البناء الضوئي: كيف يصنع النبات غذاءه؟
داخل الورقة تتحول طاقة الضوء إلى طاقة كيميائية؛ رحلة مبسطة لفهم الماء وثاني أكسيد الكربون والكلوروفيل.
تصنيف فرعي في قسم حيوانات ونباتات، فيه 32 مقالًا.
داخل الورقة تتحول طاقة الضوء إلى طاقة كيميائية؛ رحلة مبسطة لفهم الماء وثاني أكسيد الكربون والكلوروفيل.
طحالب البحر كائنات متنوعة في الحجم والشكل واللون، ومنها أنواع كبيرة تنمو قرب الشواطئ وتوفر غذاءً ومأوى لحيوانات كثيرة. من أشهر أمثلتها الكيلب، وهو طحلب بني قد يتجمع في غابات تحت الماء. يساعد فهم بنائه والبيئة التي يعيش فيها على رؤية دوره في الموطن البحري.
يمر نمو القمح بمراحل متتابعة تبدأ بإنبات الحبة وتكوين الجذور والأوراق، ثم إنتاج أشطاء واستطالة السيقان، وصولًا إلى خروج السنابل والإزهار وامتلاء الحبوب. تتداخل بعض المراحل في الحقل، ويتغير توقيتها بحسب الصنف والطقس؛ لذلك يكون وصف شكل النبات أدق من ربط كل مرحلة بتاريخ ثابت.
تطعيم الأشجار هو وصل جزء نباتي من صنف مرغوب، يسمى الطعم، بنبات يوفر الجذور ويسمى الأصل. تنجح العملية عندما تتحد أنسجتهما الحية وتتصل أنظمة النقل بينهما. وقد يكون الطعم قطعة ساق تحمل براعم، أو برعمًا واحدًا مع جزء من القشرة؛ ولهذا تختلف طريقة التنفيذ.
تؤثر درجة الحرارة في سرعة عمليات النبات، من إنبات البذور إلى النمو والإزهار. يزداد نشاط بعض العمليات ضمن مجال مناسب، ثم يضعف الأداء إذا تجاوزت الحرارة قدرة النبات على التحمل. تختلف هذه المجالات بين الأنواع وبين مراحل حياة النبات نفسه، وتتفاعل مع الضوء والماء.
التوالد عند النباتات، أو التكاثر، هو إنتاج أفراد جديدة. قد يحدث باتحاد خلايا جنسية وتكوّن جنين، أو بنمو أجزاء نباتية إلى أفراد جديدة دون هذا الاتحاد. تساعد المقارنة بين بذرة ناتجة عن الإخصاب ومداد فراولة متجذر على فهم اختلاف الطريقتين وعلاقتهما بالصفات الوراثية.
الصنوبر الحلبي شجرة مخروطية دائمة الخضرة اسمها العلمي Pinus halepensis، وتنتمي إلى الفصيلة الصنوبرية. يشمل نطاقها الأصلي أجزاء واسعة من حوض البحر المتوسط. تتميز بإبر رفيعة ومخاريط خشبية، وتستطيع النمو في بيئات ذات صيف جاف، لكن تحملها لا يلغي اختلاف احتياجات الأشجار باختلاف العمر والموقع.
يمكن وصف الجذور بحسب شكل النظام الذي تكوّنه، أو موضع نشأتها، أو الوظيفة التي تخصصت لها. النظام الوتدي ذو جذر رئيسي واضح، والليفي شبكة من جذور متقاربة. أما «عرضية» فيصف جذورًا تنشأ من جزء غير الجذر الأصلي، ولهذا قد يجتمع أكثر من وصف في النبات نفسه.
النباتات مغطاة البذور، أو كاسيات البذور، هي النباتات المزهرة التي توجد بويضاتها داخل مبيض الزهرة. تنمو البويضات إلى بذور، ويسهم المبيض في تكوين الثمرة التي تحيط بها. تضم هذه المجموعة أعشابًا وأشجارًا ونباتات مائية، وقد تكون أزهارها صغيرة وغير لافتة للنظر.
معراة البذور مجموعة من النباتات البذرية لا تتكون بويضاتها داخل مبيض زهرة. تظهر بذورها على تراكيب مثل حراشف المخاريط في الصنوبر، مع احتفاظ البذرة بغلاف يحميها. تجمع هذه المجموعة نباتات متفاوتة الهيئة، ولذلك لا تختصر صفاتها في الأوراق الإبرية أو شجرة مخروطية واحدة.
