درس ۱ · صفحهٔ ۷۹ تا ۸۶ · حدود ۱۵ دقیقه · تولید هوش مصنوعی
گفتار ۱: ویژگیهای یاختۀ گیاهی
در این درس یاد میگیری ساختار و نقش دیواره، واکوئول و دیسههای یاختۀ گیاهی را توضیح بدهی و میان کاربرد ترکیبات گیاهی و بیضرر بودن آنها تفاوت بگذاری.
پیش از شروع
چرا یک گلدان پژمرده گاهی پس از آبیاری دوباره راست میایستد، بدون اینکه در این فاصله ساقۀ تازهای بسازد؟
با ورود آب، واکوئولها حجیم میشوند و پروتوپلاست به دیواره فشار میآورد؛ این فشار به استواری بخشهای غیرچوبی کمک میکند. پس ایستادگی گیاه فقط به دیواره وابسته نیست؛ آبِ درون یاخته هم نقش دارد.
دیواره؛ محکم اما گاهی رشدپذیر
برای شناخت یاختۀ گیاهی، دو بخش را از هم جدا کن: دیواره در بیرون و پروتوپلاست درون آن. پروتوپلاست شامل غشا، سیتوپلاسم و هسته است؛ پس غشا با دیواره یکی نیست. در چوبپنبه، یاختهها مردهاند و آنچه به شکل مرز حفرهها دیده میشود، دیوارههای باقیمانده است.
دیواره به شکل و استحکام یاخته کمک میکند، در کنترل تبادل مواد بین یاختهها نقش دارد و مانعی در برابر عوامل بیماریزاست.
هنگام تقسیم، تیغۀ میانی از پکتین تشکیل میشود و مثل چسب، دو یاخته را کنار هم نگه میدارد. سپس پروتوپلاست هر یاخته دیوارۀ نخستین را میسازد؛ این دیواره پکتین و رشتههای سلولز دارد و همراه رشد یاخته گسترش مییابد.
در بعضی یاختهها، دیوارۀ پسین در سمت داخلی دیوارۀ نخستین ساخته میشود. این دیواره متراکمتر و محکمتر است و مانع رشد یاخته میشود. رشتههای سلولز در هر لایۀ آن موازیاند، اما با رشتههای لایۀ دیگر زاویه دارند؛ شبیه لایههای تقویتکنندۀ یک سازۀ چندلایه.
کتاب درسی، صفحهٔ ۸۱
دیواره، ارتباط را قطع نمیکند
اگر دور هر یاخته دیواره باشد، مواد چگونه از یک یاخته به همسایهاش میرسند؟ دیواره یک مرز کاملاً بسته نیست. پلاسمودسمها کانالهای سیتوپلاسمیاند که از یاختهای به یاختۀ مجاور امتداد دارند و راه عبور مواد مغذی و ترکیبات دیگر را فراهم میکنند.
این کانالها در بخشهایی از دیواره به نام لان فراواناند. لان جایی است که دیواره در آن نازک مانده است. پس این دو نام را جابهجا نکن: لان نام یک ناحیه از دیواره است، اما پلاسمودسم خودِ کانال ارتباطی است. مثل تفاوت بخشی از یک دیوار ساختمان با راه ارتباطیای که از آن میگذرد.
کتاب درسی، صفحهٔ ۸۱
واکوئول؛ ذخیره و استواری
واکوئول کیسهای غشادار با مایعی به نام شیرۀ واکوئولی است؛ این شیره آب و مواد دیگری دارد. در بعضی یاختههای گیاهی، واکوئول بیشتر حجم یاخته را اشغال میکند. غشای آن، مانند غشای یاخته، ورود و خروج مواد را کنترل میکند.
وقتی آب بر اثر اسمز وارد یاخته شود، واکوئول حجیم میشود و پروتوپلاست به دیواره فشار میآورد. دیواره تا حدی کشیده میشود، اما پاره نمیشود؛ این حالت تورژسانس است و به استواری برگها و گیاهان علفی کمک میکند. آب در اسمز بدون صرف انرژی از غشا میگذرد.
با از دست رفتن آب، پروتوپلاست جمع میشود و از دیواره فاصله میگیرد؛ این حالت پلاسمولیز است. اگر طولانی شود و یاختهها بمیرند، آبیاری دیگر پژمردگی را برطرف نمیکند.
واکوئول فقط مخزن آب نیست؛ ترکیبات اسیدی، پروتئینی و رنگی هم ذخیره میکند. آنتوسیانین، مانند رنگیزۀ کلم بنفش، در واکوئول است و رنگش با تغییر عوض میشود. گلوتن نیز پروتئینی ذخیرهای در گندم و جو است که برای رشد و نمو رویان مصرف میشود.
کتاب درسی، صفحهٔ ۸۲
رنگها و دیسههای گوناگون
رنگهای گیاه همگی از یک محل نمیآیند. آنتوسیانین در واکوئول است، اما رنگ نارنجی هویج به رنگیزههای درون نوعی دیسه مربوط میشود. سه نوع دیسه را با مادۀ شاخصشان به خاطر بسپار:
- سبزدیسه: سبزینۀ فراوان دارد و باعث سبز دیده شدن بخشهای سبز گیاه میشود.
- رنگدیسه: محل ذخیرۀ کاروتنوئیدهاست؛ برای نمونه، کاروتنِ نارنجی در ریشۀ هویج.
- نشادیسه: رنگیزه ندارد و نشاسته ذخیره میکند؛ مانند بخش خوراکی سیبزمینی. این ذخیره هنگام رویش جوانهها مصرف میشود.
دیسهها همیشه در یک وضعیت نمیمانند. در پاییز، در بعضی گیاهان سبزدیسه به رنگدیسه تبدیل میشود؛ سبزینه تجزیه و مقدار کاروتنوئیدها بیشتر میشود. سبزدیسه از پیش هم کاروتنوئید دارد، ولی رنگ سبزینه آن را میپوشاند.
ترکیبات رنگی واکوئول و رنگدیسه، پاداکسندهاند و در پیشگیری از سرطان و بهبود کارکرد اندامها نقش مثبت دارند. پس برای شناخت یک رنگ گیاهی، هم نوع رنگیزه مهم است و هم محل آن.
کتاب درسی، صفحهٔ ۸۳
گیاهی، لزوماً بیضرر نیست
گیاه فقط غذا نمیسازد؛ بعضی ترکیبات آن برای رنگآمیزی الیاف و ساخت دارو یا مواد صنعتی به کار میروند. مثلاً از محل بریدگی دمبرگ یا میوۀ تازۀ انجیر، شیرابه بیرون میآید. ترکیب شیرابه در گیاهان مختلف یکسان نیست و لاستیک نخستین بار از شیرابۀ نوعی درخت ساخته شد.
آلکالوئیدها از ترکیبات گیاهیاند که در شیرابۀ بعضی گیاهان فراواناند و در دفاع در برابر گیاهخواران نقش دارند. از آنها در ساخت برخی داروها استفاده میشود، اما بعضی نیز اعتیادآورند.
بنابراین برچسب «گیاهی» تضمین ایمنی نیست. یک ترکیب گیاهی ممکن است بسته به مقدارش مسمومکننده، سرطانزا یا حتی کشنده باشد. کاربرد دارویی و بیضرر بودن، دو مفهوم یکسان نیستند.
کتاب درسی، صفحهٔ ۸۵
مثال حلشده
دو گیاه علفی پژمرده را آبیاری میکنیم. برگهای یکی دوباره استوار میشوند، اما دیگری که مدت زیادی بیآب مانده، بهبود پیدا نمیکند. با استفاده از وضعیت یاختهها، یک توضیح برای این تفاوت ارائه کن.
پژمردگی را به کاهش آب یاختهها ارتباط میدهیم؛ در پلاسمولیز، پروتوپلاست جمع میشود و از دیواره فاصله میگیرد.
در گیاه نخست، اگر یاختهها هنوز زنده باشند، ورود دوبارۀ آب واکوئول را حجیم میکند و پروتوپلاست به دیواره فشار میآورد.
بازگشت تورژسانس، استواری برگها و بخشهای غیرچوبی را افزایش میدهد؛ پس نیازی به ساخته شدن ساقۀ تازه نیست.
در گیاه دوم، ممکن است پلاسمولیز طولانی به مرگ یاختهها انجامیده باشد؛ در این صورت آبیاری فراوان هم پژمردگی را رفع نمیکند.
نکات مهم
- دیواره به استحکام یاخته کمک میکند، دیوارۀ نخستین رشدپذیر است و پلاسمودسمها ارتباط یاختههای مجاور را برقرار میکنند.
- واکوئول محل ذخیرۀ آب و مواد دیگر است و تغییر آب یاخته میتواند به تورژسانس یا پلاسمولیز بینجامد.
- رنگیزهها ممکن است در واکوئول یا دیسهها باشند و کاربرد غذایی، صنعتی یا دارویی ترکیبات گیاهی، بیضرر بودن آنها را تضمین نمیکند.