معلومة

في أي اتجاه ينمو جذر النباتات في حالة انعدام الوزن؟

في أي اتجاه ينمو جذر النباتات في حالة انعدام الوزن؟


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

بقدر ما أعرف ، تنمو جذور النباتات في اتجاه جاذبية الأرض - وهذا ما يسمى الجاذبية.

لكن ماذا يحدث إذا كانت النباتات في الفضاء؟ هل هم قادرون على إدراك الجاذبية في حالة انعدام الوزن؟ في كلتا الحالتين ، أين ينبتون جذورهم في تلك الظروف؟

ملحوظة: قد يناسب هذا السؤال بشكل أفضل إما Space.SE أو Astronomy.SE ، لكنني لم أكن متأكدًا من ذلك.


لقد فعل علماء الفلك في محطة الفضاء الدولية ذلك بالضبط ونما أرابيدوبسيس ثاليانا في الفضاء. يمكنك قراءة المقال كله هنا. يبدو أن جذور النباتات تنمو بعيدًا عن البذور تمامًا كما هو الحال على الأرض بحثًا عن العناصر الغذائية.


الجذور موجبة للضوء بشكل سلبي بالإضافة إلى كونها موجبة الجاذبية. يتم التوسط في كلا نمطي النمو بواسطة نفس هرمون الأكسين. إزالة عامل أو آخر لن يمنع الجذور من النمو "لأسفل".


للنباتات أعضاء متخصصة تساعدها على البقاء والتكاثر في مجموعة كبيرة ومتنوعة من الموائل. تشمل الأعضاء الرئيسية لمعظم النباتات الجذور والسيقان والأوراق.

الجذور هي أعضاء مهمة في جميع النباتات الوعائية. معظم نباتات الأوعية الدموية لها نوعان من الجذور: الجذور الأولية التي تنمو إلى أسفل و الجذور الثانوية هذا الفرع إلى الجانب. معًا ، تشكل جميع جذور النبات أ نظام الجذر.

أنظمة الجذر

هناك نوعان أساسيان من أنظمة الجذر في النباتات: أنظمة الجذر الجذري وأنظمة الجذور الليفية. كلاهما موضح في شكل أدناه.

  • أنظمة Taproot تتميز بجذر أساسي واحد سميك ، يسمى الجذر، مع جذور ثانوية أصغر تنمو من الجانبين. قد يخترق الجذر الرئيسي ما يصل إلى 60 مترًا (200 قدم تقريبًا) تحت سطح الأرض. يمكن أن يسقط مصادر المياه العميقة جدًا ويخزن الكثير من الطعام لمساعدة النبات على النجاة من الجفاف والظروف البيئية المتطرفة الأخرى. يقوم الجذر أيضًا بتثبيت النبات بشكل آمن جدًا في الأرض.
  • أنظمة الجذر الليفية لها العديد من الجذور المتفرعة الصغيرة ، تسمى جذور ليفية، ولكن لا يوجد جذر أساسي كبير. يزيد العدد الهائل من الجذور الشبيهة بالخيوط من مساحة السطح لامتصاص الماء والمعادن ، لكن الجذور الليفية تثبت النبات بشكل أقل أمانًا.

الهندباء لها أنظمة جذرية للأعشاب لها أنظمة جذرية ليفية.

هياكل ووظائف الجذر

كما هو موضح في شكل أدناه ، يسمى غيض من الجذر قلنسوة الجذر. يتكون من خلايا متخصصة تساعد في تنظيم النمو الأولي للجذر عند الطرف. يوجد فوق غطاء الجذر نسيج أساسي ، حيث يحدث النمو في الطول.

الجذر هو عضو معقد يتكون من عدة أنواع من الأنسجة. ما هي وظيفة كل نوع من الأنسجة؟

فوق النسيج الإنشائي ، يتم تغطية الجزء المتبقي من الجذر بطبقة واحدة من خلايا البشرة. قد تحتوي هذه الخلايا جذور الشعر التي تزيد من المساحة السطحية لامتصاص الماء والمعادن من التربة. يوجد تحت البشرة أنسجة أرضية يمكن ملؤها بالنشا المخزن. تشكل حزم أنسجة الأوعية الدموية مركز الجذر. طبقات شمعية مقاومة للماء لأنسجة الأوعية الدموية حتى لا تتسرب ، مما يجعلها أكثر كفاءة في حمل السوائل. يقع النسيج الإنشائي الثانوي داخل وحول أنسجة الأوعية الدموية. هذا هو المكان الذي يحدث فيه نمو في السماكة.

تساعدهم بنية الجذور على أداء وظائفهم الأساسية. ماذا تفعل الجذور؟ لديهم ثلاث وظائف رئيسية: امتصاص الماء والمعادن ، وترسيخ ودعم النبات ، وتخزين الطعام.

  1. امتصاص الماء والمعادن: خلايا البشرة الرقيقة وشعر الجذور مناسبة تمامًا لامتصاص الماء والمعادن الذائبة من التربة. تمتلك جذور العديد من النباتات أيضًا علاقة فطرية مع الفطريات لزيادة امتصاصها.
  2. تثبيت ودعم النبات: تساعد أنظمة الجذور على تثبيت النباتات على الأرض ، مما يسمح للنباتات بالنمو طويلًا دون انقلابها. قد يحل الغطاء القاسي محل البشرة في الجذور القديمة ، مما يجعلها تشبه الحبل بل وأكثر قوة. كما هو موضح في شكلأدناه ، بعض الجذور لها تخصصات غير عادية لنباتات التثبيت.
  3. تخزين الطعام: في العديد من النباتات ، تخزن أنسجة الأرض في الجذور الطعام الذي تنتجه الأوراق أثناء عملية التمثيل الضوئي. الدم هو مبين في شكلأدناه يخزن الطعام من جذوره خلال الشتاء.

