغ لا يمكن رؤيتها إلا في الجزء فوق البنفسجي من طيف الضوء لأن النحل يمكنه رؤية هذه الألوان.

يتغير لون بعض الأزهار أو يتلاشى بمرور الوقت ، مثل اللون الوردي إلى الأزرق. هذا يخبر الملقحات بأن الأزهار قد تجاوزت أوجها ، ولم تعد هناك حاجة للتلقيح.

هناك أدلة على أنه بالإضافة إلى جذب الملقحات ، تطورت الأزهار لتكون جذابة للإنسان. إذا كانت الزهرة ملونة وجميلة ، فسنزرع هذا النبات نحن البشر. هذا يضمن استمرار نموها وتكاثرها.


الاختلافات بين نمو النبات ونمو الحيوان

1. يستمر النمو طوال عمر النبات.

2. هنا يتضمن النمو زيادات في عدد الأجزاء.

3. يحدث النمو في مواسم محددة.

4. نمط النمو متميز لكل نوع.

5. يمتلك النبات مناطق نمو محددة جيدًا.

6. لا تشبه البذرة نبات بالغ.

7. مرحلة الأحداث المميزة قد تكون موجودة في تاريخ حياة النبات.

8. النمو عن طريق إضافة أجزاء جديدة قبل أو حول القديمة.

نمو الحيوان:

1. يحدث النمو لفترات محددة قبل الاستحقاق.

2. هنا لا ينطوي على زيادة في عدد الأجزاء.

3. لكل نوع موسم مميز للنمو.

4. النمط المتزايد غائب.

5. ليس لديهم مثل هذه المناطق المتنامية المحددة.

6. الصغير متطابق مع الكبار إلا في حجم الجسم والنضج الجنسي.

7. لا تحدث مرحلة الأحداث ذات الشكل المختلف في الحيوان الأعلى.

8. ينتشر النمو من خلال الزيادات الشاملة في أعضاء الجسم المختلفة.


درجة حرارة

تؤثر درجة الحرارة على معظم عمليات النبات ، بما في ذلك التمثيل الضوئي ، والنتح ، والتنفس ، والإنبات ، والإزهار. مع ارتفاع درجة الحرارة (إلى حد ما) ، يزداد التمثيل الضوئي والنتح والتنفس. عند دمجها مع طول النهار ، تؤثر درجة الحرارة أيضًا على التغيير من النمو الخضري (الورقي) إلى النمو التناسلي (المزهرة). اعتمادًا على الموقف والمحطة المحددة ، يمكن أن يؤدي تأثير درجة الحرارة إما إلى تسريع أو إبطاء هذا التحول.

إنبات

تختلف درجة الحرارة المطلوبة للإنبات حسب الأنواع. عمومًا ، تنبت المحاصيل ذات الموسم البارد (مثل السبانخ والفجل والخس) بشكل أفضل عند 55 درجة إلى 65 درجة فهرنهايت ، بينما تنبت محاصيل الموسم الدافئ (مثل الطماطم والبطونية واللوبيليا) بشكل أفضل عند 65 درجة إلى 75 درجة فهرنهايت .

المزهرة

في بعض الأحيان ، يستخدم البستانيون درجة الحرارة جنبًا إلى جنب مع طول النهار للتلاعب بالازهار. على سبيل المثال ، يشكل صبار الكريسماس أزهارًا نتيجة لأيام قصيرة ودرجات حرارة منخفضة (الشكل 26). لتشجيع صبار الكريسماس على الازدهار ، ضعه في غرفة بها أكثر من 12 ساعة من الظلام كل يوم ودرجة حرارة من 50 درجة إلى 55 درجة فهرنهايت حتى تتشكل براعم الزهور.

إذا كانت درجات الحرارة مرتفعة والأيام طويلة ، فإن المحاصيل ذات الموسم البارد مثل السبانخ ستزهر (برغي). ومع ذلك ، إذا كانت درجات الحرارة شديدة البرودة ، فلن يتم ضبط الفاكهة على محاصيل الموسم الدافئ مثل الطماطم.

جودة المحاصيل

تقلل درجات الحرارة المنخفضة من استخدام الطاقة وتزيد من تخزين السكر. وبالتالي ، فإن ترك المحاصيل مثل القرع الشتوي الناضج على الكرمة أثناء ليالي الخريف الباردة يزيد من حلاوتها.

ومع ذلك ، فإن درجات الحرارة المعاكسة تسبب توقف النمو والخضروات ذات الجودة الرديئة. على سبيل المثال ، تسبب درجات الحرارة المرتفعة الخس المر.

التمثيل الضوئي والتنفس

الفترة الحرارية يشير إلى تغير درجة الحرارة اليومي. تنمو النباتات بشكل أفضل عندما تكون درجة حرارة النهار أعلى بحوالي 10 إلى 15 درجة من درجة حرارة الليل. في ظل هذه الظروف ، تقوم النباتات بعملية التمثيل الضوئي (تتراكم) وتتفكك (تتكسر) خلال درجات الحرارة المثلى في النهار ثم تقلل من التنفس في الليل. ومع ذلك ، لا تنمو جميع النباتات بشكل أفضل في نفس النطاق بين درجات الحرارة ليلا ونهارا. على سبيل المثال ، تنمو نباتات أنف العجل بشكل أفضل في درجات الحرارة الليلية البالغة 55 درجة فهرنهايت ، البوينسيتياس ، عند 62 درجة فهرنهايت.

درجات الحرارة الأعلى من المطلوب تزيد من التنفس ، وأحيانًا أعلى من معدل التمثيل الضوئي. وبالتالي ، يتم استخدام التمثيل الضوئي بشكل أسرع مما يتم إنتاجه. لكي يحدث النمو ، يجب أن يكون التمثيل الضوئي أكبر من التنفس.

غالبًا ما تؤدي درجات الحرارة المنخفضة جدًا في النهار إلى ضعف النمو عن طريق إبطاء عملية التمثيل الضوئي. والنتيجة هي انخفاض الغلة (أي إنتاج الفاكهة أو الحبوب).

