پاسخ به محیط

پاسخ به نور

دیدیم که ساقه به سمت نورِ یک‌جانبه خم می‌شود. آیا ریشه نیز به نور یک‌جانبه همانند ساقه پاسخ می‌دهد؟
می‌دانید که نقش نور در گیاهان حیاتی است؛ اما نور، افزون بر نقشی که در فتوسنتز دارد، فرایندهای متفاوتی را نیز در گیاهان تنظیم می‌کند. گلدهی یکی از این فرایندهاست که در ادامه به آن می‌پردازیم.

گلدهی در گیاهان

گیاهانی که در محل زندگی خود می‌بینید، در چه فصل یا فصل‌هایی گل می‌دهند؟ چرا بعضی گیاهان در فصلی خاص و بعضی در همۀ فصل‌ها گل می‌دهند؟ اگر بخواهیم گیاهی را که در تابستان گل می‌دهد، مثلاً در پاییز وادار به گلدهی کنیم، آن را باید در چه شرایطی قرار دهیم؟

گیاه هنگامی گل می‌دهد که مریستم رویشی که در جوانه قرار دارد، به مریستم گل یا زایشی تبدیل شود. این تبدیل به شرایط محیطی مانند دما و طول روز و شب وابسته است.

گیاهان را براساس نیاز به نور، برای گلدهی در سه دسته روز کوتاه، روز بلند و بی‌تفاوت قرار می‌دهند. گیاه داوودی در روزهای کوتاه پاییز گل می‌دهد. در واقع این گیاه برای گل دادن به شب‌های طولانی نیاز دارد و زمانی گل می‌دهد که طول شب از حدی کمتر نباشد. شبدر که در تابستان گل می‌دهد، روز بلند است. این گیاه برای گل دادن به شب‌های کوتاه نیاز دارد و زمانی گل می‌دهد که طول شب از حدی بیشتر نباشد. آگاهی از تأثیر نور بر گلدهی به پرورش دهندگان گل امکان داد تا با ایجاد شرایط نوری مصنوعی بتوانند در همۀ فصل‌ها، گل‌هایی با نیازهای نوری متفاوت پرورش دهند.

به هر حال گل دادنِ بعضی گیاهان وابسته به طول شب و روز نیست. چنین گیاهانی را بی‌تفاوت می‌نامند؛ گیاه گوجه فرنگی از این گروه است.

فعالیت

پاسخ به دما

گیاهان هر دمایی را نمی‌توانند تحمل کنند. مثلاً سرمای شدید می‌تواند مانع از رویش دانه‌ها و جوانه‌ها شود. برگ بعضی درختان با کاهش دما در فصل پاییز می‌ریزد و جوانه‌ها با برگ‌های پولک‌مانندی حفظ می‌شوند.

دیدیم که گیاهان برای گل دادن نیازهای نوری متفاوتی دارند. بعضی گیاهان برای گل دادن نیاز به گذراندن یک دوره سرما نیز دارند. مثلاً برای نوعی گیاه گندم مشاهده شده است که اگر بذر آن را مرطوب کنیم و در سرما قرار دهیم، دورۀ رویشی آن کوتاه می‌شود و زودتر گل می‌دهد. کشف این ویژگی در گیاهان، امکان بهره‌برداری از زمین‌هایی را فراهم کرد که اکثر سال با برف و یخ پوشیده شده‌اند.

پاسخ به گرانش زمین

آیا گرانش زمین بر جهت رشد ساقه و ریشه اثر دارد؟ همانطور که در شکل زیر می‌بینید، ساقه در خلاف جهت گرانش و ریشه در جهت گرانش زمین رشد می‌کند. رشد جهت‌دار اندام‌های گیاه نسبت به گرانش زمین، زمین‌گرایی نامیده می‌شود. می‌توانید با طراحی و اجرای آزمایش‌هایی، زمین‌گرایی را در انواعی از دانه‌رست‌ها بررسی کنید.

اندام‌های گیاه که تحت تاثیر زمین‌گرایی قرار می‌گیرند

الف. درست است بگوییم برخی از این اندام‌ها در تولید مثل غیر جنسی نقش دارند؟

پاسخ

نه. اندام‌هایی از گیاه که تحت تاثیر زمین‌گرایی قرار می‌گیرند ریشه و ساقه هستند. هم ریشه(مثل ریشه آلبالو) و هم ساقه(مثل زمین‌ساقه و پیاز) می‌توانند در تولید مثل غیر جنسی استفاده شوند.


ب. آیا هر نوع ساقه و یا هر نوع ریشه‌ای تحت تاثیر زمین‌گرایی قرار می‌گیرد؟

پاسخ

خیر. مثلا ریشه‌های درخت حرا در خلاف جهت گرانش حرکت می‌کنند و یا ساقه‌هایی مثل ساقه رونده به صورت افقی رشد می‌کنند.