تشبه جذور المنغروف ركائز متينة ، مما يسمح لأشجار المنغروف بالارتفاع عالياً فوق الماء. الجذع والأوراق فوق الماء حتى عند ارتفاع المد. يستخدم نبات الجذور الدموي الطعام المخزن خلال الشتاء لزراعة الأزهار في أوائل الربيع.

نمو الجذر

للجذور أنسجة أساسية وثانوية للنمو في الطول والعرض. مع نمو الجذور لفترة أطول ، فإنها تنمو دائمًا في الأرض. حتى إذا قلبت النبات رأسًا على عقب ، فإن جذوره ستحاول أن تنمو لأسفل. كيف الجذور & ldquoknow & rdquo أي طريقة تنمو؟ كيف يمكنهم التمييز من أعلى؟ الخلايا المتخصصة في أغطية الجذر قادرة على اكتشاف الجاذبية. تقوم الخلايا بتوجيه النسيج الإنشائي في أطراف الجذور لتنمو نحو الأسفل باتجاه مركز الأرض. هذا يتكيف بشكل عام مع النباتات الأرضية. هل يمكنك أن تشرح لماذا؟

عندما تنمو الجذور أكثر سمكًا ، يمكنها امتصاص الماء والمعادن أيضًا. ومع ذلك ، قد يكونون أفضل في نقل السوائل وتثبيت النبات وتخزين الطعام (انظر شكل أدناه).

يوفر النمو الثانوي لجذور البطاطا الحلوة مساحة أكبر لتخزين الطعام. تخزن الجذور السكر الناتج عن عملية التمثيل الضوئي على هيئة نشا. ما هي الجذور النشوية الأخرى التي يأكلها الناس؟


التوجه الجغرافي هو تأثير الجاذبية على نمو النبات أو حركته. ببساطة ، هذا يعني أن الجذور تنمو للأسفل وتنمو السيقان. يأتي التوجه الجغرافي من كلمتين ، & # x201Cgeo & # x201D وهو ما يعني الأرض أو الأرض و & # x201Ctropism & # x201D مما يعني حركة النبات الناتجة عن التحفيز. في هذه الحالة ، المنبه هو الجاذبية. النمو التصاعدي لأجزاء النبات ، ضد الجاذبية ، يسمى الاتجاه الجغرافي السلبي ، والنمو الهابط للجذور يسمى الاتجاه الجيولوجي الإيجابي.

ما الذي يجعل التوجه الجغرافي يحدث؟

في جذور النبات ، تسمى نهاية الجذر بغطاء الجذر. يجعل الجذور تنحرف للأسفل أثناء نموها. يعتبر غطاء الجذر أمرًا حيويًا للتوجه الجغرافي لأنه يحتوي على خلايا بها أجهزة استشعار تسمى statoliths. Statoliths هي أجزاء متخصصة من الخلية الجذرية تستقر في الجزء السفلي من غطاء الجذر استجابةً لجذب الجاذبية. هذا يجعل الخلية تتوسع بشكل أسرع في اتجاه هبوطي.

من المعروف أن هناك آلية مماثلة تحدث في جذوع النبات باستثناء أن الخلايا الجذعية مبرمجة للاستطالة لأعلى ، وهو عكس الخلايا الموجودة في الجذور تمامًا.

سيستمر هذا النمو لأعلى ولأسفل حتى إذا تم قلب النبات بشكل جانبي أو رأسًا على عقب. بعبارة أخرى ، بغض النظر عما تفعله بالنبات داخل الغلاف الجوي للأرض ، فإنه سيستمر في النمو لأسفل ، ثم ينطلق. والسبب في ذلك من طبيعة النبات ، والاستجابة العامة للجاذبية.

مثال آخر على التوجه الجغرافي هو حركة العناصر الغذائية. المعادن والمياه في النبات. يتم هذا النقل بواسطة أجزاء متخصصة من النبات ، نسيج الخشب (واضح زيليم) واللحاء (تنطق فلليم) عبارة عن أجزاء تشبه القش من النبات وساق # x2019s التي تحرك الأشياء لأعلى ولأسفل.

يقوم نسيج الخشب بنقل الماء والمغذيات من الجذور إلى فروع وسيقان وأوراق النبات. ينقل اللحاء النسغ السكرية من الأوراق إلى الجذور.

هناك طريقة سهلة لتذكر ما يحرك الأشياء لأعلى أو لأسفل وهي أن نتذكر ما قاله الأمريكي القديم - & # x201CRiver flow & # x2019em downstream. & # x201D Phloem ينقل الأشياء & # x201Cdownstream، & # x201D أيضًا.


نمو الساق

يحدث النمو في النباتات عندما تطول السيقان والجذور. تزداد سماكة بعض النباتات ، خاصة تلك الخشبية ، خلال فترة حياتها. يشار إلى الزيادة في طول اللقطة والجذر باسم النمو الأولي، وينتج عن انقسام الخلية في النسيج الإنشائي القمي. النمو الثانوي يتميز بزيادة سمك أو محيط النبات ، وينتج عن انقسام الخلايا في النسيج الإنشائي الجانبي. يوضح الشكل 4 مناطق النمو الأولي والثانوي في النبات. غالبًا ما تخضع النباتات العشبية للنمو الأولي ، مع عدم وجود أي نمو ثانوي أو زيادة في السماكة. يُلاحظ النمو الثانوي أو "الخشب" في النباتات الخشبية ، وهو يحدث في بعض الثنائيات ، ولكنه نادرًا ما يحدث في الأحاديات.