كسر السكون

تحتاج بعض النباتات التي تنمو في المناطق الباردة إلى عدد معين من الأيام من درجات الحرارة المنخفضة (السكون). إن معرفة فترة درجة الحرارة المنخفضة التي يتطلبها النبات ، إن وجدت ، أمر ضروري لجعله ينمو إلى إمكاناته.

يعد الخوخ مثالًا رئيسيًا على معظم الأصناف التي تتطلب 700 إلى 1000 ساعة بين 32 درجة و 45 درجة فهرنهايت قبل كسر فترة الراحة وبدء النمو. تحتاج الزنابق إلى 6 أسابيع من درجات الحرارة عند 33 درجة فهرنهايت أو أقل بقليل قبل أن تتفتح.

يمكن إجبار أزهار النرجس على الإزهار عن طريق تخزين المصابيح عند 35 درجة إلى 40 درجة فهرنهايت في أكتوبر. تسمح درجة الحرارة الباردة للمصابيح بالنضوج. عند نقلها إلى دفيئة في منتصف الشتاء ، تبدأ في النمو ، وتكون الأزهار جاهزة للتقطيع في غضون 3 إلى 4 أسابيع.

جراءة

تصنف النباتات على أنها شديدة التحمل أو غير صلبة اعتمادًا على قدرتها على تحمل درجات الحرارة الباردة. هاردي النباتات هي تلك التي تتكيف مع درجات الحرارة الباردة لبيئتها المتنامية.

تتمتع النباتات الخشبية في المنطقة المعتدلة بوسائل متطورة للغاية لاستشعار التقدم من الخريف إلى الشتاء. يؤدي تقليل طول النهار ودرجة الحرارة إلى حدوث تغيرات هرمونية تؤدي إلى توقف الأوراق عن التمثيل الضوئي وشحن العناصر الغذائية إلى الأغصان والبراعم والسيقان والجذور. ان انفصال تتشكل طبقة حيث تلتقي كل سويقة بجذع ، وتتساقط الأوراق في النهاية. التغييرات في الجذع والأنسجة الجذعية خلال فترة زمنية قصيرة نسبيًا "مقاومة التجمد" للنبات.

تحدث إصابة الشتاء للنباتات القاسية عمومًا عندما تنخفض درجات الحرارة بسرعة كبيرة في الخريف قبل أن يتقدم النبات إلى السكون الكامل. في حالات أخرى ، قد يكسر النبات السكون في منتصف الشتاء أو أواخره إذا كان الطقس دافئًا بشكل غير معتاد. في حالة حدوث نوبة برد شديدة ومفاجئة بعد تعويذة الدفء ، يمكن أن تتضرر النباتات شديدة التحمل بشكل خطير.

تجدر الإشارة إلى أن قمم النباتات شديدة التحمل أكثر مقاومة للبرودة من الجذور. يمكن قتل النباتات التي عادة ما تكون صلبة حتى 10 درجات فهرنهايت إذا كانت في حاويات وتعرضت الجذور إلى 20 درجة فهرنهايت.

قد تحدث إصابة الشتاء أيضًا بسبب تجفيف (تجفيف) الأنسجة النباتية. غالبًا ما ينسى الناس أن النباتات تحتاج إلى الماء حتى خلال فصل الشتاء. عندما يتم تجميد التربة ، يتم تقييد حركة الماء في النبات بشدة. في يوم شتاء عاصف ، يمكن أن تصبح الخضرة عريضة الأوراق تعاني من نقص المياه في غضون بضع دقائق ، ثم تتحول الأوراق أو الإبر إلى اللون البني. لتقليل مخاطر هذا النوع من الإصابات ، تأكد من أن نباتاتك تدخل الشتاء وتروي جيدًا.


نمو النبات: الخصائص والتطور والمراحل والعوامل

النمو هو مظهر من مظاهر الحياة. جميع الكائنات الحية ، الأبسط والأكثر تعقيدًا ، تتغير ببطء طوال فترة بقائها على قيد الحياة. إنهم يحولون المواد إلى المزيد من أنفسهم.

من مكونات مثل المعادن والبروتينات والكربوهيدرات والدهون والفيتامينات والهرمونات وما إلى ذلك ، تشكل الكائنات الحية بروتوبلازمًا إضافيًا. يسمى تكوين البروتوبلازم بالاستيعاب.

يستخدم جزء كبير من الغذاء الذي يصنعه النبات كمصدر للطاقة. قد يتم استهلاك الطعام بعد وقت قصير من إنتاجه ، أو قد يتم تخزينه واستخدامه كمصدر للطاقة للنبات أو نسله بعد أسابيع أو شهور أو حتى سنوات.

ومع ذلك ، فإن النبات السليم ينتج طعامًا أكثر مما هو ضروري للحفاظ على أنشطة مادته الحية ، ويمكن بناء الفائض ، بشكل أو بآخر ، في أنسجته ، مما ينتج بروتوبلازمًا جديدًا وجدران خلوية جديدة وبالتالي تعزيز نمو جسم النبات. يمثل النمو فائض التمثيل الغذائي البناء على المدمر.

يتضمن النمو زيادة لا رجعة فيها في الحجم والتي عادة ، ولكن ليس بالضرورة ، مصحوبة بزيادة في الوزن الجاف. العملية الأساسية للنمو هي إنتاج بروتوبلازم جديد ، والذي يتضح بوضوح في مناطق الانقسام الخلوي النشط.

المرحلة التالية في النمو هي زيادة حجم النبات ، والتي تنتج عن امتصاص الماء وما يترتب على ذلك من تمدد الأنسجة ، وهي عملية بالمعنى الدقيق للكلمة ليست نموًا على الإطلاق ، لأنها تنطوي على زيادة طفيفة أو معدومة في الخاصية مادة النبات نفسه.

تتضمن المرحلة الثالثة والأخيرة من النمو دخول الكثير من مواد البناء ، وخاصة الكربوهيدرات ، إلى الأنسجة الشابة المتوسعة. ينتج عن هذا زيادة في الوزن الجاف ولكن لا توجد زيادة ملحوظة في الحجم الخارجي للنبات. ومع ذلك ، فإن النمو أكثر من مجرد زيادة كمية النبات. ينتج عن النمو التفاضلي لأجزاء النبات شكل مميز. كل نوع نباتي له شكل مميز ، يتطور من خلال أنماط النمو.

