آوند1: بزرگراههای حیاتی گیاهان
آوندها: جادههای دوطرفهی گیاهی
همهی موجودات زنده برای زنده ماندن نیاز به جابهجایی مواد دارند. در گیاهان، این کار توسط بافتهای ویژهای به نام بافت آوندی انجام میشود. اگر گیاه را یک شهر در حال رشد تصور کنید، آوندها همان بزرگراهها و خیابانهای اصلی هستند که ترافیک مواد مختلف را در ابعاد میکروسکوپی مدیریت میکنند. این سیستم از دو نوع لولهی تخصصیافته تشکیل شده است: بافت چوب و بافت آبکش.
تفاوت چوب و آبکش در چیست؟
برای درک بهتر، این دو بافت را با یک مثال از زندگی روزمره مقایسه میکنیم. فرض کنید یک کارخانهی قند (برگ گیاه) در شهر وجود دارد. کارخانه مواد اولیه (آب و مواد معدنی) را از خارج شهر (خاک) دریافت میکند و پس از تولید قند (غذا) باید آن را بین مردم (سلولهای گیاه) پخش کند. چوب مانند لولههای آب شهری است که مواد خام را از ایستگاه پمپاژ (ریشه) به کارخانه میرساند. آبکش هم مثل کامیونهای حمل محصول است که قند تولیدشده را از کارخانه به فروشگاهها و خانهها (ریشه، میوه، جوانه) توزیع میکند.
| ویژگی | بافت چوب (Xylem) | بافت آبکش (Phloem) |
|---|---|---|
| مادهی منتقلشونده | آب و مواد معدنی محلول در آن (شیرهی خام) | مواد غذایی (مانند قندها) و هورمونها (شیرهی پرورده) |
| جهت انتقال | یکطرفه: از ریشه به سمت بالا (برگها) | دوطرفه: از برگ به نقاط مصرف (ریشه، میوه، جوانه) |
| سلولهای سازنده | سلولهای مرده، لولهشکل و توخالی | سلولهای زنده و متصل به هم |
| مثال قابل مشاهده | حلقههای سالانه در تنه درختان (عمدتاً از چوب تشکیل شده) | شیرهی شیرین افرا یا شیرهی خرما که از برش گیاه خارج میشود |
| نیروی محرکه | عمل مکش ناشی از تعرق4 در برگها | فشار ایجادشده توسط اختلاف غلظت مواد در سلولها |
فرمولهای ساده در پشت پردهی آوندها
برخی از فرآیندهای مهم مرتبط با آوندها را میتوان با روابط ساده بیان کرد. به عنوان مثال، فرآیند غذاسازی گیاه که محصول نهایی آن از طریق آبکش جابهجا میشود:
$ 6CO_2 + 6H_2O + (انرژی نور) \rightarrow C_6H_{12}O_6 + 6O_2 $
دیاکسید کربن + آب + نور خورشید → گلوکز (قند) + اکسیژن
این گلوکز سپس در آب حل شده و به صورت شیره توسط آبکش حمل میشود.
حرکت آب در چوب نیز به نیروی تعرق و پیوستگی مولکولهای آب وابسته است. میتوانید با یک آزمایش ساده این نیرو را ببینید: اگر نوک یک دستمال کاغذی را در یک لیوان آب و سر دیگر آن را در لیوان خالی کنارش قرار دهید، بعد از مدتی آب از دستمال از لیوان پر به لیوان خالی منتقل میشود. این همان اصل نیروی مویینگی است که در حرکت آب در آوندهای بسیار باریک چوب نیز نقش دارد.
آوندها در زندگی روزمره ما
آوندها تنها موضوعی در کتاب علوم نیستند، بلکه در اطراف ما مشهود هستند. وقتی پوست یک شاخهی جوان را به دقت جدا میکنید، یک لایهی سبز و سپس یک لایهی مرطوب و لغزنده میبینید. آن لایهی لغزنده محل قرارگیری آبکش است. به همین دلیل است که اگر حلقهای دور ساقه یک درخت را بکنیم (حلقهبرداری)، چون مسیر آبکش قطع میشود، مواد غذایی به ریشه نمیرسد و درخت بعد از مدتی از بین میرود.
یا وقتی در فصل بهار از درخت افرا شیره میگیرند، در واقع بافت آبکش را میشکافند. شیرهی شیرین خارج شده، همان مواد غذایی در حال انتقال است. حتی چوبی که برای ساختن میز و صندلی استفاده میکنیم، در واقع دیوارههای سخت شدهی سلولهای مردهی آوند چوبی درختان است که سالها قبل آب را جابهجا میکردند.
اشتباهات رایج و پرسشهای مهم
پاسخ: خیر. آوندها در تمام بخشهای گیاه که نیاز به انتقال مواد دارند، وجود دارند. آنها در ریشه، ساقه، شاخهها، برگها و حتی در گلها و میوهها دیده میشوند. در برگها، آوندها به صورت رگبرگهای دیده میشوند که هم آب میآورند و هم مواد غذایی را میبرند.
پاسخ: یک دلیل اصلی، اختلال در کار آوندهای چوب است. اگر خاک خشک باشد یا ریشه آسیب دیده باشد، آبی برای انتقال به برگها وجود ندارد. همچنین، اگر هوای خیلی گرم و خشک باشد، آب خیلی سریع از برگها (از طریق روزنهها) تبخیر میشود و آوندهای چوب نمیتوانند به سرعت آب جایگزین را برسانند. در نتیجه سلولهای برگ آب خود را از دست داده و پژمرده میشوند. آبیاری به موقع، ریشهها را تقویت میکند تا آب کافی به آوندها برسد.
پاسخ: خیر. گیاهان کوچکی مثل خزهها و جلبکها فاقد بافت آوندی واقعی هستند. در این گیاهان، آب و مواد به صورت مستقیم از سلولی به سلول دیگر و یا در محیط آبی منتقل میشود. وجود آوند یک پیشرفت تکاملی مهم بود که به گیاهان اجازه داد قد بکشند و در خشکی گسترش یابند.
پاورقی
1آوند (Vascular tissue): بافت ویژهای در گیاهان که مسئول انتقال مواد است.
2چوب (Xylem): بافت آوندی که مسئول انتقال آب و املاح از ریشه به بالا است.
3آبکش (Phloem): بافت آوندی که مسئول انتقال مواد غذایی (مانند قندها) از برگ به سایر قسمتهای گیاه است.
4تعرق (Transpiration): فرآیند تبخیر آب از سطح برگها که باعث ایجاد نیروی مکش برای صعود آب در آوندهای چوب میشود.
5فتوسنتز (Photosynthesis): فرآیند ساخت مواد غذایی (گلوکز) توسط گیاهان سبز با استفاده از نور خورشید، آب و دیاکسید کربن.