الشكل 4. في النباتات الخشبية ، يتبع النمو الأولي نمو ثانوي ، مما يسمح لجذع النبات بزيادة سمكه أو محيطه. يضاف نسيج الأوعية الدموية الثانوية مع نمو النبات ، وكذلك طبقة من الفلين. يمتد لحاء الشجرة من الكامبيوم الوعائي إلى البشرة.

تستمر بعض أجزاء النبات ، مثل السيقان والجذور ، في النمو طوال حياة النبات: وهي ظاهرة تسمى النمو غير المحدد. تظهر أجزاء النبات الأخرى ، مثل الأوراق والزهور ، نموًا محددًا ، والذي يتوقف عندما يصل جزء من النبات إلى حجم معين.

النمو الأولي

يحدث معظم النمو الأولي عند قمم أو أطراف السيقان والجذور. النمو الأولي هو نتيجة الانقسام السريع للخلايا في النسيج الإنشائي القمي عند طرف الجذع وطرف الجذر. يساهم استطالة الخلية اللاحقة أيضًا في النمو الأولي. يتيح نمو البراعم والجذور أثناء النمو الأولي للنباتات البحث باستمرار عن الماء (الجذور) أو أشعة الشمس (البراعم).

يُعرف تأثير البرعم القمي على النمو الكلي للنبات باسم الهيمنة القمية ، والتي تقلل من نمو البراعم الإبطية التي تتشكل على طول جوانب الفروع والسيقان. تظهر معظم الأشجار الصنوبرية هيمنة قمي قوية ، وبالتالي تنتج شكل شجرة عيد الميلاد المخروطي النموذجي. إذا تمت إزالة البرعم القمي ، فإن البراعم الإبطية ستبدأ في تكوين فروع جانبية. يستفيد البستانيون من هذه الحقيقة عندما يقومون بتقليم النباتات عن طريق قطع قمم الفروع ، وبالتالي تشجيع البراعم الإبطية على النمو ، مما يعطي النبات شكل كثيف.

النمو الثانوي

ترجع الزيادة في سماكة الساق الناتجة عن النمو الثانوي إلى نشاط النسيج الإنشائي الجانبي ، والذي يفتقر إلى النباتات العشبية. تشمل الإنشائات الجانبية الكامبيوم الوعائي وفي النباتات الخشبية ، كامبيوم الفلين (انظر الشكل 4).

الشكل 5. العدسات على لحاء شجرة الكرز هذه تمكن الجذع الخشبي من تبادل الغازات مع الغلاف الجوي المحيط. (الائتمان: روجر جريفيث)

يقع الكامبيوم الوعائي خارج نسيج الخشب الأساسي مباشرةً وإلى داخل اللحاء الأساسي. تنقسم خلايا الكامبيوم الوعائي وتشكل نسيج الخشب الثانوي (القصبات وعناصر الأوعية) إلى الداخل ، واللحاء الثانوي (عناصر الغربال والخلايا المرافقة) إلى الخارج. يعود سماكة الساق التي تحدث في النمو الثانوي إلى تكوين اللحاء الثانوي والخشب الخشبي الثانوي بواسطة كامبيوم الأوعية الدموية ، بالإضافة إلى عمل كامبيوم الفلين ، الذي يشكل الطبقة الخارجية الصلبة للساق. تحتوي خلايا نسيج الخشب الثانوي على مادة اللجنين ، والتي توفر الصلابة والقوة.

في النباتات الخشبية ، يعتبر كامبيوم الفلين هو النسيج الإنشائي الجانبي الأبعد. ينتج خلايا الفلين (اللحاء) التي تحتوي على مادة شمعية تعرف باسم السوبرين والتي يمكنها صد الماء. يحمي اللحاء النبات من التلف المادي ويساعد في تقليل فقد الماء. ينتج كامبيوم الفلين أيضًا طبقة من الخلايا تعرف باسم فيلودرم ، والتي تنمو إلى الداخل من الكامبيوم. ويطلق على كامبيوم الفلين وخلايا الفلين والفلوديرم مجتمعة اسم محيط الأدمة. بدائل الأدمة المحيطة بالبشرة في النباتات الناضجة. في بعض النباتات ، تحتوي الأدمة المحيطة على العديد من الفتحات المعروفة باسم العدس، والتي تسمح للخلايا الداخلية بتبادل الغازات مع الغلاف الجوي الخارجي (الشكل 5). هذا يوفر الأكسجين للخلايا الحية والنشطة الأيضية في القشرة والخشب واللحاء.

حلقات سنوية

الشكل 6. يزداد معدل نمو الأخشاب في الصيف وينخفض ​​في الشتاء ، مما ينتج عنه حلقة مميزة لكل سنة نمو. يمكن أن تؤثر التغييرات الموسمية في أنماط الطقس أيضًا على معدل النمو - لاحظ كيف تتباين سماكة الحلقات. (الائتمان: Adrian Pingstone)

يؤدي نشاط الكامبيوم الوعائي إلى ظهور حلقات نمو سنوية. خلال موسم النمو الربيعي ، يكون لخلايا نسيج الخشب الثانوي قطر داخلي كبير ولا تتكاثف جدرانها الخلوية الأولية على نطاق واسع. يُعرف هذا باسم الخشب المبكر ، أو خشب الربيع. خلال موسم الخريف ، يطور نسيج الخشب الثانوي جدران خلوية سميكة ، مكونة خشبًا متأخرًا ، أو خشب خريف ، وهو أكثر كثافة من الخشب القديم. هذا التناوب بين الخشب المبكر والمتأخر يرجع إلى حد كبير إلى الانخفاض الموسمي في عدد عناصر الأوعية والزيادة الموسمية في عدد القصبات. ينتج عنه تكوين حلقة سنوية ، والتي يمكن رؤيتها على أنها حلقة دائرية في المقطع العرضي للساق (الشكل 6). يمكن أن يكشف فحص عدد الحلقات السنوية وطبيعتها (مثل حجمها وسماكة جدار الخلية) عن عمر الشجرة والظروف المناخية السائدة خلال كل موسم.


