لایه میانبرگ: آشپزخانه سبز گیاهان
آناتومی یک برگ: سفر به اعماق سبز
برگ مانند یک ساندویچ چندلایه است. اگر یک برگ را به صورت عرضی برش بدهیم، از بالا به پایین با لایههای زیر روبرو میشویم:
| نام لایه | ویژگیهای اصلی | وظیفه (مشابه در زندگی روزمره) |
|---|---|---|
| پوستک رویی | لایهای نازک و شفاف، اغلب دارای لایهی مومی برای محافظت. | مانند شیشه جلوی ماشین که هم نور را عبور میدهد و هم از داخل محافظت میکند. |
| بافت نردهای | سلولهای استوانهای چسبیده به هم و پر از کلروپلاست. | مانند پنلهای خورشیدی عمودی که در معرض نور مستقیم خورشید هستند و بیشترین کار فتوسنتز را انجام میدهند. |
| لایه میانبرگ (بافت اسفنجی) | سلولهای کرویشکل با فاصلههای هوایی بین آنها. کلروپلاست کمتری دارند. | مانند انباری پر از کپسول هوا که محل ذخیره گازها و ادامه فتوسنتز است. |
| پوستک زیرین | دارای روزنههای میکروسکوپی (روزنه) برای تبادل گازها. | مانند دریچههای تهویه یک ساختمان که هوای تازه وارد و هوای کهنه خارج میشود. |
لایه میانبرگ در واقع فضای بین دو لایه نردهای و اسفنجی را پر میکند. این لایه محل اصلی انجام بخش مهمی از فتوسنتز و همچنین تبادل گازهای حیاتی مانند دیاکسیدکربن و اکسیژن است.
سلولهای ستارهدار لایه میانبرگ و کارخانههای کلروپلاست
سلولهای لایه میانبرگ شکل منظمی ندارند و بین آنها فضاهای خالی زیادی وجود دارد. این فضاهای هوایی مانند راهروهایی هستند که گازها در آنها جریان پیدا میکنند. هر سلول دارای اندامکهای کوچک و سبز رنگی به نام کلروپلاست است.
$نور خورشید + آب + دیاکسید کربن \rightarrow گلوکز (غذا) + اکسیژن$
این واکنش حیاتی در داخل کلروپلاستها، با کمک رنگدانهی سبز کلروفیل4 انجام میشود.
مقدار کلروپلاست در سلولهای لایه میانبرگ معمولاً از سلولهای نردهای کمتر است، اما همین کلروپلاستها هم به فتوسنتز ادامه میدهند. همچنین، فضای بین سلولی زیاد در این لایه به گردش بهتر دیاکسیدکربن مورد نیاز و خروج اکسیژن تولید شده کمک شایانی میکند.
لایه میانبرگ در عمل: از گیاه خانگی تا جنگل
بیایید با یک مثال ساده شروع کنیم. گیاه پوتوس یا اسپاتی فیلوم که در خانهها نگهداری میشود را در نظر بگیرید. وقتی شما به آن آب میدهید، آب از ریشه به برگ میرسد و وارد سلولهای لایه میانبرگ میشود. همزمان، از طریق روزنهها، دیاکسیدکربن هوا وارد فضاهای هوایی این لایه میشود. با تابش نور به برگ، کلروپلاستهای واقع در همین لایه (و لایه نردهای) فعال شده و غذای گیاه را میسازند.
تفاوت لایه میانبرگ در گیاهان مختلف را نیز میتوان مشاهده کرد. برگ گیاهانی که در مکانهای کمنور (مانند زیر درختان) رشد میکنند، معمولاً لایه میانبرگ ضخیمتری با فضاهای هوایی بیشتر دارند تا بتوانند هر ذره نور و مولکول دیاکسیدکربن را به دام بیندازند. در مقابل، گیاهان مناطق خشک و آفتابی، مانند کاکتوس، ممکن است لایه میانبرگ فشردهتری داشته باشند تا از هدررفت آب جلوگیری کنند.
اشتباهات رایج و پرسشهای مهم
پاسخ: خیر. اگرچه اصلیترین و شناختهشدهترین محل آن در برگ است، اما در ساقههای جوان و سبز برخی گیاهان نیز بافت میانبرگ وجود دارد که میتواند فتوسنتز را انجام دهد.
پاسخ: نه کاملاً. شرط لازم است اما کافی نیست. برگ برای غذا سازی (فتوسنتز) به سه عامل نور، آب و دیاکسیدکربن به طور همزمان نیاز دارد. فقط سبز بودن (داشتن کلروفیل) کافی نیست. گیاه در تاریکی شب یا زمانی که آب کافی ندارد، نمیتواند فتوسنتز کند.
پاسخ: خیر. ساختار سلولی لایه میانبرگ و حتی خود کلروپلاستها در حد میکروسکوپی هستند و برای مشاهده جزئیات آنها حتماً به میکروسکوپ نیاز داریم. اما میتوانیم نتیجه فعالیت آنها را ببینیم: رشد گیاه و تولید اکسیژن.
پاورقی
1 لایه میانبرگ (Mesophyll): بافت اصلی برگ که بین دو لایه روپوست قرار گرفته و حاوی سلولهای فتوسنتزکننده است.
2 کلروپلاست (Chloroplast): اندامک سلولی که در سلولهای گیاهی وجود دارد و با داشتن رنگدانه کلروفیل، فرآیند فتوسنتز را انجام میدهد.
3 فتوسنتز (Photosynthesis): فرآیندی که در آن گیاهان سبز با استفاده از نور خورشید، آب و دیاکسیدکربن، مواد غذایی (گلوکز) و اکسیژن تولید میکنند.
4 کلروفیل (Chlorophyll): رنگدانه سبزی که نور خورشید را جذب میکند و انرژی آن را برای انجام فتوسنتز در اختیار کلروپلاست قرار میدهد.
