روپوست: سپر نامرئی گیاهان
روپوست چیست و در کجای گیاه قرار دارد؟
برای درک بهتر، فرض کنید گیاه یک قلعه است. دیوارهای بیرونی این قلعه، همان روپوست هستند. این لایه، اولین مواجههی گیاه با باد، باران، آفتاب، حشرات و بیماریهاست. روپوست گروهی معمولاً یکلایهای از یاختهها (سلولها) است که روی بخشهای جوان و نرم گیاه مانند برگهای تازه، گلبرگها، ساقههای جوان و ریشههای نازک را میپوشاند.
نکته جالب اینجاست که این لایه در همه جای گیاه یکسان نیست. مثلاً روی برگها، علاوه بر سلولهای معمولی روپوست، روزنه هم وجود دارد که برای تبادل گازها ضروری است. یا در ریشه، برخی سلولهای روپوست به صورت تار کشنده طویل میشوند تا سطح جذب آب و مواد معدنی را افزایش دهند.
ساختار و اجزای تشکیلدهنده روپوست
روپوست یک لایه یکنواخت نیست، بلکه از انواع مختلفی سلول تشکیل شده که هرکدام وظیفه خاصی دارند. در جدول زیر مهمترین این سلولها را میبینید:
| نام سلول | ویژگی و محل حضور | وظیفه اصلی |
|---|---|---|
| سلولهای پوششی معمولی | شکلدهنده عمده روپوست. دیواره ضخیم و اغلب فاقد کلروپلاست. | ایجاد یک لایه محافظ فشرده و پیوسته. |
| سلولهای نگهبان روزنه[3] | دو سلول لوبیایی شکل که درونشان روزنه قرار دارد. دارای کلروپلاست هستند. | کنترل باز و بسته شدن روزنه برای تبادل گازها (اکسیژن، دیاکسیدکربن) و خروج بخار آب. |
| کرک[4] (تارهای روپوستی) | زائدههای کوچک و نازک بیرونزده از سلولهای روپوست. در برگ و ساقه دیده میشوند. | کمک به کاهش تبخیر آب، بازتاب نور اضافی خورشید، و در برخی گیاهان ترشح مواد دفاعی. |
| تار کشنده | سلولهای طویل و مویی شکل روپوست فقط در ناحیه ریشه. | جذب آب و مواد معدنی محلول از خاک. |
پوستک: لایه محافظ فوقالعاده روپوست
اما مهمترین ویژگی روپوست بخشهای هوایی گیاه (برگ و ساقه جوان)، وجود یک پوشش خاص بر روی آن است به نام پوستک[5]. پوستک یک لایه شفاف، نازک و مومی است که توسط خود سلولهای روپوست ترشح میشود و مانند یک ژاکت ضدآب روی آن را میپوشاند. این لایه عمدتاً از جنس لیپید (چربی) و موم است.
وظایف حیاتی روپوست: بیشتر از یک پوشش ساده
با هم وظایف اصلی روپوست را مرور میکنیم:
۱. جلوگیری از هدررفت آب (تعریق): این مهمترین وظیفه روپوست است. پوستک مومی روی آن و وجود روزنههایی که قابلیت بسته شدن دارند، باعث میشود گیاه بتواند میزان آبی را که از دست میدهد، دقیقاً کنترل کند. گیاهان مناطق خشک، اغلب پوستک ضخیمتر یا کرکهای بیشتری دارند تا کمتر آب از دست بدهند.
۲. تبادل گازها: گیاه برای فتوسنتز به دیاکسیدکربن و برای تنسل به اکسیژن نیاز دارد. این تبادل از طریق روزنهها که بخشی از روپوست هستند، انجام میشود. سلولهای نگهبان روزنه مانند دروازهبانهای هوشمند این منافذ را بسته یا باز میکنند.
۳. جذب آب و مواد معدنی: این وظیفه مخصوص روپوست ریشه است. تارهای کشنده با افزایش سطح تماس، جذب آب و املاح را از خاک ممکن میسازند.
۴. دفاع: روپوست بهعنوان اولین سد فیزیکی، از ورود مستقیم قارچها، باکتریها و حشرات گیاهخوار به درون بافتهای گیاه جلوگیری میکند. ضخامت دیواره سلولی و وجود پوستک، این سد را مقاومتر میکند.
۵. محافظت در برابر تابش شدید: پوستک مومی و کرکها میتوانند بخشی از نور شدید خورشید بهویژه پرتوهای فرابنفش را بازتاب دهند و از آسیب به سلولهای زیرین جلوگیری کنند.