استجابات الجذور لمحاكاة الوزن الخفيف على CLINOSTAT سريع الدوران

يتم توزيع جزيئات الخلايا القابلة للترسيب بشكل عشوائي على طول المحور الأفقي للعامل الكهربائي سريع الدوران. فهي لا تترسب في اتجاه الجاذبية ولا في اتجاه قوة الطرد المركزي ولا في اتجاه القوة الناتجة لكليهما. تم فحص تأثير "انعدام الوزن" وقوى الطرد المركزي الصغيرة جدًا على إدراك التسارع الكتلي باستخدام الجذور الأولية الشابة لـ ليبيديوم ساتيفوم L. (صليب) خلال تطورها المبكر على كلينوستات سريع الدوران. تظهر نتائج التجارب: 1) لا توجد استجابة للجذور في اتجاه الجاذبية ، 2) عند قوى الطرد المركزي الصغيرة (& lt 2.2 × 10 2 ز) تحدث استجابة الانحناء في اتجاه الحافز ، 3) القيمة الحدية لإدراك تسارع الكتلة تقع عند 4.3 × 10 3 ز، و 4) أقل من القيمة الحدية ، تم إثبات وجود انحناء جذر مستقل لأول مرة ، والذي لا ينتج عن تسارع الكتلة.


تستجيب النباتات المتساقطة الأوراق مثل فورسيثيا لقلة الضوء والدفء في الشتاء بدخول فترة راحة. أثناء التحضير ، ينتج النبات مواد كيميائية تضعف سيقان الأوراق ، وبالتالي تتساقط الأوراق. خلال فصل الشتاء ، لا يحتاج النبات إلى صنع الطعام. براعمها وبراعمها غير نشطة. عندما يأتي الربيع ، ينتج النبات مواد كيميائية تجعل البراعم والبراعم تبدأ في النمو مرة أخرى.

بعض أجزاء النبات تستجيب للتلامس. المتسلقون ، مثل نباتات البازلاء وزهرة العاطفة هذه ، يطفئون لفترة طويلة تصل إلى براعم تسمى المحلاق. عندما يصل المحلاق إلى شيء صلب؟ مثل قصب الحديقة أو ساق نبتة أخرى؟ يلتف حوله. من خلال الإمساك بالدعامات بهذه الطريقة ، يكون النبات قادرًا على الصعود إلى أعلى.


تطور النباتات

كما هو موضح في شكل أدناه ، يُعتقد أن النباتات قد تطورت من الطحالب الخضراء المائية. في وقت لاحق ، طوروا تكيفات مهمة للأرض ، بما في ذلك أنسجة الأوعية الدموية والبذور والزهور. كل من هذه التعديلات الرئيسية جعلت النباتات أكثر ملاءمة للحياة على الأرض الجافة وأكثر نجاحًا.

من سلف بسيط من الطحالب الخضراء عاش في الماء ، طورت النباتات في النهاية العديد من التكيفات الرئيسية للحياة على الأرض.

أقدم النباتات

ربما كانت النباتات الأولى مشابهة لـ حجري، طحالب مائية مصورة فيشكل أدناه. على عكس معظم النباتات الحديثة ، فإن الأعشاب الحجرية لها سيقان بدلاً من سيقان صلبة ، ولها هياكل شبيهة بالشعر تسمى جذور بدلا من الجذور. من ناحية أخرى ، تمتلك الأعشاب الحجرية هياكل تناسلية مميزة للذكور والإناث ، وهي خاصية نباتية. لكي يحدث الإخصاب ، تحتاج الحيوانات المنوية على الأقل إلى طبقة رقيقة من الرطوبة لتسبح إلى البويضات. بكل هذه الطرق ، ربما كانت النباتات الأولى تشبه الأعشاب الحجرية.

قد تكون الأعشاب الحجرية الحديثة مشابهة لأقدم النباتات. الظاهر هو حقل من الأعشاب الحجرية الحديثة (على اليمين) ، ومثال من Charophyta ، وهو قسم من الطحالب الخضراء يتضمن أقرب الأقارب للنباتات المبكرة (على اليسار).

الحياة على الأرض

بحلول الوقت الذي تطورت فيه النباتات الأولى ، كانت الحيوانات بالفعل هي الكائنات الحية المهيمنة في المحيط. كانت النباتات مقيدة أيضًا بالطبقة العليا من الماء التي تلقت ما يكفي من ضوء الشمس لعملية التمثيل الضوئي. لذلك ، لم تصبح النباتات كائنات بحرية مهيمنة. ولكن عندما انتقلت النباتات إلى الأرض ، كان كل شيء مفتوحًا على مصراعيه. لماذا كانت الأرض خالية من الحياة الأخرى؟ بدون نباتات تنمو على الأرض ، لم يكن هناك شيء تتغذى عليه الكائنات الحية الأخرى. لا يمكن استعمار الأرض من قبل الكائنات الحية الأخرى حتى يتم إنشاء النباتات البرية.

ربما استعمرت النباتات الأرض منذ 700 مليون سنة. تعود أقدم حفريات النباتات البرية إلى حوالي 470 مليون سنة. ربما كانت النباتات البرية الأولى تشبه النباتات الحديثة المسماة الكبد، مثل الذي يظهر في شكل أدناه.

قد تكون النباتات البرية الأولى مشابهة لحشيش الكبد مثل هذا.