التفاضل:

يمكن التعرف على التمايز على مستوى الخلية ومستوى الأنسجة ومستوى العضو وعلى مستوى الكائن الحي. يصبح أكثر وضوحا على مستوى العضو والكائن الحي. على سبيل المثال ، إذا اعتبرنا الزهرة عضوًا في النبات ، فهي تحمل الكؤوس من أجل التمثيل الضوئي وحماية الأجزاء الزهرية الداخلية بتلات جميلة وملونة لجذب الحشرات من أجل التلقيح المتبادل لإنتاج الأمشاج الذكرية والكربيل لتحمل البويضات بعد الإخصاب تنتج البذور.

بالنظر إلى كاسيات البذور ككائن حي ، نلاحظ أنه يمتلك الجذور لامتصاص الماء والمعادن والتثبيت في التربة. نبات جديد.

تطوير:

يتضمن التطور سلسلة كاملة من التغييرات الهيكلية النوعية التي يمر بها النبات من مرحلة الزيجوت حتى وفاته. قد تكون التغييرات التنموية تدريجية أو مفاجئة. ومن الأمثلة على بعض التغيرات المفاجئة الإنبات والازهار والشيخوخة (الشيخوخة التي تؤدي إلى الموت).

تشمل التغيرات التنموية البطيئة تكوين الأنسجة ونضجها ، وتكوين براعم نباتية وزهرية ، وتكوين الأعضاء التناسلية. على عكس النمو ، فإن التنمية هي تغيير نوعي. لا يمكن قياسه من الناحية الكمية ، ويمكن وصفه أو توضيحه بمساعدة الصور أو الرسومات. يشمل التطور النمو (انقسام الخلايا ، والتضخم والتمايز) ، والتشكل ، والنضج ، والشيخوخة.

تبدأ دورة نمو النباتات المزهرة (كاسيات البذور) السنوية ، أحادية الكارب ، بالبويضة الملقحة ، البيضة الملقحة. يتطور البيضة الملقحة إلى جنين بعد انقسامات الخلايا والتمايز (المرحلة الجنينية). يُحاط الجنين بالبذرة حيث يمر بفترة من الخمول (السكون). يستأنف جنين الراحة النمو أثناء إنبات البذور ويتطور إلى شتلة (مرحلة الشتلات).

تنمو الشتلات لتصبح نباتًا نباتيًا (المرحلة الخضرية). بعد فترة من النمو الخضري ، يخضع النبات للنضج ويدخل مرحلة التكاثر. تقوم بتطوير الأزهار والفواكه ، وتحتوي الأخيرة على البذور. أخيرًا يبدأ الشيخوخة في (مرحلة الشيخوخة) مما يؤدي إلى موت النبات.

في الكائنات أحادية الخلية ، يتكون النمو من زيادة حجم أو حجم (تضخم) الخلية. هذه الزيادة ناتجة عن تخليق بروتوبلازم جديد. وبالتالي يتكون النمو في الكائنات أحادية الخلية من مرحلة واحدة أو خطوة. يؤدي النمو إلى النضج (& # 8220 بالغ & # 8221) أو نمو الأفراد بشكل كامل. ينتج عن انقسام الخلايا في الكائنات أحادية الخلية تكاثرها أو تكاثرها.

في الكائنات الحية متعددة الخلايا البسيطة مثل Spirogyra ، يتضمن النمو مرحلتين أو خطوتين ، انقسام الخلايا وتضخمها. يؤدي الانقسام الخلوي إلى زيادة عدد الخلايا في الطحالب الخيطية. تكبر الخلايا المشكلة حديثًا أو تزيد في الحجم. نتيجة لذلك ، ينمو خيوط سبيروجيرا. في النباتات المزهرة ، ومع ذلك ، فإن النمو ينطوي على ثلاث مراحل انقسام الخلايا ، والتضخم والتمايز.

مناطق النمو في الحيوانات والنباتات:

يعد تقسيم الخلايا والتمايز من الجوانب المهمة للنمو والتطور في كل من الحيوانات والنباتات. في الثدييات ، يكون النمو منتشرًا ومن الصعب جدًا تحديد المناطق التي يحدث فيها النمو. في الحيوانات ، يكتمل نمو الجنين في وقت مبكر جدًا ، على الرغم من أنه يمكن اكتساب الحجم الناضج في فترات محددة.

في النباتات ، قد يكون النمو منتشرًا أو موضعيًا. يحدث النمو المنتشر في أشكال الحياة الدنيا ، أي الطحالب الخيطية. هنا كل خلية من جسم النبات متعدد الخلايا يمكن أن تنقسم وتتضخم. النباتات العليا ، على وجه الخصوص ، يتم بناء الأشجار بطريقة معيارية ، أي أن تطورها مفتوح نسبيًا ولا يكتمل هيكلها أبدًا.

في مثل هذه النباتات ، يستمر النمو طوال الوقت مع تكوين الأعضاء الجديدة ، لتحل محل الأعضاء القديمة. هنا يكون النمو محليًا ، أي أن النمو يقتصر على مناطق معينة معينة ، ونقاط النمو. يحدث النمو الموضعي بسبب نشاط مجموعة من الخلايا تسمى الخلايا الإنشائية. اعتمادًا على موقع النسيج الإنشائي ، قد يكون النمو قميًا ، تقريبيًا وجانبيًا.

مراحل نمو النبات:

نظرًا لأن النبات يتكون من خلايا ، فسيكون نموه هو المجموع الكلي لنمو خلاياه.

يتضمن نمو الخلايا ثلاث مراحل رئيسية:

(1) مرحلة انقسام الخلية (المرحلة التكوينية) ،

(2) تكبير الخلية وتمايز الخلايا.

(3) تمايز الخلايا أو نضوج الخلية.

1. مرحلة انقسام الخلية (المرحلة التكوينية):

انقسام الخلية هو الحدث الأساسي لنمو النباتات متعددة الخلايا. تنتج جميع الخلايا في الكائن الحي عن انقسام الخلايا الموجودة مسبقًا. نوع الانقسام الخلوي الذي يحدث أثناء نمو الكائن الحي هو الانقسام. إنه تقسيم كمي ونوعي يكتمل عمومًا على مرحلتين: تقسيم النواة (الحركية karyokinesis) ، متبوعًا بتقسيم السيتوبلازم (الحركية الخلوية).