روپوست در زندگی روزمره و کشاورزی
شما هر روز با محصولات و پدیدههای مرتبط با روپوست سروکار دارید:
- براقیت میوهها: براق بودن سطح سیب، گوجهفرنگی یا برگ برخی گیاهان آپارتمانی، به دلیل وجود لایه موم روی پوستک (اپیکوتیکولار وکس) است. این لایه علاوه بر زیبایی، میوه را در انبار هم بیشتر حفظ میکند.
- اثر خودتمیزشوندگی: همان طور که گفتیم، این خاصیت در برگ نیلوفر آبی به خاطر ساختار میکروسکوپی و مومی پوستک آن است که باعث دفع آب و آلودگیها میشود. از این ایده در ساخت رنگها و سطوح خودتمیزشونده استفاده شده است.
- مقاومت به خشکی: یک کشاورز یا باغبان میداند که گیاهانی مانند کاکتوس یا گیاهان گوشتی، پوستک بسیار ضخیم و کارآمدی دارند که به آنها اجازه میدهد هفتهها با ذخیره آب کم زنده بمانند.
- حساسیت گیاهان: گیاه "حساس" (میموزا) وقتی لمس میشود، برگهایش جمع میشود. این پاسخ سریع از طریق تغییرات فشار آب در سلولهای خاصی در پایه برگها اتفاق میافتد که با روپوست در ارتباط هستند.
پرسشهای متداول درباره روپوست
خیر. روپوست همه اندامهای جوان و اولیه گیاه از جمله برگ، ساقه جوان، گل، میوه و حتی ریشه را میپوشاند. البته شکل و ویژگیهای سلولهای روپوست در هر اندام با توجه به وظیفه آن متفاوت است. مثلاً در ریشه، روزنه وجود ندارد اما تار کشنده دارد.
سلولهای پوششی روپوست شفاف و بدون کلروپلاست هستند تا نور را به راحتی به سلولهای کلروفیلدار زیرین (مزوفیل) برسانند. اما سلولهای نگهبان روزنه برای باز و بسته کردن فعال روزنه به انرژی نیاز دارند. آنها این انرژی را از فتوسنتزی که خود انجام میدهند، تأمین میکنند.
روپوست به خودی خود نفوذناپذیر است، اما درون آن ساختارهای ویژهای به نام روزنه تعبیه شده است. روزنهها منافذ قابل تنظیمی هستند که هنگام نیاز گیاه (مثلاً برای جذب دیاکسیدکربن در روز) باز میشوند و تبادل گازها را ممکن میسازند. این طراحی هوشمندانه، هم از هدررفت آب جلوگیری میکند و هم نیازهای گازی گیاه را برطرف مینماید.
روپوست لایهای ساده اما حیاتی است که گیاهان برای زنده ماندن در محیط خشکی به آن تکامل یافتهاند. این لایه با ترکیبی از سلولهای فشرده پوششی، روزنههای هوشمند، کرکهای محافظ و پوشش مومی پوستک، مجموعهای از وظایف حفاظتی، تنظیمی و جذبی را انجام میدهد. درک روپوست، درک یکی از کلیدیترین دلایل موفقیت گیاهان در زندگی روی خشکی است. دفعه بعد که به یک برگ نگاه کردید، به یاد بیاورید که آن سطح سبز و به ظاهر ساده، در واقع یک سیستم دفاعی و مدیریت منابع پیشرفته است.
پاورقی
۱. روپوست (Epidermis): بیرونیترین لایه سلولی در اندامهای جوان گیاهان. معادل فارسی اپیدرم.
۲. اپیدرم (Epidermis): واژهای با ریشه یونانی به معنای "روی پوست". در علوم گیاهی و جانوری به لایه بیرونی گفته میشود.
۳. سلول نگهبان روزنه (Guard Cells): دو سلول تخصصیافته در روپوست که با تغییر شکل خود، منفذ روزنه را باز یا بسته میکنند.
۴. کرک (Trichome): زائدههای بیرونزده از سلولهای روپوست در ساقه و برگ. نقشهای گوناگونی مانند کاهش تبخیر، دفاع و بازتاب نور دارند.
۵. پوستک (Cuticle): لایهای نازک، شفاف و مومی که توسط سلولهای روپوست ترشح شده و روی آن را میپوشاند. اصلیترین سد ضدآب گیاه.