كان استعمار الأرض خطوة كبيرة في تطور النبات. حتى ذلك الحين ، كانت الحياة كلها تقريبًا قد تطورت في المحيط. كانت الأرض الجافة مكانًا مختلفًا تمامًا. كانت المشكلة الأكبر هي الجفاف. كان مجرد امتصاص كمية كافية من الماء للبقاء على قيد الحياة يمثل تحديًا كبيرًا. أبقت النباتات المبكرة صغيرة ومنخفضة على الأرض. كان الماء ضروريًا أيضًا للتكاثر الجنسي ، لذلك يمكن للحيوانات المنوية أن تسبح إلى البويضات. بالإضافة إلى ذلك ، كانت درجات الحرارة على الأرض شديدة ودائمة التغير. كان ضوء الشمس قويًا وخطيرًا أيضًا. إنه يعرض الكائنات البرية لخطر حدوث الطفرات.

تتطور نباتات الأوعية الدموية

طورت النباتات عددًا من التعديلات التي ساعدتها على التعامل مع هذه المشكلات على الأراضي الجافة. كان تطور أنسجة الأوعية الدموية أحد أقدم العوامل وأكثرها أهمية. أنسجة الأوعية الدموية تشكل نظامًا للنباتات و rsquos و ldquoplumbing. & rdquo تنقل المياه والمعادن من التربة إلى الأوراق من أجل التمثيل الضوئي. كما أنها تحمل الطعام (السكر المذاب في الماء) من خلايا التمثيل الضوئي إلى الخلايا الأخرى في النبات للنمو أو التخزين. أحدث تطور أنسجة الأوعية الدموية ثورة في المملكة النباتية. سمحت الأنسجة للنباتات بالنمو بشكل كبير وتحمل فترات الجفاف في بيئات الأرض القاسية. ربما كانت نباتات الأوعية الدموية المبكرة تشبه السرخس الموضح في شكل أدناه.

ربما بدت نباتات الأوعية الدموية المبكرة مثل هذا السرخس الحديث.

بالإضافة إلى أنسجة الأوعية الدموية ، طورت هذه النباتات المبكرة تكيفات أخرى للحياة على الأرض ، بما في ذلك اللجنين والأوراق والجذور وتغير في دورة حياتها.

  • اللجنين هو جزيء كربوهيدرات قوي كاره للماء (& ldquowater fearing & rdquo). يضيف دعمًا لأنسجة الأوعية الدموية في السيقان. كما أنها تعمل على عزل الأنسجة للماء حتى لا تتسرب ، مما يجعلها أكثر كفاءة في نقل السوائل. نظرًا لأن معظم الكائنات الحية الأخرى لا يمكنها تكسير اللجنين ، فإنه يساعد على حماية النباتات من العواشب والطفيليات.
  • الأوراق غنية بالبلاستيدات الخضراء التي تعمل كمجمعات للطاقة الشمسية ومصانع للأغذية. كانت الأوراق الأولى صغيرة جدًا ، لكن الأوراق أصبحت أكبر بمرور الوقت.
  • الجذور هي أعضاء وعائية يمكنها اختراق التربة وحتى الصخور. تمتص الماء والمعادن من التربة وتحملها إلى الأوراق. كما أنها تثبت النبات في التربة. تطورت الجذور من جذور الجذور ، التي استخدمتها النباتات غير الوعائية للامتصاص.
  • تطورت نباتات الأرض جيلًا مهيمنًا من نبات بوغي ثنائي الصيغة الصبغية. كان هذا تكيفي لأن الأفراد ثنائيو الصبغيات أقل عرضة للمعاناة من الآثار الضارة للطفرات. لديهم نسختان من كل جين ، لذلك إذا حدثت طفرة في جين واحد ، فلديهم نسخة احتياطية. هذا مهم للغاية على الأرض ، حيث يوجد الكثير من الإشعاع الشمسي.

مع كل هذه المزايا ، من السهل معرفة سبب انتشار نباتات الأوعية الدموية بسرعة وعلى نطاق واسع على الأرض. انقرضت العديد من النباتات غير الوعائية مع ازدياد عدد النباتات الوعائية. النباتات الوعائية هي الآن النباتات البرية المهيمنة على الأرض.


توجه مائي

توجه مائي هو نمو اتجاهي استجابة لتركيزات المياه. هذا المدار مهم للنباتات للحماية من ظروف الجفاف من خلال التوجه المائي الإيجابي وضد تشبع الماء الزائد من خلال الاتجاه المائي السلبي. من المهم بشكل خاص للنباتات في المناطق الأحيائية القاحلة أن تكون قادرة على الاستجابة لتركيزات المياه. يتم استشعار تدرجات الرطوبة في جذور النباتات. تعاني الخلايا الموجودة على جانب الجذر الأقرب لمصدر المياه من نمو أبطأ من تلك الموجودة على الجانب الآخر. هرمون النبات حمض الأبسيسيك (ABA) يلعب دورًا مهمًا في إحداث النمو التفاضلي في منطقة استطالة الجذر. يؤدي هذا النمو التفاضلي إلى نمو الجذور في اتجاه الماء.

قبل أن تظهر جذور النبات توجهًا مائيًا ، يجب أن تتغلب على ميولها الجاذبية. هذا يعني أن الجذور يجب أن تصبح أقل حساسية للجاذبية. تشير الدراسات التي أجريت على التفاعل بين الجاذبية والاتجاه المائي في النباتات إلى أن التعرض للتدرج المائي أو نقص الماء يمكن أن يحفز الجذور على إظهار الاتجاه المائي على اتجاه الجاذبية. في ظل هذه الظروف ، ينخفض ​​عدد خلايا الأميلوبلاست في الخلايا الجذرية. يعني عدد أقل من خلايا الأميلوبلاست أن الجذور لا تتأثر بترسيب الأميلوبلاست. يساعد تقليل الأميلوبلاست في أغطية الجذر على تمكين الجذور من التغلب على قوة الجاذبية والتحرك استجابة للرطوبة. تحتوي الجذور الموجودة في التربة الرطبة جيدًا على عدد أكبر من أرومات الأميلوبلاست في أغطية جذرها ولها استجابة أكبر بكثير للجاذبية من الماء.