أثناء الانقسام الفتيلي ، تمر الخلية عبر الطور الأولي ، الطور الطوري ، الطور الطوري ، الطور النهائي ، مما يؤدي إلى توزيع متساوٍ للمادة الوراثية والسيتوبلازم في كل من الخليتين الوليدين. علاوة على ذلك ، فإن خلايا الابنة متشابهة وراثيا مع الخلية الأم. نتيجة لهذه العملية ، تتكاثر الخلايا التي لها نفس البنية الجينية.

في النباتات العليا ، تحدث الانقسامات الخلوية بشكل مستمر في المناطق البائسة ، مثل النسيج الإنشائي القمي. نتيجة لذلك ، تحدث زيادة في عدد الخلايا في المنطقة البائسة. تحتفظ بعض الخلايا الوليدة بالنشاط الإنشائي ، بينما تدخل خلايا أخرى مرحلة النمو التالية - مرحلة تضخم الخلية.

2. مرحلة توسيع الخلية:

يلعب تضخم الخلايا دورًا مهمًا في المساهمة في حجم الأنسجة والأعضاء. يحدث التوسيع عن طريق تصنيع البروتوبلازم وامتصاص الماء (الترطيب) وتطوير فجوات وإضافة مادة جديدة لجدار الخلية إلى الجدران المرنة الرفيعة والممتدة لجعلها أكثر سمكًا ودائمة. قد يكون تضخم الخلية خطيًا أو في جميع الاتجاهات.

3. مرحلة تمايز الخلايا أو نضوج الخلية:

خلال المرحلة الأخيرة ، تكتسب الخلايا المتضخمة في النهاية حجمًا وشكلًا معينين وفقًا لموقعها ودورها بعد التغيرات البيوكيميائية والفسيولوجية والمورفولوجية ، أي تخضع الخلايا للتخصص أو التحول. نتيجة لذلك ، يتم تمييز أنواع مختلفة من الخلايا. تشكل هذه الخلايا المتمايزة أنواعًا مختلفة من الأنسجة البسيطة والمعقدة التي تؤدي وظائف مختلفة.

تجربة لدراسة مراحل النمو:

تنبت بضع بذور من البازلاء أو الفول في غبار المنشار الرطب. التقط بضع شتلات ذات جذر مستقيم بطول 2-3 سم. اغسل الشتلات. جفف المياه السطحية. ضع علامة على الجذور من الحافة إلى القاعدة بـ 10-15 نقطة على فترات 2 مم بمساعدة دليل الماء أو الحبر الهندي. بمجرد أن يجف الحبر ، ضع الشتلات على ورق نشاف رطب في طبق بتري. اترك الشتلات تنمو لمدة يوم أو يومين. قس الفترات الفاصلة بين العلامات.

يُطلق على النمو المتزايد لكل وحدة زمنية معدل النمو. وبالتالي ، يمكن التعبير عن معدل النمو رياضيًا. يمكن للكائن الحي أو جزء من الكائن الحي إنتاج المزيد من الخلايا بعدة طرق. يُظهر معدل النمو زيادة قد تكون حسابية أو هندسية (الشكل 2.2).

في النمو الحسابي ، بعد انقسام الخلايا الانقسامية ، تستمر خلية ابنة واحدة فقط في الانقسام بينما تتمايز الأخرى وتنضج. إن أبسط تعبير عن النمو الحسابي يتمثل في استطالة الجذر بمعدل ثابت. انظر إلى (الشكل 2.3). عند رسم طول العضو مقابل الوقت ، يتم الحصول على منحنى خطي.

رياضيا ، يتم التعبير عنها على النحو التالي:

r = معدل النمو / الاستطالة لكل وحدة زمنية.

دعونا الآن نرى ما يحدث في النمو الهندسي. في معظم الأنظمة ، يكون النمو الأولي بطيئًا (مرحلة التأخر) ، ويزداد بسرعة بعد ذلك & # 8211 بمعدل أسي. هنا ، تحتفظ كل من الخلايا الذرية بعد الانقسام الانقسامي بالقدرة على الانقسام والاستمرار في القيام بذلك (الشكل 2.4). يمكن التعبير عن النمو الهندسي من خلال & # 8220 الفترة الكبرى للنمو & # 8221 (الشكل 2.5).

يمكن أيضًا إجراء مقارنات كمية بين نمو النظام الحي بطريقتين:

(1) يسمى قياس ومقارنة النمو الإجمالي لكل وحدة زمنية معدل النمو المطلق ،

(2) يسمى نمو النظام المحدد لكل وحدة زمنية معبراً عنها على أساس مشترك ، على سبيل المثال ، لكل معلمة أولية للوحدة ، معدل النمو النسبي.

في الشكل 2.6 ، تم رسم ورقتين ، A و B ، بأحجام مختلفة ولكنهما يظهران زيادة مطلقة في المساحة في الوقت المحدد لإعطاء الأوراق ، A و B & # 8217. ومع ذلك ، يظهر أحدهم معدل نمو نسبي أعلى بكثير. أيهما ولماذا؟

الفترة الكبرى للنمو:

يظهر النمو الخضري لمعظم النباتات بشكل عام ثلاث مراحل ، تبدأ ببطء ، وتصبح أسرع تدريجياً ثم تتباطأ في النهاية مرة أخرى. هذه المراحل الثلاث ، والمعروفة باسم & # 8220 الكبرى من فترة النمو & # 8221 ، تغطي كامل التاريخ الخضري للنبات السنوي. في نبات معمر ، تتكرر هذه الفترة الكبيرة من النمو سنويًا مع فترات السكون بين التكرارات.

من أجل شرح فترة النمو الكبرى ، يمكن رسم رسم بياني بين مدة النمو وزيادة الوزن الجاف للنبات. يتم تمثيله بيانياً بواسطة منحنى على شكل & # 8216S & # 8217 (منحنى سيني) (الشكل 2.5). تحدث هذه الاختلافات في النمو بسبب عدة عوامل خارجية وداخلية.

