تخلیه باستان: سفر قندها به مصرفکننده
سامانه ترابری گیاه: آوندهای چوبی و آبکش
گیاهان برای زنده ماندن و رشد، نیاز به یک سامانه ترابری کارآمد دارند. این سامانه از دو بخش اصلی تشکیل شده است:
ویژگی | آوند چوبی4 | آوند آبکش5 |
---|---|---|
ماده منتقلشونده | آب و مواد معدنی | قندها و مواد غذایی آلی |
مسیر حرکت | از ریشه به سمت برگها | از برگها به سراسر گیاه |
سلولهای تشکیلدهنده | سلولهای مرده و توخالی | سلولهای زنده |
تصور کنید گیاه یک کارخانه است. برگها مانند واحد تولیدی، قند میسازند. آوندهای آبکش مانند راهآهن یا جادههایی هستند که این محصولات را به انبارهای مختلف (مصرفکنندهها) مانند میوهها، ریشهها و دانهها میبرند. فرآیند تخلیه باستان، همان مرحله تخلیه کالا از کامیون (آوند آبکش) و وارد کردن آن به انبار (سلول مصرفکننده) است.
انواع تخلیه باستان: مسیرهای متفاوت برای مقاصد مختلف
تخلیه باستان همیشه به یک شکل انجام نمیشود. گیاه بسته به نوع بافت مصرفکننده، از روشهای مختلفی استفاده میکند. دو مسیر اصلی وجود دارد:
نوع تخلیه | توضیح | مثال |
---|---|---|
تخلیه سیمپلاستی6 | قندها از طریق روزنههای کوچک بین سلولی به نام پلاسمودسماتا7 مستقیماً از یک سلول به سلول دیگر حرکت میکنند. این مسیر نیاز به انرژی کمتری دارد. | رسیدن قند به برگهای جوان و مریستمهای راس ساقه |
تخلیه آپوپلاستی8 | قندها ابتدا به فضای بین سلولها ترشح میشوند و سپس توسط سلول مصرفکننده، با صرف انرژی (ATP)، به داخل پمپ میشوند. | ذخیرهسازی قند در میوههای شیرین مانند انگور یا در ریشههایی مانند چغندر قند |
برای درک بهتر، فرض کنید میخواهید آب را از یک ظرف به ظرف دیگر منتقل کنید. در روش سیمپلاستی، دو ظرف را با یک لوله به هم وصل میکنید و آب خودبهخود جریان مییابد. در روش آپوپلاستی، آب را ابتدا در یک سطل میریزید و سپس با یک پمپ (که انرژی مصرف میکند) آن را به ظرف دوم منتقل میکنید.
عوامل مؤثر بر سرعت و کارایی تخلیه
سرعت انتقال قندها به بافت مصرفکننده، تحت تأثیر عوامل مختلفی قرار دارد. این عوامل میتوانند بر رشد گیاه و اندازه میوهها تأثیر مستقیم بگذارند.
عامل | تأثیر | وضعیت ایدهآل |
---|---|---|
دما | دمای بسیار پایین یا بسیار بالا، فعالیت آنزیمها را کند میکند. | دمای متعادل |
نور | نور کافی، فتوسنتز و در نتیجه تولید قند را افزایش میدهد. | نور فراوان |
میزان مصرف | اگر سلول مصرفکننده به سرعت قندها را مصرف یا ذخیره کند، سرعت تخلیه افزایش مییابد. | مصرف فعال |
آفات و بیماریها | میتوانند به آوندهای آبکش آسیب بزنند و مسیر انتقال را مسدود کنند. | عدم آلودگی |
تخلیه باستان در کشاورزی و باغداری
درک فرآیند تخلیه باستان به کشاورزان و باغداران کمک میکند تا محصولات باکیفیتتر و پربارتری داشته باشند. برای مثال، وقتی یک باغدار میخواهد انگورهایش شیرینتر شوند، باید شرایطی فراهم کند که تخلیه قندها به میوه به بهترین شکل ممکن انجام شود. این کار با تأمین نور کافی، آبدهی مناسب و کنترل آفات امکانپذیر است. هرچه قندهای بیشتری در میوه تخلیه و ذخیره شوند، میوه شیرینتر خواهد بود.
مثال دیگر، رشد غدههای سیبزمینی است. سیبزمینی در واقع یک ساقه تغییرشکلیافته زیرزمینی است که قندها (عمدتاً به شکل نشاسته) در آن تخلیه و ذخیره میشوند. برای داشتن سیبزمینیهای درشت، باید سلامت برگها (تولیدکنندگان قند) و آوندهای آبکش (مسیرهای انتقال) حفظ شود.
اشتباهات رایج و پرسشهای مهم
پاورقی
1 تخلیه باستان (Phloem Unloading): فرآیند خروج مواد حلّال (عمدتاً قندها) از آوندهای آبکش و ورود آنها به سلولهای بافت مصرفکننده.
2 آوند آبکش (Phloem): بافت زنده گیاهی که مسئول انتقال مواد غذایی ساختهشده (مانند قند) از برگها به سایر قسمتهای گیاه است.
3 مصرفکننده (Sink): هر بخشی از گیاه که مواد غذایی را مصرف یا ذخیره میکند، مانند میوهها، ریشهها، جوانهها و دانهها.
4 آوند چوبی (Xylem): بافت گیاهی که مسئول انتقال آب و مواد معدنی از ریشه به سمت برگها است.
5 آوند آبکش (Phloem): رجوع شود به پاورقی شماره 2.
6 تخلیه سیمپلاستی (Symplastic Unloading): نوعی تخلیه که در آن مواد از طریق پلاسمودسماتا مستقیماً از سیتوپلاسم یک سلول به سلول مجاور حرکت میکنند.
7 پلاسمودسماتا (Plasmodesmata): کانالهای میکروسکوپی که سیتوپلاسم سلولهای گیاهی مجاور را به هم متصل میکنند و امکان ارتباط و انتقال مواد را فراهم میآورند.
8 تخلیه آپوپلاستی (Apoplastic Unloading): نوعی تخلیه که در آن مواد ابتدا به دیواره سلولی و فضای بین سلولی (آپوپلاست) ترشح شده و سپس توسط سلول مصرفکننده جذب میشوند.