BioEd اون لاين

مقطع من خلال طرف جذر الذرة كما يُرى من خلال مجهر متحد البؤر.
© Jim Haseloff Wellcome Images B0005172 CC-BY-NC-ND 4.0

ملخص

ينشئ الطلاب غرفة تجربة نباتية بسيطة ، ويستخدمون بذور الذرة أو الفاصوليا لاختبار تأثيرات الجاذبية (الجاذبية) على نمو الجذور.

هذا النشاط من دليل معلم النباتات في الفضاء ، ومناسب لجميع مستويات الصف.

تم تطويره وإجراؤه بالتعاون مع BioServe Space Technologies بجامعة كولورادو ، والإدارة الوطنية للملاحة الجوية والفضاء بالولايات المتحدة.

خلفية المعلم

تستجيب النباتات مباشرة لجاذبية الأرض و rsquos وكذلك للضوء. ينمو لأعلى أو بعيدًا عن مركز الأرض ونحو الضوء. تنمو الجذور للأسفل أو باتجاه مركز الأرض وبعيدًا عن الضوء. تسمى هذه الاستجابات للمنبهات الخارجية الانتوائيات. تُعرف استجابة نمو النباتات للجاذبية باسم الجاذبية ، واستجابة النمو للضوء هي اتجاه ضوئي. يتم التحكم في كلا المداريتين بواسطة هرمونات نمو النبات.

حمض الإندوليسيتيك ، أو الأوكسين ، هو هرمون نباتي ، بتركيزات عالية ، يحفز نمو واستطالة الخلايا في السيقان ، بينما يؤخر نمو الخلايا الجذرية. عندما يتم توزيع الأكسين بشكل موحد في جميع أنحاء الجذع ، فإن جميع جوانب الساق تنمو بنفس المعدل ، مما يتيح للنبات أن ينمو باتجاه الضوء وبعيدًا عن الجاذبية (انظر الشكل التوضيحي في الصفحة 5). إذا كان النبات مائلًا على جانبه ، يركز الأوكسين على الجانب السفلي من الجذع ، مما يتسبب في استطالة الخلايا الموجودة في الجانب السفلي من الساق. تؤدي هذه العملية إلى تحويل الجذع بحيث ينمو مرة أخرى إلى أعلى ، ويفترض أن يكون باتجاه الضوء.

ستغير الجذور أيضًا اتجاهها عندما يميل النبات إلى جانبه. يركز أوكسين على الجوانب السفلية للجذور ويمنع استطالة الخلايا الجذرية. نتيجة لذلك ، تنمو الخلايا الجذرية في الجانب العلوي من الجذر لفترة أطول ، وتحول الجذور إلى أسفل إلى تربة وبعيدًا عن الضوء. ستغير الجذور أيضًا اتجاهها عندما تواجه جسمًا كثيفًا ، مثل صخرة. في هذه الحالات ، يركز الأوكسين على الجانب السفلي من الجذور ، مما يمكّن الجذور من تغيير الاتجاه وإيجاد طريقة حول الصخر بحيث يمكن استئناف النمو الطبيعي.
التحقيق في آثار الجاذبية

لمعرفة تأثير الجاذبية على النباتات النامية ، يقوم الطلاب بإنشاء غرفة إنبات بسيطة من كيس بلاستيكي من نوع Zip-loc & reg ومنشفة ورقية مبللة.

ملحوظة: للحصول على معلومات متعمقة بشأن الدور الذي تلعبه الأكسينات في نمو النبات وتطوره ، وحول براسيكا رابا، يرجى تنزيل ملف دليل معلم النباتات في الفضاء.

الأهداف والمعايير

سؤال

اطرح سؤالاً عن الأشياء والكائنات الحية والأحداث في البيئة.

تخطيط وإجراء تحقيق بسيط.

استخدم الأدوات والتقنيات المناسبة لجمع البيانات وتوسيع الحواس وتحليل البيانات وتفسيرها.

استخدم البيانات لبناء تفسير معقول.

فكر بشكل نقدي ومنطقي لإنشاء العلاقات بين الأدلة والتفسيرات.

استخدم الرياضيات في جميع جوانب البحث العلمي.

توصيل التحقيقات والتوضيحات.

علم الحياة

التكاثر هو سمة من سمات جميع الأنظمة الحية لأنه لا يوجد كائن حي يعيش إلى الأبد ، والتكاثر ضروري لاستمرار كل الأنواع.

يجب أن تكون جميع الكائنات الحية قادرة على الحصول على الموارد واستخدامها ، والنمو ، والتكاثر ، والحفاظ على ظروف داخلية مستقرة أثناء العيش في بيئة خارجية متغيرة باستمرار.

السلوك هو أحد أنواع الاستجابة التي يمكن أن يقوم بها الكائن الحي لمحفز داخلي أو خارجي.

يتطور سلوك الكائن الحي و rsquos من خلال التكيف مع بيئته. تستند كيفية تحرك الأنواع ، والحصول على الغذاء ، والتكاثر ، والاستجابة للخطر في النوع و rsquo التاريخ التطوري.

علوم الأرض والفضاء

الجاذبية هي القوة التي تبقي الكواكب في مدار حول الشمس وتتحكم في الحركة في النظام الشمسي. الجاذبية وحدها تحملنا على سطح الأرض و rsquos وتشرح ظاهرة المد والجزر.

المواد والإعداد

للحصول على قائمة كاملة بالمواد وخيارات المواد وقضايا السلامة ومعلومات الإعداد ، يرجى تنزيل ملف PDF.