تفيد الأشجار النظام البيئي بتوفير الظل والموائل، والمساعدة في تنظيم حركة الماء وتخزين الكربون. تنشأ هذه الفوائد من تفاعل التاج والجذور والأنسجة الحية مع البيئة. وتعتمد النتيجة على النوع وحجم الشجرة وصحتها وموقعها، لذلك يرتبط نجاح التشجير ببقاء الأشجار ونموها بعد الزراعة.
يمكن أن يضر الصقيع بالمحاصيل عندما تتجمد الأنسجة النباتية وتتعطل خلاياها. قد يتلف جزء من الأوراق أو الأزهار دون موت النبات كله، ومع ذلك ينخفض المحصول أو تتغير جودته. تتفاوت الحساسية بحسب النوع والصنف ومرحلة النمو والظروف التي سبقت الموجة الباردة.
تبدأ مراحل نمو البذرة الحية عندما تسمح حالتها الداخلية والظروف المحيطة بذلك. تمتص الماء، ثم يبرز الجذير ويتبعه نمو الجزء الهوائي. وبعد تكوّن البادرة، يزداد عدد الأوراق والجذور، وقد يصل النبات الزهري لاحقًا إلى الإزهار وإنتاج ثمار وبذور جديدة.
يظهر الفرق بين الخشب واللحاء في موضعهما ووظائفهما داخل جذع الشجرة. يقع الخشب إلى الداخل من الكامبيوم الوعائي، بينما تقع أنسجة اللحاء إلى خارجه. وفي وصف الأشجار يُستخدم «اللحاء» أيضًا للغلاف الخارجي كله؛ وهذا الغلاف يشمل أنسجة حماية إلى جانب اللحاء الداخلي الناقل.
عند الحديث عن أنواع الحزازيات بالمعنى الواسع، نميز نباتات صغيرة لاوعائية موزعة على ثلاث مجموعات: الحزازيات الحقيقية والكبدية والقرنية. أما كلمة الحزازيات بمعنى Mosses فتخص المجموعة الأولى. وداخل هذه المجموعة أنواع كثيرة، منها ما ينمو قائمًا أو يتجمع في وسائد كثيفة.
تعتمد طريقة تنفس النبات في الليل على استمرار الخلايا الحية في استخدام السكريات للحصول على الطاقة. يستهلك التنفس الهوائي الأكسجين ويطلق ثاني أكسيد الكربون والماء، وتُلتقط بعض الطاقة في جزيئات ATP. وتحدث هذه العملية نهارًا أيضًا؛ فهي لا تبدأ لمجرد غياب الشمس.
النباتات المعمرة هي التي يمكن أن تعيش أكثر من عامين. تشمل أشجارًا وشجيرات ونباتات عشبية، وتختلف في طريقة بقائها بين مواسم النمو. قد تحتفظ بسيقانها، أو تتراجع أجزاؤها الهوائية وتبقى أعضاء حية قادرة على إنتاج نمو جديد.
يشمل تكيف النباتات في الصحراء طرائق متعددة، منها تخزين الماء، والحد من فقده، وتحمل فترات الجفاف، أو إتمام النمو في موسم قصير رطب. لا تجتمع الصفات نفسها في كل نبات، ولا تكون كل نباتات الصحراء صبارات ذات جذور عميقة.
من فوائد النحل للنبات مساعدته على التكاثر، إذ ينقل حبوب اللقاح بين أجزاء أزهار نباتات كثيرة. يصل اللقاح إلى الميسم، وقد تتبعه عملية الإخصاب وتكوين البذور. ويختلف اعتماد النبات على هذه الزيارات؛ فبعض النباتات يستخدم الرياح أو التلقيح الذاتي أو ملقحات أخرى.
تختلف طرق ري النباتات في كيفية إيصال الماء وتوزيعه حول الجذور. تشمل الري السطحي والرش والتنقيط، ولكل منها ظروف تناسبه ومتطلبات تشغيل. يتحدد الاختيار بنوع التربة والمحصول والانحدار والمناخ وجودة الماء والتكلفة، إلى جانب مقدار العناية بالنظام.