پاسخ به تماس

در شکل بالا مثال‌هایی از پاسخ گیاهان به تماس را مشاهده می‌کنید. شاید بعضی گیاهان را دیده باشید که به دور گیاهان دیگر یا یک پایه می‌پیچند. مثلاً ساقۀ درخت مو در تماس با درختی دیگر و یا پایه، به دور آن می‌پیچد. پیچش به علت تفاوت رشد ساقه در بخش قرار گرفته روی تکیه‌گاه و سمت مقابل آن ایجاد می‌شود؛ به طوری که رشد یاخته‌ها در محل تماس کاهش می‌یابد.

ضربه زدن به برگ گیاه حساس، باعث تا شدن برگ می‌شود. این پاسخ به علت تغییر فشار تورژسانس در یاخته‌هایی رخ می‌دهد که در قاعدۀ برگ قرار دارند.

برگ تله‌مانند گیاه گوشتخوار، کرک‌هایی دارد که با برخورد حشره به آن‌ها، تحریک شده و پیام‌هایی را به راه می‌اندازند که سبب بسته شدن برگ و در نتیجه به دام افتادن حشره می‌شود.

پاسخهایی از جنس دفاع

گیاهان در معرض هجوم عوامل بیماری‌زا و جانوران گیاه‌خوار قرار دارند. شاید نام بیماری‌های قارچی مانند زنگ گندم یا سیاهک گندم را شنیده باشید. این بیماری‌ها سبب تخریب محصولاتی مانند گندم و جو می‌شوند. به هر حال، گیاهان در برابر آن‌ها بی‌دفاع نیستند. به نظر شما گیاهان چگونه از خود دفاع می‌کنند؟

تلاش برای جلوگیری از ورود

در بخش‌های جوان گیاه، روپوست (اپیدرم) خارجی‌ترین سامانه بافتی است که در بخش‌های هوایی با پوستک (کوتیکول) پوشیده شده است. پوستک تا حدودی مانع نفوذ عوامل بیماری‌زا می‌شود. همچنین، دیوارۀ یاخته‌ای محکم که حاوی ترکیباتی مانند لیگنین یا سیلیس است، این سد فیزیکی را تقویت می‌کند. با این حال، عوامل بیماری‌زا می‌توانند از طریق روزنه‌ها یا فضای بین یاخته‌ها از این سد عبور کنند.

با توجه به انگل‌ها و عوامل‌بیماری‌زای دارای اندام مکنده:

الف. آن‌ها را نام ببرید(در کتاب دهم و یازدهم).

پاسخ

گیاه گل جالیز(کتاب دهم) و نوعی قارچ(کتاب یازدهم) دارای اندام مکنده هستند.


ب. آیا همه این جانداران قارچ هستند؟

پاسخ

خیر. گیاه گل جالیز نوعی گیاه است.


پ. آیا همه‌ی این جانداران اندام مکنده خود را وارد آوند‌ها می‌کنند؟

پاسخ

خیر. نوعی قارچ که در شکل بالا می‌بینید اندام مکنده خود را از طریق روزنه‌ها به سلول‌های بافت زمینه‌ای وارد می‌کنند.

در اندام‌های مسن‌تر گیاهان، بافت چوب پنبه علاوه بر حفظ آب، مانعی در برابر عوامل آسیب‌رسان است. کرک‌ها و خارها نیز در دفاع از گیاهان نقش دارند. برای مثال، حشرات کوچک نمی‌توانند به راحتی روی برگ‌های کرک‌دار حرکت کنند. اگر گیاه مواد چسبناک ترشح کند، حرکت حشره دشوارتر و گاه غیرممکن می‌شود.

برخی گیاهان در پاسخ به زخم، ترکیباتی ترشح می‌کنند که نقش محافظتی دارند. گاه حجم این ترکیبات به قدری زیاد است که حشره در آن به دام می‌افتد. با سخت شدن این ترکیبات، سنگواره‌هایی ایجاد می‌شود که حشره در آن حفظ می‌شود.

دفاع شیمیایی: گیاهان ترکیباتی تولید می‌کنند که باعث مرگ یا بیماری گیاه‌خواران می‌شوند. ترکیبات سیانیددار نمونه‌ای از این گروه هستند که در تعدادی از گونه‌های گیاهی ساخته می‌شوند. سیانید با توقف تنفس یاخته‌ای عمل می‌کند.

آلکالوئیدها نیز در دور کردن گیاه‌خواران نقش دارند. نیکوتین، که از آلکالوئیدهاست، چنین نقشی در گیاه تنباکو دارد.