يظهر المنحنى السيني بعد ثلاث مراحل متميزة:

(1) مرحلة التأخر أو المرحلة الأولية:

يمثل المراحل الأولية للنمو. يكون معدل النمو بطيئًا بشكل طبيعي خلال هذه المرحلة.

(2) مرحلة التسجيل أو المرحلة الأسية:

إنها فترة النمو الأقصى والسريع. الأنشطة الفسيولوجية للخلايا في أقصى حد لها.

هنا ، تحتفظ كل من الخلايا الأصلية بعد انقسام الخلايا الانقسامية بالقدرة على الانقسام والاستمرار في القيام بذلك. ومع ذلك ، مع الإمداد المحدود بالمغذيات ، يتباطأ النمو مما يؤدي إلى مرحلة ثابتة.

يمكن التعبير عن النمو الأسي كـ

دبليو1 = الحجم النهائي (الوزن ، الارتفاع ، العدد ، إلخ.)

دبليو0 = الحجم الأولي في بداية الفترة

e = قاعدة اللوغاريتمات الطبيعية

هنا ، r هو معدل النمو النسبي وهو أيضًا مقياس قدرة المصنع على إنتاج مادة نباتية جديدة ، يشار إليها بمؤشر الكفاءة. ومن ثم ، فإن الحجم النهائي لـ W1 يعتمد على الحجم الأولي ، دبليو0.

(3) مرحلة البالغين أو المرحلة الثابتة:

تتميز هذه المرحلة بمعدل نمو متناقص. يصل النبات إلى مرحلة النضج ، وبالتالي يتباطأ النشاط الفسيولوجي للخلايا ويبدأ النبات في الشيخوخة.

العوامل المؤثرة على نمو النبات:

(ط) العوامل الخارجية:

بغض النظر عن الموطن الذي ينمو فيه النبات ، فإنه يخضع باستمرار للتنوع & # 8217s لمجموعة معقدة من العوامل البيئية. تلعب العوامل البيئية دورًا مهمًا في نمو وتطور أي نبات. من بين العوامل البيئية المهمة درجة الحرارة والضوء والأكسجين والماء والمغذيات.

تعتبر درجة الحرارة من أهم العوامل البيئية التي تؤثر على نمو أي نبات. ومع ذلك ، فإن الحدود الدنيا والأمثل والأقصى لدرجة حرارة النمو تختلف من نوع إلى نوع. على سبيل المثال ، تحقق الحبوب الشتوية بعض النمو عند درجات حرارة من 34 درجة إلى 40 درجة فهرنهايت ، بينما في نطاق درجة الحرارة هذا لا ينمو القرع والبطيخ ، كل ذلك.

مع ارتفاع درجة الحرارة فوق الحد الأدنى ، يتم تسريع النمو حتى الوصول إلى درجة حرارة مثالية معينة ، فوقها يصبح أبطأ وفي النهاية متخلفًا تمامًا. تختلف درجة الحرارة المثلى اختلافًا كبيرًا باختلاف أنواع النبات كما أنها تختلف باختلاف عمر النبات. درجات الحرارة المثلى لنمو النباتات الاستوائية أعلى من درجات الحرارة المعتدلة.

قد تنمو أنواع القطب الشمالي وجبال الألب عند نقطة التجمد أو حتى عند درجة حرارة أقل بقليل من نقطة التجمد. لا تزيد درجة الحرارة المثلى عادة عن 10 درجات مئوية. تتراوح درجة الحرارة المثلى لمعظم الأنواع الاستوائية من 30 درجة إلى 35 درجة مئوية ، وبالنسبة للأنواع المعتدلة فإنها تتراوح عادة من 25 درجة إلى 30 درجة مئوية.

يختلف أيضًا تأثير المدة التي يتعرض فيها النبات لدرجة حرارة معينة باختلاف الأنواع. على سبيل المثال ، قد يحقق النبات نموًا كبيرًا إذا تعرض لدرجة حرارة 86 درجة فهرنهايت لفترة قصيرة - نفس درجة الحرارة لها تأثيرات ضارة على النمو إذا تم الحفاظ عليها لفترة أطول.

تؤثر درجة حرارة التربة بشكل كبير على نمو الجذور والبراعم. في ظل الظروف الطبيعية ، تعتبر درجة الحرارة عاملاً بيئيًا دوريًا. عادة ما تختلف درجات الحرارة ليلا ونهارا اختلافا كبيرا ومع استثناءات قليلة فقط تنمو النباتات بشكل أفضل عندما تكون درجات الحرارة ليلا أقل من درجات الحرارة في النهار. في بعض الأحيان ، يتم استخدام مصطلح الدورية الحرارية لتعيين تأثيرات تناوب درجة الحرارة بين النهار والليل على النمو وردود الفعل الأخرى للنباتات.

الضوء هو عامل مهم آخر يؤثر بشكل مختلف على نمو وتطور جميع النباتات. تؤثر شدة الضوء وجودة الضوء ومدة الضوء على النمو بعدة طرق. يؤثر بشكل كبير على العديد من العمليات الفسيولوجية الهامة مثل تخليق الكلوروفيل ، وحركات الثغور ، والتمثيل الضوئي ، وتكوين الأنثوسيانين ، ودرجة حرارة الأعضاء الهوائية ، وامتصاص المعادن ، والنفاذية ، ومعدل النتح ، وتدفق البروتوبلازم ، إلخ.

(أنا) شدة الضوء:

تؤثر شدة الضوء بشكل كبير على نمو النبات. دائمًا ما ترتبط الاختلافات في شدة ضوء الشمس بالتغيرات في جودة الضوء ، وفي ظل الظروف الطبيعية ، يكون للتغيرات في شدة الضوء تأثيرات أكثر أهمية على نمط نمو النباتات من التغيرات في جودة الضوء. معظم المحاصيل ونباتات الزينة ، على سبيل المثال ، القمح والذرة والبازلاء والتبغ تحقق نموًا قويًا وممتلئًا وتزهر بغزارة مع أشعة الشمس الكاملة. تسمى هذه النباتات & # 8220sun plant & # 8221.

