سلولهای همراه: مغزهای متفکر آوندهای آبکش
آوندهای آبکش و سلولهای همراه چیستند؟
گیاهان برای زنده ماندن نیاز به جابهجایی مواد غذایی دارند. این کار توسط دو نوع آوند اصلی انجام میشود: آوندهای چوبی۳ برای انتقال آب و مواد معدنی، و آوندهای آبکش۲ برای انتقال مواد غذایی ساخته شده در برگها به سایر قسمتهای گیاه. سلولهای آبکش۴ که مسئول این انتقال هستند، به تنهایی نمیتوانند کار خود را به خوبی انجام دهند. آنها به یک دستیار نیاز دارند؛ این دستیار، سلول همراه۱ نام دارد.
تصور کنید یک کارخانه قند (برگ) دارید که محصولاتش باید به انبارهای مختلف (ریشه، میوه، گل) برسد. سلولهای آبکش مانند کامیونهای حملونقل هستند، اما این کامیونها راننده ندارند! سلولهای همراه درست مانند رانندههای این کامیونها هستند که مسیر را کنترل میکنند، سرعت حملونقل را تنظیم میکنند و مطمئن میشوند محموله به درستی به مقصد برسد.
| ویژگی | سلول آبکش (کامیون) | سلول همراه (راننده) |
|---|---|---|
| وظیفه اصلی | لولهکشی و انتقال مواد | کنترل و مدیریت انتقال |
| هسته سلول | فاقد هسته در بلوغ | دارای هسته فعال و بزرگ |
| میزان فعالیت متابولیک | پایین | بسیار بالا |
| میتوکندری۵ و ریبوزوم۶ | تعداد کم | تعداد بسیار زیاد |
سلولهای همراه چگونه کار میکنند؟
سلولهای همراه از طریق ساختارهای ویژهای به نام روزنههای آوندی۷ به سلولهای آبکش متصل هستند. این روزنهها مانند پلهای ارتباطی کوچکی عمل میکنند که از طریق آنها مولکولهای ATP۸ (واحد انرژی سلول)، پروتئینها و پیامهای کنترلکننده بین این دو سلول رد و بدل میشود.
فرآیند کار را میتوان به این صورت توصیف کرد:
۱. در برگ، قند (مانند ساکارز۹) طی فرآیند فتوسنتز۱۰ ساخته میشود.
۲. سلول همراه، این قند را از سلولهای برگ جذب میکند.
۳. سلول همراه با استفاده از انرژی (ATP)، قند را به درون سلول آبکش پمپاژ میکند.
۴. با افزایش concentration۱۱ (غلظت) قند در سلول آبکش، آب به طور طبیعی (از طریق اسمز) به داخل آن نفوذ میکند و فشار ایجاد میشود.
۵. این فشار بالا، شیره پرورده۱۲ (مخلوط قند و آب) را به سمت قسمتهای نیازمند گیاه مانند ریشه یا میوه به حرکت درمیآورد.
اهمیت سلولهای همراه در زندگی گیاه
وجود سلولهای همراه برای سلامت و رشد گیاه ضروری است. بدون آنها، مواد غذایی در برگها حبس میشوند و به سایر نقاط گیاه نمیرسند. این موضوع چند پیامد مهم دارد:
رشد میوهها: برای اینکه یک میوه شیرین و درشت شود، نیاز به مقدار زیادی قند دارد که از برگها تامین میشود. اگر سلولهای همراه به درستی کار نکنند، میوهها کوچک و بیمزه باقی میمانند.
ذخیرهسازی در ریشه: گیاهانی مانند هویج یا سیبزمینی، قندها را در ریشه خود ذخیره میکنند تا در فصل رشد بعدی از آن استفاده کنند. این ذخیرهسازی تنها با کمک سلولهای همراه ممکن است.
پاسخ به آسیب: وقتی قسمتی از گیاه آسیب میبیند، سلولهای همراه میتوانند مسیر انتقال مواد را تغییر دهند تا منابع به مناطق سالم و در حال ترمیم هدایت شوند.
اشتباهات رایج و پرسشهای مهم
خیر. سلولهای همراه در تمام طول آوندهای آبکش، از برگها گرفته تا ساقه، ریشه و حتی میوهها حضور دارند. آنها در هر نقطهای که سلولهای آبکش برای انجام وظیفه خود نیاز به پشتیبانی متابولیکی داشته باشند، وجود دارند.
خیر. این ساختار پیشرفته مخصوص گیاهان گلدار (نهاندانگان۱۳) است. گیاهان قدیمیتر مانند مخروطداران (مثل کاج) و سرخسها سلولهای همراه به این شکل ندارند و از روشهای سادهتری برای کنترل انتقال مواد استفاده میکنند.
سلولهای آبکش که به آنها وابسته هستند نیز توانایی خود را از دست میدهند. این امر منجر به مسدود شدن آوند آبکش و توقف انتقال مواد غذایی میشود. در نتیجه، رشد گیاه متوقف شده و بخشهای دورتر از برگ (مانند ریشه) به تدریج از بین میروند.
پاورقی
۱ سلول همراه (Companion Cell)
۲ آوند آبکش (Phloem)
۳ آوند چوبی (Xylem)
۴ سلول غربالی (Sieve Tube Element)
۵ میتوکندری (Mitochondrion): اندامک تولیدکننده انرژی در سلول.
۶ ریبوزوم (Ribosome): اندامک سازنده پروتئین در سلول.
۷ روزنه آوندی (Plasmodesmata)
۸ آدنوزین تری فسفات (Adenosine Triphosphate): مولکول حامل انرژی.
۹ ساکارز (Sucrose)
۱۰ فتوسنتز (Photosynthesis)
۱۱ غلظت (Concentration)
۱۲ شیره پرورده (Phloem Sap)
۱۳ نهاندانگان (Angiosperms)