المواد لكل مجموعة طلابية أو طالب

1 & ndash2 بذور كبيرة ، مثل الذرة أو الفول

مربع من الورق المقوى ، قطع أكبر قليلاً من كيس الشطائر

ورقة من المناشف الورقية البيضاء

الإجراء والتمديدات

قم بطي قطعة من المناديل الورقية لتناسب داخل كيس الشطائر.

بلل المنشفة الورقية حتى تصبح رطبة بشكل موحد. أفرغي أي ماء زائد من المنشفة وضع المنشفة في الكيس.

ضع بذرة أو بذرتين فوق المنشفة المبللة وفي وسطها. يجب أن تكون البذور مرئية من خلال الكيس. ختم الكيس.

ضع الكيس في وسط الورق المقوى ، وقم بتأمين الزوايا بشريط السيلوفان. شد الكيس بإحكام لمنع الترهل وللمساعدة في تثبيت البذور في مكانها. قف الورق المقوى بشكل عمودي على جانبه واتكئه على الحائط.

راقب البذرة وسجل مظهرها خلال الأيام القليلة القادمة.

عندما يتشكل الجذر الأول ويبلغ طوله من سنتيمتر إلى سنتيمترين ، اقلب الورق المقوى 90 درجة ، كما هو موضح أدناه.


درس علوم الجذور والديدان

كل شيء عن ديدان الأرض

تعيش ديدان الأرض في تربة كل قارة في العالم باستثناء القارة القطبية الجنوبية! هناك حوالي 2700 نوع مختلف منها.

إنها ليست كثيرًا للنظر إليها (قد تبدو جسيمة بعض الشيء) ، لكن ديدان الأرض جيدة حقًا في ما تفعله. قد تتفاجأ عندما تعلم أن وظيفتهم مهمة للغاية. لذا ، ماذا يفعلون؟ يحفرون الأنفاق عبر التربة في الأرض. أثناء ذهابهم يأكلون ويهضمون طعامهم ثم يفرزونه. هذا لا يبدو مهمًا جدًا. حسنًا ، اتضح أن & # 8220waste & # 8221 التي تفرزها الديدان هي في الواقع قيمة جدًا للتربة. إنه مليء بالعناصر الغذائية التي تساعد النباتات على النمو. تساعد الأنفاق التي يشكلونها أيضًا في الحفاظ على صحة التربة من خلال إمدادها بالأكسجين وتسهيل نقع المياه في الأرض. تصعد الديدان بشكل دوري إلى سطح الأرض للعثور على الطعام ، ثم تعود للأسفل وتستمر في حفر الأنفاق. تساعد هذه العملية في خلط التربة الأكثر ثراءً من أسفل الأرض مع التربة في الأعلى. هذا مهم لأن الكثير من العناصر الغذائية الموجودة في التربة السطحية قد استهلكتها النباتات بالفعل ، كما أن التربة الموجودة بالأسفل تحتوي على المزيد من العناصر الغذائية. كل هذه الأشياء تجعل التربة أفضل لنمو النباتات فيها. وهذا مهم بالنسبة لنا لأن معظم طعامنا يأتي من النباتات أو من الحيوانات التي تأكل النباتات.

ديدان الأرض هي إعادة تدوير ممتازة! يأكلون أشياء مثل الأوراق المتساقطة والحيوانات المتحللة. يمكنهم أيضًا تناول فضلات الطعام وقشور الفاكهة والخضروات وقشر البيض وبعض القمامة (مثل القهوة وأكياس الشاي). المادة العضوية & # 8211 شيء أتى من كائن حي ، مثل نبات أو حيوان & # 8211 سوف يتحلل من تلقاء نفسه في نهاية المطاف ، ولكن يمكن لدودة الأرض أن تأكل وتهضم كمية من الطعام والأوساخ تساوي وزنها في يوم واحد ، لذلك تسير العملية بشكل أسرع بمساعدتهم! هذا يحافظ على التربة مليئة بالعناصر الغذائية المفيدة.

تحتاج الديدان إلى الغذاء والأكسجين والرطوبة لتعيش. يتنفسون من خلال جلدهم بدلاً من الرئتين. يمكن أن يمر الأكسجين من الماء الموجود في الأرض عبر جلد الدودة لإبقائها على قيد الحياة. إنهم يحبون أن تكون التربة رطبة حتى يظل جلدهم رطبًا ولزجًا ، لكن ليس رطبًا جدًا. إذا خرجت بعد عاصفة ممطرة ، فقد تتمكن من اكتشاف بعض ديدان الأرض على الرصيف. في بعض الأحيان ، بعد هطول أمطار غزيرة ، تظهر ديدان الأرض على السطح لأنها حصلت على الكثير من الماء أثناء تواجدها على الأرض. يمكن للأشعة فوق البنفسجية من أشعة الشمس أن تقتل الديدان بسرعة كبيرة ، لذلك إذا حدثت عاصفة ممطرة خلال النهار وبدأت الشمس في السطوع مرة أخرى ، فإن ديدان الأرض التي ظهرت على السطح غالبًا ما تحرقها أشعة الشمس وتموت. إذا صادفت وجود أي ديدان أرضية على الرصيف ، فمن الأفضل استخدام عصا لإعادتها إلى منطقة بها تراب.

تشريح دودة الأرض

ديدان الأرض مخلوقات بسيطة للغاية. ليس لديهم أذرع أو أرجل أو أذنان. بدلاً من العيون ، لديهم خلايا خاصة في الجزء الخارجي من أجسامهم حساسة جدًا للضوء. تساعدهم هذه الخلايا على رؤية الضوء ، لكن لا شيء آخر. لديهم أدمغة صغيرة بسيطة تستخدم لمساعدتهم على تحريك أجسادهم. يمكن أن يكون لديهم أيضًا ما يصل إلى خمسة قلوب للمساعدة في ضخ الدم عبر أجسامهم الطويلة.

ينقسم جسم ديدان الأرض إلى الكثير من الأجزاء ولها نهاية رأسية ونهاية خلفية. الجزء الأول من الأجزاء الصغيرة هو فم دودة الأرض والجزء الأخير هو فتحة الشرج ، حيث تسمى النفايات المسبوكات، يخرج من جسده. يبدو كلا الطرفين متشابهين ، ولكن يمكنك معرفة طرف الرأس بالجزء السميك الذي يشبه الحلقة الموجود بالقرب منه.

فم دودة الأرض صغير جدًا ، لكنه قوي بما يكفي بحيث يمكنه التمسك بورقة الشجر وسحبه بينما تتحرك الدودة! عندما تأكل دودة الأرض ، فإنها تستخدم عضلة في حلقها لتحريك الطعام إلى مساحة صغيرة تسمى المحصول. يبقى الطعام في المحصول لفترة قصيرة ، نوعًا ما يبقى الطعام في معدتك لبعض الوقت. ثم يتم دفعه إلى مساحة أخرى تسمى القوانص. تحتوي القوانص على حبيبات كبيرة من الرمل وحجارة صغيرة من الرمل والأوساخ التي أكلتها الدودة. لهضم الطعام ، تضغط الحوصلات للداخل والخارج وتفرك الرمال والحجارة معًا وتطحن الطعام! من هناك يمر عبر أمعاء الديدان حيث تحصل الدودة على كل التغذية التي تحتاجها من الطعام. ثم يخرج من جسم الدودة كمسبوكات.

كل شيء عن الجذور

تبدأ معظم النباتات حياتها كنوع من البذور. تحتوي البذرة على جميع المعلومات التي تحتاجها لتنمو لتصبح نباتًا ، ولكن قبل أن تنمو ، فإنها تحتاج إلى شروط معينة لتكون على حق. عندما يكون لديه كل ما يحتاجه (الدفء والأكسجين والماء) ، سوف ينبت. ستنمو البذرة المنبثقة قريباً إيقاف فوق الأرض. تحت الأرض سوف تنمو الجذور. تنمو الجذور إلى أسفل في التربة. الجذور مهمة جدا للنباتات. يساعدون في تثبيت النبات في التربة أثناء نموه. كما أنها توفر الماء والعناصر الغذائية التي لا يمكن للنبات أن يعيش بدونها. تمتص الجذور العناصر الغذائية والمياه من التربة ، ثم تنتقل المغذيات إلى أعلى الجذور إلى ساق النبات لتصل إلى الأوراق والزهور والفاكهة. تحتوي الجذور على شعيرات صغيرة للمساعدة في امتصاص الماء والمواد المغذية من التربة. تستخدم النباتات أحيانًا جذورها لتخزين المزيد من الطعام ، خاصة خلال فصل الشتاء.

هل تتذكر النباتات التي تحتاجها لتنمو؟ إنهم بحاجة إلى ضوء الشمس والهواء والماء. هم أيضا بحاجة إلى المغذيات. أفضل طريقة للحصول على العناصر الغذائية للنباتات هي من التربة. كما تعلمت بالفعل ، تساعد ديدان الأرض في تزويد التربة بالكثير من العناصر الغذائية الرائعة. جذور النبات و # 8217 هي الأجزاء التي تسمح للنبات باستخدام العناصر الغذائية التي توفرها الديدان. تساعد الجذور النباتات على النمو ، ثم تأكل ديدان الأرض الأجزاء المتبقية من النباتات وتبدأ الدورة من جديد!

هناك عدة أنواع مختلفة من الجذور. بعض النباتات لها العديد من الجذور والبعض الآخر لديه القليل منها. تمتلك الأشجار أنظمة كبيرة من الجذور وبعضها كبير جدًا للمساعدة في تثبيت الشجرة بأمان في الأرض ، والكثير من الأشجار الأصغر لمساعدة الشجرة في الحصول على الماء والمواد المغذية. بعض الخضروات ، مثل الجزر والفجل واللفت ، هي في الواقع جذور! يطلق عليهم اسم taproots ، لأن لديهم جذر رئيسي واحد طويل فقط. يأتي السكر من نوع من الجذور يسمى بنجر السكر ، وهو مشابه للخضروات الجذرية.

إلى جانب الحفاظ على النبات في مكانه ، يمكن أن تساعد الجذور في الحفاظ على التربة في مكانها. على سبيل المثال ، يمكن أن تساعد جذور الأشجار التي تنمو على طول حافة النهر أو بالقرب من المحيط في تثبيت التربة في مكانها عندما يغسل الماء فوقها.

ورقة عمل قابلة للطباعة

يمكن استخدام ورقة العمل هذه كلعبة مطابقة (عن طريق اقتطاع جميع صور الجذور والنباتات الثمانية) أو كمراجعة قص ولصق للجذور المختلفة التي يمكن أن تمتلكها النباتات. توقف لحظة لمناقشة كيفية استخدام أنواع مختلفة من النباتات لأنواعها المختلفة من الجذور ولماذا يمكن تشكيلها بالطريقة التي هي عليها.


شاهد الفيديو: أنقذ نباتك من الذبول و اصفرار الاوراق و تعفنات الجذور بعد الري الزائد للنباتات. (يونيو 2022).


تعليقات:

  1. Vuzragore

    ألا يمكن أن يكون الخطأ هنا؟

  2. Odanodan

    أعتذر عن التدخل ، ولكن برأيي هناك طريقة أخرى لحل المشكلة.

  3. Tyreece

    واكر ، يبدو لي ، إنها عبارة رائعة

  4. Skipton

    إنه متوافق ، القطعة المثيرة للإعجاب



اكتب رسالة