عندما تنمو بكثافة ضوء متوسطة ، تصبح نباتات الشمس أطول ولها أوراق أكبر وأرق ، ولكن عدد أزهارها أقل. إنها تجعل نموًا ضعيفًا للغاية في شدة الإضاءة المنخفضة. ومع ذلك ، لاحظ شيرلي (1929 ، 1935) في عدد من الأنواع النباتية أن الوزن المطلق ونسبة المادة الجافة في القمم وسمك وصلابة الساق وسمك الأوراق كلها تزداد مع زيادة شدة الضوء حتى الشمس الكاملة. الضوء ، بشرط ألا يكون هناك عامل آخر مقيد. ينتج عن شدة الإضاءة المنخفضة ضعف نمو الأزهار وبالتالي تكون الفاكهة سيئة للغاية.

(ثانيا) جودة الضوء:

الأطوال الموجية المختلفة لضوء الشمس لها تأثيرات كبيرة على نمو النباتات. تشير معظم التجارب التي أجريت في هذا الاتجاه إلى أن التطور الشامل للنبات وزيادة وزنه الجاف يحدثان بشكل أكثر فاعلية في الطيف الكامل للضوء المرئي. تميل النباتات التي تنمو في الضوء الأزرق والبنفسجي إلى أن تكون قزمة ، تلك الموجودة في الضوء الأحمر وطويلة وقصيرة. لا تعزز الأشعة فوق البنفسجية والأشعة تحت الحمراء من أشعة الشمس النمو.

النمو الكلي للنبات في الضوء الأخضر أقل بكثير مما هو عليه في الأجزاء ذات اللون الأزرق البنفسجي أو البرتقالي الأحمر من الطيف. هذا التأثير للضوء الأخضر يرجع جزئيًا إلى انخفاض كفاءة التمثيل الضوئي في الضوء الأخضر. أطوال موجية مختلفة من ضوء الشمس ليس لها تأثيرات موحدة على أعضاء مختلفة من النبات. على سبيل المثال ، يؤدي الضوء البرتقالي والأحمر عمومًا إلى ضعف نمو السيقان ونقص البروتينات.

يحدث أكبر استطالة للسيقان و hypocotyls في معظم النباتات في الجزء الأزرق البنفسجي من الطيف ، وأقل في اللون الأخضر وأقل في اللون البرتقالي والأحمر وأقل في الطيف الكامل للضوء المرئي. من ناحية أخرى ، يحدث أقصى توسع لشفرات الأوراق في الطيف الكامل للضوء المرئي وأقل في اللون الأخضر.

(3) مدة الضوء:

لقد أثرت مدة وشدة وجودة الضوء على معدل التمثيل الضوئي وبالتالي معدل النمو. خلال فصل الشتاء ، عندما تكون الأيام قصيرة ، تنمو النباتات ببطء حيث تطول الأيام نحو الربيع ، ويتسارع النمو.

لا تؤثر مدة الضوء على التمثيل الضوئي فحسب ، بل تؤثر أيضًا بشكل كبير على السكون والازدهار في النباتات. تؤدي أيام الخريف القصيرة إلى تأخر النمو في العديد من النباتات ، وهي ظاهرة لا تتعلق بالتمثيل الضوئي. يستجيب عدد من الأشجار لأيام الخريف القصيرة بالتوقف عن النمو والنوم.

طول اليوم له تأثير ملحوظ على الإزهار. تُصنف النباتات ، وفقًا لمتطلباتها من الضوء من أجل الإزهار ، على أنها نباتات طويلة اليوم ونباتات قصيرة اليوم ونباتات نهارًا محايدة. تزهر نباتات اليوم الطويل بشكل عام عندما تكون الأيام أطول من 13 أو 14 ساعة (حسب النوع) ، بينما تنتج نباتات اليوم القصير أزهارًا عندما تكون الأيام أقصر من 13 أو 14 ساعة. لا يتأثر الإزهار في النباتات المحايدة بطول اليوم. يمكن أن تزهر جيدًا في ظروف النهار القصيرة والطويلة.

باستثناء تلك النباتات التي هي أصلية في المستنقعات والمستنقعات ، فإن نمو جميع النباتات الأرضية يتأخر بشكل كبير في التربة ضعيفة التهوية. عادةً ما تتلقى براعم النباتات إمدادًا وافرًا من الأكسجين ، ولكن الجذور قد تحصل أو لا تحصل على كمية كافية من الأكسجين لتنمو وتعمل بشكل طبيعي. لا تزدهر النباتات في الحقول التي غمرتها المياه أو في الأواني المغمورة بالمياه بسبب النقص الملحوظ في تهوية التربة. يرجع تأخر نمو النباتات في التربة ضعيفة التهوية بشكل رئيسي إلى انخفاض امتصاص المعادن والمياه.

الماء هو أحد أهم المتطلبات الأساسية لنمو النبات. مع عدم كفاية إمدادات المياه ، يكون النمو ضعيفًا وعائدًا منخفضًا. تنمو النباتات جيدًا عندما تتوفر رطوبة وافرة ولكن غير زائدة. بالنسبة لمعظم النباتات ، يكون محتوى التربة والمياه في القدرة على ما يزيد قليلاً عن نسبة الذبول هو الأكثر ملاءمة للنمو الجيد.

مع انخفاض محتوى التربة والمياه ، لا تظهر تأثيرات ملحوظة على النمو حتى الوصول إلى نسبة الذبول الدائم. عند نسبة الذبول الدائم ، يتوقف كل النمو. إذا كانت التربة أعلى من سعة الحقل باستمرار ، كما هو الحال في الحقول سيئة الصرف ، فإن النباتات تنمو ببطء لأن الجذور محرومة من الأكسجين.

تختلف النباتات في استجابتها لنقص الرطوبة. على سبيل المثال ، تذبل الفجل والسبانخ والفلفل وتتوقف عن النمو عندما تكون نسبة مياه التربة منخفضة. تتوقف القرعيات والطماطم في الحقل عن النمو وتستجيب أوراقها السفلية بالتحول من اللون الأخضر الفاتح إلى اللون الأخضر الداكن أو المزرق. تتجعد أوراق الذرة والعديد من الأعشاب عندما تكون إمدادات المياه غير كافية.