تنمو ثمرة التين المأكول الشائع على نبات من النوع Ficus carica الذي ينتمي إلى الفصيلة التوتية. وما يبدو ثمرة واحدة هو تركيب لحمي يحتضن أزهارًا صغيرة من الداخل. وتختلف أصنافه في التلقيح؛ فبعضها يحتاج إلى انتقال اللقاح، وبعضها يستطيع تكوين الثمار دون هذه الخطوة.
ما هو السدر الذي نراه في الأودية والحدائق؟ يقصد به هنا شجرة Ziziphus spina-christi من الفصيلة السدرية، ويطلق على ثمارها اسم النبق. وهي شجرة أو شجيرة ذات أوراق بسيطة وأزهار صغيرة، وتوجد في مناطق واسعة من إفريقيا وجنوب غرب آسيا.
تستعمل عبارة طحالب سبيرولينا لكائنات مجهرية خيطية تنتمي إلى البكتيريا الزرقاء، مع أنها تسمى طحالب في الاستعمال الشائع. وقد يختلف الاسم التجاري عن الاسم العلمي الدقيق للكائن. فهم الشكل وطريقة الحصول على الطاقة والتصنيف يوضح ما نعنيه بالكلمة، قبل ربطها بأي استعمال للكتلة الحيوية.
تندرج أصناف فاكهة السفرجل المثمر المعروفة تحت النوع النباتي Cydonia oblonga، ومن أمثلتها Vranja وSerbian Gold وAromatnaya. ولكل اسم معنى مختلف عن اسم النوع أو الأصل الذي تحمل عليه الشجرة المطعمة؛ وفهم هذه المستويات يساعد على قراءة وصف النبات دون الخلط بين الثمرة والجذور.
الخضروات الكرنبية، التي تُسمى أيضًا الخضروات الصليبية، محاصيل تنتمي إلى الفصيلة الكرنبية Brassicaceae. تضم هذه الفصيلة أكثر من جنس ونوع، ومن أمثلتها الملفوف والبروكلي والقرنبيط واللفت والفجل. والجامع بينها قرابتها النباتية، لا أن الجزء المأكول أو الشكل الظاهر متطابق في جميع هذه الخضروات.
يمكن شرح أنواع النباتات للأطفال بالبدء بما نراه: ساق خشبية كبيرة، أو عدة سيقان متفرعة من قرب الأرض، أو ساق غير خشبية. وبحسب هذا الشكل نتحدث عن أشجار وشجيرات ونباتات عشبية. إنها طريقة مناسبة للملاحظة الأولية، بينما تستخدم المعرفة بالنبات مجموعات وطرق تصنيف أخرى أيضًا.
أطول شجرة بالعالم في سجل غينيس للشجرة الحية هي هايبريون Hyperion، من الخشب الأحمر الساحلي Sequoia sempervirens في كاليفورنيا. يسجل المصدر ارتفاعًا قدره 116.07 مترًا في عام 2019. هذا قياس مؤرخ؛ أما لقب أكبر شجرة بحجم الجذع فله معيار مختلف.
تشير عبارة أنواع أشجار الزيتون في الحديث الزراعي غالبًا إلى أصناف الزيتون المزروع Olea europaea. أما لون الثمرة الأخضر أو الداكن فيتغير مع النضج، ولا يقدم وحده اسم الصنف.
طريقة تكثير نبات البامبو هنا تخص البامبو المحظوظ Dracaena sanderiana، وهو نبات دراسينا منزلي وليس البامبو الحقيقي. وتعد عقلة الساق طريقة تكثير موصى بها لهذا النبات.
يمكن ترتيب أنواع العنب بأكثر من طريقة: بحسب النوع النباتي، أو الصنف المزروع، أو صفات الثمرة مثل اللون والبذور. وهذه معلومات مختلفة ينبغي قراءتها معًا.
تبدأ زراعة بذور الثيل بالتأكد من أن النجيل المختار يُكثّر بالبذور. فالثيل الشائع Cynodon dactylon يختلف في طريقة الإكثار عن هجن برمودا عقيمة البذور.
تساعد أسماء أصناف الورد على وصف نبات محدد بدل الاكتفاء بقول «ورد أحمر» أو «ورد أبيض». نعرض ثلاثة أمثلة موصوفة في سجلات نباتية وبستانية: مستر لينكولن، وجراهام توماس، ومدام ألفريد كاريير.