جاندار موثر در تغذیه گیاهی – گفتار دوم جذب و انتقال مواد در گیاهان

گیاهان شیوه‌های شگفت‌انگیزی برای گرفتن مواد مورد نیاز خود از جانداران دیگر دارند. گیاهان با بعضی از این جانداران ارتباط همزیستی برقرار می‌کنند. از مهم‌ترین انواع این همزیست‌ها، قارچ ریشه‌ای‌ها(میکوریزا) و باکتری‌های تثبیت‌کننده نیتروژن هستند.

قارچ‌ریشه‌ای

یکی از معمول‌ترین سازگاری‌ها برای جذب آب و مواد مغذّی، هم‌زیستی ریشه گیاهان با انواعی از قارچ‌ها است که به آن قارچ‌ریشه‌ای گفته می‌شود. حدود ۹۰ درصد گیاهان دانه‌دار با قارچ‌ها همزیستی دارند. این قارچ‌ها در سطح ریشه زندگی می‌کنند. رشته‌های ظریفی به درون ریشه می‌فرستد که تبادل مواد را با آن انجام می‌دهند.

در قارچ‌ریشه‌ای، قارچ، مواد آلی را از ریشۀ گیاه می‌گیرد و برای گیاه، مواد معدنی و به خصوص فسفات فراهم می‌کند. پیکر رشته‌ای و بسیار ظریف قارچ‌ها، نسبت به ریشه گیاه با سطح بیشتری از خاک در تماس است و می‌تواند مواد معدنی بیشتری را جذب کند.

فسفات در خاک زیاد است اما به خاک چسبیده و در دسترس آن نیست. به همین دلیل قارچ به اغلب گیاهان برای جذب فسفات کمک می‌کند. البته افزایش انشعاب ریشه و تار کشنده هم جزئی از راهکارهای گیاه است.

قارچ ریشه‌ای به درون آوندها نفوذ نمی‌کند.

رشته‌هایی که به درون ریشه نفوذ می‌کند نسبت به رشته‌هایی که روی ریشه قرار می‌گیرند کمتر هستند.

بررسی کنید:

الف. قارچ‌ریشه‌ای بخش‌های زمینی گیاه را احاطه می‌کند یا بخش‌های هوایی؟

پاسخ

بخش‌های زمینی


ب. آیا رشته‌های قارچ‌ریشه‌ای به درون بخش انگشتانه‌مانند ریشه نفوذ می‌کند؟

پاسخ

خیر. بخش انگشتانه‌مانند ریشه کلاهک است. قارچ‌ریشه‌ای به درون کلاهک نفوذ نمی‌کند.

همزیستی گیاه با تثبیت‌کننده‌های نیتروژن

برخی گیاهان با انواعی از باکتری‌ها همزیستی دارند که این هم‌زیستی برای به دست آوردن نیتروژنِ بیشتر است. دو گروه مهم این باکتری‌ها عبارت‌اند از: ریزوبیوم‌ها و سیانوباکتری‌ها.

ریزوبیوم‌ها

از گذشته برای تقویت خاک، تناوب کشت انجام می‌شد که در آن گیاهان زراعی مختلف به صورت پی‌در پی کشت می‌شد. یکی از انواع گیاهانی که در تناوب کشت مورد استفاده قرار می‌گیرد، گیاهان تیرۀ پروانه‌واران است(دلیل این نام‌گذاری، شباهت گل‌های آن‌ها به پروانه است).

سویا، نخود و یونجه از گیاهان مهم زراعی این تیره هستند. در ریشه این گیاهان و در محل برجستگی‌هایی به نام گرهک، نوعی باکتری تثبیت‌کننده نیتروژن به نام ریزوبیوم زندگی می‌کند. هنگامی که این گیاهان می‌میرند یا بخش‌های هوایی آن‌ها برداشت می‌شود، گرهک‌های آن‌ها در خاک باقی می‌ماند و گیاخاک غنی از نیتروژن ایجاد می‌کنند. ریزوبیوم‌ها با تثبیت نیتروژن، نیاز گیاه را به این عنصر برطرف می‌کنند و گیاه نیز مواد آلی مورد نیاز باکتری را برای آن فراهم می‌کند.

گرهک همان گره نیست. گرهک در اثر ورود باکتری به ریشه ایجاد می‌شود. ولی گره محل اتصال برگ به ساقه و یا شاخه است.

پروانه‌واران دو لپه‌ای هستند. این گیاهان روی ریشه‌های جانبی گرهک ایجاد می‌کنند. ریزوبیوم داخل این گرهک‌ها نیتروژن را تثبیت می‌کنند(+یازدهم).

بررسی کنید

الف. در گیاهان تیره پروانه‌واران چه چیزی شبیه پروانه است؟ برگ یا گل؟

پاسخ

در این گیاهان گل‌ها شبیه پروانه هستند.

باکتری‌های موثر در تغذیه غذایی

*

ریزوبیومسیانوباکتریآمونیاک‌سازنیترات‌ساز
توانایی تثبیت نیتروژن را داردداردبرخینداردندارد
می‌تواند آمونیوم را از مواد آلی تولید کندخیرخیربلهخیر
آمونیوم را مصرف می‌کندخیرخیرخیربله
با گیاه تیره پروانه‌واران همزیستی داردبلهخیرخیرخیر
با گونرا همزیستی داردخیربلهخیرخیر
با گیاه آزولا همزیستی داردخیربلهخیرخیر
توانایی فتوسنتز داردخیربلهخیرخیر
مواد آلی مورد نیاز را از یک جاندار دیگر می‌گیردبلهبله

همزیستی با سیانوباکتری‌ها

سیانوباکتری‌ها نوعی از باکتری‌های فتوسنتزکننده هستندکه بعضی از آن‌ها می‌توانند علاوه بر فتوسنتز، تثبیت نیتروژن هم انجام دهند. آزولا گیاهی کوچک است که در تالاب‌های شمال و مزارع برنج کشور به فراوانی وجود دارد. گیاه آزولا با سیانوباکتری‌ها هم‌زیستی دارد و نیتروژن تثبیت‌شده آن را دریافت می‌کند.

گیاه گونرا نیز در نواحی فقیر از نیتروژن رشد شگفت‌انگیزی دارد. چگونه این گیاه با وجود کمبود نیتروژن چنین رشدی دارد؟ سیانوباکتری‌های هم‌زیست درون ساقه و دمبرگ این گیاه، تثبیت نیتروژن انجام می‌دهند و از محصولات فتوسنتزی گیاه استفاده می‌کنند.

برخی از سیانوباکتری می‌تواند دو نوع ماده معدنی(کربن و نیتروژن) را تثبیت کند.

گونرا گیاهی دو لپه است.


باکتری‌ها

سیانوباکتری= تثبیت نیتروژن و کربن(فتوسنتز)، همزیست با ساقه و دمبرگ(اندام‌های هوایی).

ریزوبیوم= تثبیت نیتروژن، همزیست با ریشه.

سیانوباکتری با آزولا و گونرا همزیستی دارد.


قارچ‌ها

قارچ ریشه‌‌ای= گرفتن مواد آلی از گیاه، تامین مواد معنی برای گیاه(به‌خصوص فسفات)، همزیست با ریشه.

روش‌های دیگر به دست آوردن مواد غذایی در گیاهان

گیاهان حشره‌خوار

این گیاهان فتوسنتزکننده‌اند، ولی در مناطقی زندگی می‌کنند که از نظر نیتروژن فقیرند. در این گیاهان برخی برگ‌ها برای شکار و گوارش جانوران کوچک مانند حشرات، تغییر کرده است. گیاه توبره‌واش که از گیاهان حشره‌خوار است در تالاب‌های شمال کشور می‌روید. این گیاه حشرات و لارو آن‌ها را به سرعت به درون بخش کوزه مانند خود می‌کشد و سپس گوارش می‌دهد. در شکل زیر، انواع دیگری از گیاهان حشره‌خوار نشان داده شده است.

گیاهان گونرا و حشره‌خوار در مناطق فقیر از نیتروژن زندگی می‌کنند.

گیاهان انگل

انواعی از گیاهان انگل وجود دارند که همه یا بخشی از آب و مواد غذایی خود را از گیاهان فتوسنتزکننده دریافت می‌کنند. گیاه سِس، نمونه‌ای از این گیاهان است. این گیاه ساقه نارنجی یا زردرنگی تولید می‌کند که فاقد ریشه است. گیاه سس به دور گیاه سبز میزبان خود می‌پیچد و اندام‌های مکنده ایجاد می‌کند. که به درون آوندهای گیاه نفوذ، و مواد مورد نیاز انگل را جذب می‌کند. گل جالیز نمونه دیگری از این گیاهان است که با ایجاد اندام مکنده و نفوذ آن به ریشه گیاهان جالیزی، مواد مغذی را دریافت می‌کند.

انگل گیاهان می‌تواند قارچ، گیاه انگل، ویروس‌های گیاهی، باکتری‌های بیماری‌زا و شته باشد.

۱-گیاه جالیزی با گل جالیز فرق می‌کند. به عنوان مثال گل جالیز می‌تواند انگل گوجه فرنگی باشد که یک نوع گیاه جالیزی‌ست.

۲-سس گیاه نارنجی رنگ است که از ساقه گیاهان تغذیه می‌کند. برگ میزبان سس دارای کرک با اندازه‌های مختلف است. گیاه میزبان سس دو لپه‌ای‌ست.

۳-میزبان گل جالیز دو لپه‌ای است.

از بین گل جالیز و سس

الف. کدام گیاه اندام مکنده دارد؟

پاسخ

هر دو گیاه اندام مکنده دارند.


ب. کدام گیاه به ساقه میزبان خود حمله می‌کند؟

پاسخ

گیاه سس به ساقه میزبان حمله می‌کند، گل جالیز مواد خود را از ریشه گیاهان می‌گیرد.


پ. کدام گیاه سبزینه دارد؟

پاسخ

هر دو گیاه انگل و فاقد سبزینه هستند.


ت. کدام گیاه برخلاف قارچ‌ریشه‌ای به درون آوند نفوذ می‌کند؟

پاسخ

هر دو گیاه مواد غذایی خود را مستقیما از آوندها دریافت می‌کنند.

خودآزمایی

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