قد يؤثر نقص إمدادات مياه التربة على نمو النبات في مراحل معينة من تطوره أكثر من غيرها. يتم فحص النمو الخضري في العديد من النباتات ولكن نمو الأعضاء التناسلية لا يتأثر بنقص إمدادات التربة والمياه.

إن كمية وطبيعة مغذيات التربة لها تأثير ملحوظ على نمو النباتات وتطورها. للنمو الغزير لأي محصول ، يجب أن يكون الحقل غنيًا بشكل كافٍ بالمغذيات (المغذيات الدقيقة والكبيرة على حد سواء). علاوة على ذلك ، لا تؤثر هذه العناصر الغذائية المعدنية على النمو على هذا النحو ، ولكن فقط عندما تكون موجودة في شكل أيونات ، أو كمكونات للجزيئات.

II. العوامل الداخلية:

(1) منظمات النمو:

عدة فئات من منظمات النمو معروفة. بينما تعمل بعض منظمات النمو على تعزيز النمو (على سبيل المثال ، الأكسينات ، الجبرلين ، السيتوكينين ، الفلوريجين ، إلخ) ، فإن البعض الآخر عبارة عن مثبطات للنمو (مثل حمض الأبسيسيك ، الإيثيلين ، كلورو كولين). يتم تصنيع العديد منها بواسطة النباتات ، في حين أن القليل منها اصطناعي.

تتحكم نسبة الكربوهيدرات والمركبات النيتروجينية في نمط النمو. يساعد وجود المزيد من الكربوهيدرات مقارنة بالمركبات النيتروجينية على تعزيز النمو الخضري والازهار والثمار. على العكس من ذلك ، يؤدي وجود المزيد من المركبات النيتروجينية مقارنة بالكربوهيدرات إلى ضعف النمو الخضري والازهار والثمار.

(3) التركيب الجيني والعامل الوراثي:

تخضع جميع الأنشطة الأيضية والنمو والتطور لسيطرة التكميل الجيني (النمط الجيني) ، النووي ، وكذلك النووي الإضافي للخلية. يتم التحكم في التعبير عن الجينات المناسبة في تسلسل مناسب بواسطة كل من الجينات والبيئة. تقوم الجينات الموجودة في الكروموسومات بنسخ المعلومات إلى m-RNA والتي تترجمها إلى بروتينات هيكلية وإنزيمية.


النجاة من الجفاف

تحتاج النباتات إلى المطر للبقاء على قيد الحياة. إذن ماذا يحدث عندما لا تمطر على الإطلاق لمدة ستة أشهر؟ حسنًا ، لقد طورت النباتات في السافانا دفاعات لهذا الغرض. العديد من النباتات لها جذور تنمو عميقاً في الأرض ، حيث يمكن العثور على معظم المياه. يسمح هذا الدفاع أيضًا للنبات بالنجاة من الحرائق لأن الجذر غير تالف ويمكن أن ينمو مرة أخرى بعد الحريق.

العديد من النباتات ، مثل شجرة الباوباب ، لديها تكيفات تساعدها على البقاء على قيد الحياة في موسم الجفاف. انقر للحصول على مزيد من التفاصيل.

تُبنى الحشائش لتتحمل الجفاف لأنها يمكن أن تظل كامنة خلال فترات الجفاف ثم تنمو بسرعة بمجرد هطول الأمطار. تزهر العديد من النباتات جزءًا من السنة فقط للحفاظ على المياه.

يجب على بعض النباتات ، مثل الأشجار ، تطوير استراتيجيات أخرى للتعامل مع فترات الجفاف الطويلة. تنمو العديد من النباتات أعضاء تخزن الماء ، مثل المصابيح أو الديدان (ساق منتفخة توجد تحت الأرض ، تشبه إلى حد كبير البصلة). يمكن لأشجار الباوباب تخزين المياه بين لحاء الشجرة ولحومها بحيث يمكنهم ارتشافها أثناء الجفاف. لديهم أيضًا لحاء فلين سميك يقاوم الحريق ويمنع الماء من التبخر.


تستخدم العديد من النباتات المزهرة (كاسيات البذور) بروتين مستقبِل للضوء ، مثل فيتوكروم أو كريبتوكروم ، [1] لاستشعار التغيرات الموسمية في طول الليل ، أو الفترة الضوئية ، والتي تعتبرها إشارات للزهرة. في تقسيم إضافي ، تلزم تتطلب النباتات الدورية الضوئية تمامًا ليلة طويلة أو قصيرة قبل الإزهار اختياري من المرجح أن تزهر النباتات الدورية الضوئية تحت ظروف واحدة.

يأتي فيتوكروم في شكلين: P.ص و صالاب. الضوء الأحمر (الموجود خلال النهار) يحول الفيتوكروم إلى شكله النشط (pfr). هذا ثم يدفع النبات للنمو. في المقابل ، يوجد ضوء أحمر بعيد في الظل أو في الظلام وهذا يحول فيتوكروم من pfr إلى pr. صص هو الشكل غير النشط من الفيتوكروم ولن يسمح بنمو النبات. هذا النظام من Pالاب أعلىص يسمح التحويل للنبات بالاستشعار عندما يحل الليل ونهارًا. [2] صالاب يمكن أيضًا تحويلها مرة أخرى إلى Pص من خلال عملية تعرف باسم الارتداد المظلم ، حيث تؤدي فترات الظلام الطويلة إلى تحويل P.الاب. [3] هذا مهم فيما يتعلق بزراعة النباتات. تجارب Halliday et al. أظهر أن التلاعب بنسبة الأحمر إلى الأحمر البعيد في نبات الأرابيدوبسيس يمكن أن يغير الإزهار. اكتشفوا أن النباتات تميل إلى الإزهار لاحقًا عند تعرضها لمزيد من الضوء الأحمر ، مما يثبت أن الضوء الأحمر يثبط الإزهار. [4] وقد أثبتت تجارب أخرى ذلك من خلال تعريض النباتات لضوء أحمر إضافي في منتصف الليل. لن يزهر نبات النهار القصير إذا تم تشغيل الضوء لبضع دقائق في منتصف الليل ويمكن للنبات طويل اليوم أن يزهر إذا تعرض لمزيد من الضوء الأحمر في منتصف الليل. [5]

الكريبتوكروميس هي نوع آخر من المستقبلات الضوئية التي تعتبر مهمة في الضوئية. تمتص الكريبتوكرومات الضوء الأزرق والأشعة فوق البنفسجية. تجلب الكريبتوكروميات الساعة اليومية للضوء. [6] لقد وجد أن وفرة الكريبتوكروم والفيتوكروم تعتمد على الضوء ويمكن أن تتغير كمية الكريبتوكروم اعتمادًا على طول اليوم. يوضح هذا مدى أهمية كل من المستقبلات الضوئية فيما يتعلق بتحديد طول اليوم. [7]

في عام 1920 ، نشر دبليو دبليو غارنر وإتش أيه ألارد اكتشافاتهم حول الاستدامة الضوئية وشعروا أن طول ضوء النهار هو الأمر الحاسم ، [1] [8] ولكن اكتشف لاحقًا أن طول الليل هو العامل المسيطر. [9] [10] تصنف النباتات المزهرة ذات الدورة الضوئية على أنها نباتات اليوم الطويل أو نباتات قصيرة اليوم على الرغم من أن الليل هو العامل الحاسم بسبب سوء الفهم الأولي حول ضوء النهار باعتباره العامل المسيطر. إلى جانب نباتات النهار الطويل ونباتات اليوم القصير ، توجد نباتات تندرج ضمن "فئة طول اليومين". هذه المصانع هي إما نباتات ذات يوم طويل قصير (LSDP) أو مصانع نهارية قصيرة طويلة (SLDP). أزهار LSDPs بعد سلسلة من الأيام الطويلة تليها أيام قصيرة بينما تزهر SLDPs بعد سلسلة من الأيام القصيرة تليها أيام طويلة. [11] لكل نبات طول مختلف من فترة ضوئية حرجة ، أو طول الليل الحرج. [1]

يعتقد علماء الأحياء الحديثون [12] أنها مصادفة الأشكال النشطة للفيتوكروم أو الكريبتوكروم ، التي تم إنشاؤها بواسطة الضوء أثناء النهار ، مع إيقاعات الساعة اليومية التي تسمح للنباتات بقياس طول الليل. بخلاف الإزهار ، تشمل البيئة الضوئية في النباتات نمو السيقان أو الجذور خلال مواسم معينة وفقدان الأوراق. Artificial lighting can be used to induce extra-long days. [1]

Long-day plants Edit

Long-day plants flower when the night length falls below their critical photoperiod. [13] These plants typically flower during late spring or early summer as days are getting longer. In the northern hemisphere, the longest day of the year (summer solstice) is on or about 21 June. [14] After that date, days grow shorter (i.e. nights grow longer) until 21 December (the winter solstice). This situation is reversed in the southern hemisphere (i.e., longest day is 21 December and shortest day is 21 June). [1] [8]

Some long-day obligate plants are:

Some long-day facultative plants are:

Short-day plants Edit

Short-day plants flower when the night lengths exceed their critical photoperiod. [15] They cannot flower under short nights or if a pulse of artificial light is shone on the plant for several minutes during the night they require a continuous period of darkness before floral development can begin. Natural nighttime light, such as moonlight or lightning, is not of sufficient brightness or duration to interrupt flowering. [1] [8]

In general, short-day (i.e.long-night) plants flower as days grow shorter (and nights grow longer) after 21 June in the northern hemisphere, which is during summer or fall. The length of the dark period required to induce flowering differs among species and varieties of a species.

Photoperiodism affects flowering by inducing the shoot to produce floral buds instead of leaves and lateral buds.

Some short-day facultative plants are: [16]

    ( Hibiscus cannabinus) (القنب) (جوسيبيوم) (Oryza) (الذرة الرفيعة ثنائية اللون) (Mung bean, Vigna radiata) [17] (جلايسين ماكس)

Day-neutral plants Edit

Day-neutral plants, such as cucumbers, roses, tomatoes, and Ruderalis (autoflowering cannabis) do not initiate flowering based on photoperiodism. [18] Instead, they may initiate flowering after attaining a certain overall developmental stage or age, or in response to alternative environmental stimuli, such as vernalisation (a period of low temperature). [1] [8]

Daylength, and thus knowledge of the season of the year, is vital to many animals. A number of biological and behavioural changes are dependent on this knowledge. Together with temperature changes, photoperiod provokes changes in the color of fur and feathers, migration, entry into hibernation, sexual behaviour, and even the resizing of sexual organs.

The singing frequency of birds such as the canary depends on the photoperiod. In the spring, when the photoperiod increases (more daylight), the male canary's testes grow. As the testes grow, more androgens are secreted and song frequency increases. During autumn, when the photoperiod decreases (less daylight), the male canary's testes regress and androgen levels drop dramatically, resulting in decreased singing frequency. Not only is singing frequency dependent on the photoperiod but the song repertoire is also. The long photoperiod of spring results in a greater song repertoire. Autumn's shorter photoperiod results in a reduction in song repertoire. These behavioral photoperiod changes in male canaries are caused by changes in the song center of the brain. As the photoperiod increases, the high vocal center (HVC) and the robust nucleus of the archistriatum (RA) increase in size. When the photoperiod decreases, these areas of the brain regress. [19]

In mammals, daylength is registered in the suprachiasmatic nucleus (SCN), which is informed by retinal light-sensitive ganglion cells, which are not involved in vision. The information travels through the retinohypothalamic tract (RHT). Some mammals are highly seasonal, while humans' seasonality is largely believed to be evolutionary baggage. [20] [ relevant? ]


شروط البيولوجيا ذات الصلة

  • Ephemeral plants – Plants whose lifespans are so short they finish their life cycle in less than one growing season.
  • Rhizome – A stem that grows horizontally underground, allowing some plants to survive from one growing season to another.

2. What makes woody plants stronger than herbaceous plants?
أ. The presence of cellulose in woody plants
ب. The abundance of lignin in woody plants
ج. The fact that woody plants have longer lifespans
د. Woody plants require little water and nutrients to survive

3. Which of the following herbaceous plants don’t die after producing seeds?
أ. Annuals
ب. المعمرة
ج. Biennials
د. None do


شاهد الفيديو: النباتات المفيدة للنحل: الجزء الاول (أغسطس 2022).