اگر ترکیبات ساخته شده توسط گیاه، جانور را نکشد، او را مسموم کرده و جانور از خوردن مجدد آن پرهیز می‌کند. جالب است که این ترکیبات برای خود گیاه مرگبار نیستند. گیاهان سازوکارهای متفاوتی برای جلوگیری از اثر این مواد بر فرایندهای یاخته‌ای خود دارند. یکی از این سازوکارها، تولید ترکیباتی است که در خود گیاه سمی نیستند، بلکه در لوله گوارش جانوران تجزیه شده و به ماده سمی تبدیل می‌شوند. برای مثال، گیاه ترکیب سیانیدداری می‌سازد که تأثیری بر تنفس یاخته‌ای ندارد، اما وقتی جانور گیاه را می‌خورد، این ترکیب تجزیه شده و سیانید سمی آزاد می‌شود.

مرگ یاخته‌ای

مرگ یاخته‌ای یکی دیگر از پاسخ‌های دفاعی در گیاهان است. فرض کنید نوعی ویروس بیماری‌زا توانسته است به گیاه نفوذ کند. ورود ویروس در گیاه فرایندهایی را به راه می‌اندازد که نتیجه آن، مرگ یاخته‌های آلوده و قطع ارتباط آن‌ها با بافت‌های سالم است. در نتیجه ویروس نمی‌تواند در بافت‌های سالم گیاه تکثیر یابد و گیاه فرصت پیدا می‌کند تا با سازوکارهای دیگری مانند تولید ترکیبات ضد ویروس با آن مقابله کند.

در مرگ یاخته‌ای، یاخته به وسیله آنزیم‌های خود خودگوارش می‌شود. سالیسیلیک اسید که از تنظیم‌کننده‌های رشد در گیاهان است، در مرگ یاخته‌ای نقش دارد. یاخته گیاهی آلوده، این ترکیب را رها کرده و مرگ یاخته‌ای را القا می‌کند.

جانوران از گیاهان حفاظت میکنند

شکل زیر نشان‌دهندۀ حملۀ انبوهی از مورچه‌ها به حشره‌ای است که قصد خوردن برگ‌های درخت آکاسیا (Acacia) را دارد. به نظر می‌رسد این حشره شانس کمی برای جان سالم به در بردن از حملۀ مرگبار مورچه‌ها دارد. این مورچه‌ها حتی به پستانداران کوچک و گیاهان دارزی (گیاهانی که روی درختان رشد می‌کنند) نیز حمله می‌کنند.

نکتۀ جالب این است که گرده‌افشانی درخت آکاسیا به زنبورها وابسته است. اما چه چیزی مانع از حملۀ مورچه‌ها به زنبورهای گرده‌افشان می‌شود؟ مشخص شده است که وقتی گل‌های آکاسیا باز می‌شوند، نوعی ترکیب شیمیایی تولید و منتشر می‌کنند که با فراری دادن مورچه‌ها، مانع از حملۀ آن‌ها به زنبورهای گرده‌افشان می‌شود.

همچنین، برخی گیاهان در برابر حملۀ گیاه‌خواران، مواد فراری تولید و در هوا پخش می‌کنند که سبب جلب جانوران دیگر می‌شود. همانطور که در شکل می‌بینید، نوزاد کرم‌شکلی در حال خوردن برگ تنباکو است. از یاخته‌های آسیب‌دیدۀ برگ، ترکیب فراری متصاعد می‌شود که نوعی زنبور وحشی آن را شناسایی می‌کند. زنبور ماده‌ای که در اطراف زندگی می‌کند، با ردیابی این مواد، خود را به نوزاد کرم‌شکل رسانده و روی آن تخم می‌گذارد. نوزادان زنبور پس از خروج از تخم، از نوزاد کرم‌شکل تغذیه کرده و در نتیجه آن را می‌کشند. این رویداد منجر به کاهش جمعیت حشرۀ آفت می‌شود.

با توجه به برگ گیاه تنباکو

الف. می‌توان گفت آزاد شدن ترکیبات فرار سبب مرگ نوزاد کرم می‌شود؟

پاسخ

خیر، چون چیزی که روی برگ گیاه تنباکو است نوزاد کرمی شکل پروانه است نه نوزاد کرم.


ب. آیا نیکوتین تنباکو برای نوزاد کرمی شکل سمی‌ست؟

پاسخ

خیر. این نوزاد بی‌هیچ مشکلی روی تنباکو زندگی می‌کند.


پ. در هنگام خورده شدن برگ توسط نوزاد کرمی شکل چه نوع ترکیب شیمیایی دیگری به جز ترکیب فرار در برگ ترشح می‌شود؟

پاسخ

به دلیل آسیب بافتی در اینجا اتیلن نیز آزاد می‌شود. در تمام آسیب‌های بافتی گیاه اتیلن آزاد می‌شود.


ت. زنبور وحشی کجا تخم می‌گذارد؟

پاسخ

زنبور وحشی روی نوزاد کرمی شکل تخم می‌گذارد نه برگ.

خودآزمایی

به سوالات زیر به صورت بله و خیر پاسخ دهید و سپس پاسخنامه را بررسی کنید.

دیدگاه‌ها

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *