خلاصه درس فصل ۸ زیست یازدهم؛ درسنامه و نکات مهم

گیاه تازه، بدون دانه

برای داشتن یک گیاه تازه، آیا همیشه باید دانه بکاریم؟ نه! گاهی بخشی از خود گیاه می‌تواند منشأ گیاهی تازه شود. به این روش تولیدمثل رویشی می‌گوییم که نوعی تولیدمثل غیرجنسی است.

بخش‌های رویشی گیاه، یعنی ریشه، ساقه و برگ، فقط در رشد و تغذیه نقش ندارند؛ این بخش‌ها در گیاهان مختلف می‌توانند در تولیدمثل هم نقش داشته باشند. در این روش، گیاه تازه بدون تشکیل و کاشت دانه به وجود می‌آید.

مثلاً اگر کنار یک درخت آلبالو، آلبالوهای کوچکی از خاک بیرون آمده باشند، لزوماً از دانه رشد نکرده‌اند! روی ریشهٔ درخت آلبالو جوانه‌هایی تشکیل می‌شود که با رشدشان درخت‌های تازه پدید می‌آیند.

پس برای تشخیص تولیدمثل رویشی بپرس: گیاه تازه از دانه به وجود آمده یا از بخشی رویشی از گیاه قبلی؟

سه راه تکثیر رویشی

فرض کن می‌خواهی از یک گیاه باغچه، گیاه تازه‌ای به دست بیاوری. این سه روش را با توجه به جداکردن یا متصل‌ماندن بخش گیاه مقایسه کن:

• قلمه‌زدن: قطعه‌ای از گیاه، مثلاً بخشی از ساقه، را جدا می‌کنی و در شرایط مناسب در آب یا خاک می‌گذاری تا ریشه بسازد و رشد کند. گذاشتن قلمهٔ ساقه در آب، نمونه‌ای آشناست.
• پیوندزدن: جوانه یا شاخه‌ای به نام پیوندک را به گیاه دیگری به نام پایه وصل می‌کنی. مثلاً می‌توان پیوندکِ گیاهی با میوهٔ مطلوب را روی پایه‌ای مقاوم به بیماری پیوند زد. پس پایه و پیوندک نقش یکسانی ندارند.
• خوابانیدن: بخش گره‌دارِ شاخه را، در حالی که هنوز به گیاه مادر متصل است، زیر خاک می‌گذاری. پس از تشکیل ریشه و ساقهٔ برگ‌دار، آن را از گیاه مادر جدا می‌کنی.

کلید تشخیص: در قلمه‌زدن، جداسازی پیش از ریشه‌زایی است؛ در خوابانیدن، جداسازی پس از ریشه‌زایی انجام می‌شود. در پیوندزدن هم قطعه‌ای از یک گیاه به گیاه دیگر وصل می‌شود.

ساقه‌های پنهان زیر خاک

آیا هر بخش گیاه که زیر خاک باشد، ریشه است؟ نه! بعضی ساقه‌ها زیر خاک رشد می‌کنند و برای تولیدمثل غیرجنسی تخصص یافته‌اند. زمین‌ساقه و غده هر دو ساقهٔ زیرزمینی و جوانه‌دارند، اما شکل و شیوهٔ رشدشان فرق دارد.

زمین‌ساقه یا ریزوم، مانند ساقهٔ زنبق، به‌صورت افقی زیر خاک پیش می‌رود. این ساقه جوانهٔ انتهایی و جانبی دارد و هنگام رشد، در محل جوانه‌ها پایه‌های تازه‌ای ایجاد می‌کند؛ انگار گیاه در زیر خاک مسیری برای گسترش خود می‌سازد.

غده، مانند سیب‌زمینی، ساقه‌ای است که بر اثر ذخیرهٔ مواد غذایی متورم شده است. «چشم»هایی که روی سیب‌زمینی می‌بینی، جوانه‌اند؛ هر جوانه می‌تواند به گیاهی تازه تبدیل شود. برای همین، هنگام تکثیر سیب‌زمینی آن را به قطعه‌های جوانه‌دار تقسیم می‌کنند، نه قطعه‌های دلخواه.

پس برای تشخیص این دو، به تفاوت اصلی توجه کن: زمین‌ساقه با رشد افقی گسترش می‌یابد؛ غده با ذخیرهٔ غذا متورم می‌شود.

از پیاز تا ساقهٔ رونده

پیاز خوراکی را در ذهن از وسط برش بزن؛ لایه‌های گوشتی آن برگ‌اند، نه ساقه! ساقهٔ پیاز، بخش کوتاه و تکمه‌مانندی در زیر این برگ‌هاست. پس پیاز ساختاری دارد که در آن برگ‌های گوشتی به یک ساقهٔ زیرزمینی کوتاه متصل‌اند. نرگس و لاله هم پیاز دارند. کنار هر پیاز، پیازهای کوچکی تشکیل می‌شوند که هرکدام می‌توانند گیاه تازه‌ای ایجاد کنند؛ به این ترتیب، گیاه بدون تولید دانه تکثیر می‌شود.

حالا به بوتهٔ توت‌فرنگی نگاه کن: ساقه‌ای باریک از آن بیرون می‌آید و افقی روی خاک پیش می‌رود. این ساقهٔ رونده در محل گره‌هایش گیاهان تازه ایجاد می‌کند؛ انگار بوتهٔ مادر، بوته‌های تازه را در فاصله‌ای از خودش مستقر می‌کند.

برای تشخیص این دو، به محل تشکیل گیاه تازه توجه کن: در پیاز، پیازهای کوچک منشأ گیاهان تازه‌اند؛ در ساقهٔ رونده، گیاهان تازه در گره‌های ساقهٔ روی خاک تشکیل می‌شوند.

تکثیر گیاه در آزمایشگاه

فرض کن پرورش‌دهنده‌ای می‌خواهد از یک گیاه با ویژگی‌های مطلوب، تعداد زیادی گیاه به دست آورد. کشت بافت راهی برای این تکثیر انبوه در آزمایشگاه است؛ حتی می‌توان کار را با یک یاخته یا قطعه‌ای کوچک از بافت گیاهی آغاز کرد.

ابتدا یاخته یا بافت را در محیط کشت قرار می‌دهند؛ محیطی که مواد لازم برای رشد و نمو را دارد. در شرایط مناسب، یاخته‌ها با تقسیم رشتمان زیاد می‌شوند و توده‌ای از یاخته‌های هم‌شکل می‌سازند. نام این توده کال است.

کال هنوز یک گیاه کامل نیست؛ اما می‌تواند تمایز پیدا کند، یعنی ساختارهایی مانند ریشه و ساقه در آن شکل بگیرند و گیاهانی پدید آیند که از نظر ژنی یکسان‌اند.

تمام مراحل باید در محیط سترون، یعنی عاری از میکروب‌ها، انجام شود تا آلودگی در محیط کشت رشد نکند. پس مسیر کلی را این‌طور به خاطر بسپار: یاخته یا بافت ← تشکیل کال ← تمایز و تشکیل گیاه.

ساختار گل و دو معیار دسته‌بندی

اگر گلی پرچم و مادگی داشته باشد، حتماً کامل است؟ برای پاسخ، باید دو معیار جدا را بشناسی.

اجزای گل روی نهنج قرار می‌گیرند. چهار حلقهٔ گل، از بیرون به درون، عبارت‌اند از: کاسبرگ‌ها، گلبرگ‌ها، پرچم‌ها و مادگی. هر پرچم از میله و بساک ساخته شده است. مادگی از یک یا چند برچه تشکیل می‌شود و بخش‌های آن کلاله، خامه و تخمدان هستند؛ تخمک‌ها درون تخمدان قرار دارند.

حالا دو پرسش مستقل بپرس:

• آیا هر چهار حلقه وجود دارند؟ اگر بله، گل «کامل» است؛ اگر حتی یک حلقه نباشد، «ناکامل» است.
• آیا هم پرچم و هم مادگی وجود دارند؟ اگر بله، گل «دوجنسی» است؛ اگر فقط یکی از این دو را داشته باشد، «تک‌جنسی» است.

مثلاً هنگام بررسی یک گل، اگر گلبرگ نبینی ولی کاسبرگ، پرچم و مادگی وجود داشته باشند، گل ناکامل و دوجنسی است. پس دوجنسی‌بودن، به‌تنهایی کامل‌بودن را ثابت نمی‌کند!

آماده‌شدن یاخته‌ها برای لقاح

دانهٔ گرده همان یاختهٔ جنسی نر نیست! برای روشن‌شدن تفاوت، دو مسیر موازی را دنبال کنیم.

در بساک: کیسه‌های گرده یاخته‌های دولاد دارند. هر یک از این یاخته‌ها با کاستمان، چهار یاختهٔ تک‌لاد می‌سازد که گرده‌های نارس‌اند. هر گردهٔ نارس با رشتمان و تغییر دیواره، به دانهٔ گردهٔ رسیده تبدیل می‌شود. این دانه دو دیوارهٔ داخلی و خارجی و دو یاخته دارد: رویشی و زایشی. پس دانهٔ گردهٔ رسیده را با یک یاختهٔ جنسی اشتباه نگیر؛ یاختهٔ زایشی بعداً یاخته‌های جنسی نر را می‌سازد.

در تخمک: تخمک درون تخمدان قرار دارد و پوششی دولایه، بافت دولادِ خورش را در بر می‌گیرد. یکی از یاخته‌های خورش بزرگ می‌شود و با کاستمان، چهار یاختهٔ تک‌لاد می‌سازد؛ اما فقط یکی باقی می‌ماند. یاختهٔ باقی‌مانده با تقسیم‌های رشتمان، کیسهٔ رویانی را پدید می‌آورد. تخم‌زا و یاختهٔ دوهسته‌ای، دو یاختهٔ این کیسه‌اند که در لقاح شرکت می‌کنند.

نکتهٔ مقایسه‌ای: در هر دو مسیر، ابتدا کاستمان و سپس رشتمان داریم؛ اما در مسیر تشکیل کیسهٔ رویانی، سه یاختهٔ حاصل از کاستمان از بین می‌روند.

از سفر گرده تا دو لقاح

فرض کن زنبوری از یک گل به گل دیگر می‌رود؛ گرده‌های چسبیده به بدنش ممکن است به کلاله برسند. انتقال گرده از بساک به کلاله، گرده‌افشانی است، نه لقاح. باد و آب هم می‌توانند گرده را جابه‌جا کنند. رنگ، بو و شهدِ گل‌ها جانوران را جذب می‌کنند؛ اما گل‌های وابسته به باد معمولاً کوچک و فراوان‌اند و رنگ درخشان، بوی قوی و شهد ندارند.

اگر کلاله گرده را بپذیرد، یاختهٔ رویشی رشد می‌کند و لولهٔ گرده را می‌سازد. این لوله در کلاله و خامه پیش می‌رود. یاختهٔ زایشی درون لوله تقسیم می‌شود و دو زامه می‌سازد؛ لوله آنها را به کیسهٔ رویانی می‌رساند.

حالا دو آمیزش رخ می‌دهد:

• یک زامه با تخم‌زا ترکیب می‌شود و تخم اصلی را می‌سازد؛ منشأ رویان آینده.
• زامهٔ دیگر با یاختهٔ دوهسته‌ای ترکیب می‌شود و تخم ضمیمه را می‌سازد؛ منشأ درون‌دانه، بافت ذخیره‌کنندهٔ غذای رویان.

پس «لقاح مضاعف» یعنی دو لقاح با دو سرنوشت متفاوت، نه تشکیل دو رویان.

از تخم تا دانه‌رُست

اگر لوبیا را روی پنبهٔ مرطوب بگذاری، گیاه کوچک از کجای آن بیرون می‌آید؟ از رویان؛ گیاهی که رشدش مدتی متوقف شده بود!

تخم اصلی با تقسیم‌های رشتمان رشد می‌کند. نخست دو یاختهٔ نابرابر ایجاد می‌شوند: یاختهٔ بزرگ در ایجاد ارتباط رویان با گیاه مادر نقش دارد و یاختهٔ کوچک منشأ رویان می‌شود. رویان شامل لپه‌ها، ساقهٔ رویانی و ریشهٔ رویانی است. پوشش تخمک نیز به پوستهٔ دانه تبدیل می‌شود؛ پس دانه، پوسته، رویان و ذخیرهٔ غذایی دارد.

محل ذخیرهٔ غذا یکسان نیست: در ذرت، درون‌دانه باقی می‌ماند و لپه غذا را به رویان می‌رساند؛ در لوبیا، مواد غذایی درون‌دانه جذب لپه‌ها و در آنها ذخیره می‌شوند.

برای شروع دوبارهٔ رشد، آب، اکسیژن و دمای مناسب لازم است. جذب آب دانه را متورم می‌کند و پوسته شکاف می‌خورد؛ اکسیژن کافی به رویان می‌رسد و رویان با مصرف ذخیرهٔ غذایی رشد می‌کند. گیاه کوچکِ خارج‌شده از دانه، دانه‌رُست نام دارد.

معیار نام‌گذاری رویش، جای لپه‌ها است، نه ریشه: در رویش زیرزمینی مانند ذرت، لپه در خاک می‌ماند؛ در رویش روزمینی مانند لوبیا، لپه‌ها همراه ساقه از خاک بیرون می‌آیند.

میوه، پراکنش و عمر گیاه

وقتی هلو یا سیب می‌خوری، بخش خوراکی آن‌ها منشأ یکسانی ندارد! میوهٔ حقیقی مانند هلو از رشد تخمدان ساخته می‌شود؛ اما میوهٔ کاذب مانند سیب، حاصل رشد بخش دیگری مانند نهنج است. تخمک هم پس از رشد و نمو به دانه تبدیل می‌شود؛ آن را با تخمدان اشتباه نگیر.

میوه فقط پوشش محافظ نیست؛ به پراکنش دانه‌ها هم کمک می‌کند. میوه‌های چسبنده با پیکر جانوران جابه‌جا می‌شوند و باد و آب نیز میوه‌ها و دانه‌ها را منتقل می‌کنند. جانوران با خوردن میوه‌های رسیده می‌توانند دانه‌ها را جابه‌جا کنند؛ پوستهٔ بعضی دانه‌ها در دستگاه گوارش سالم می‌ماند.

«بدون دانه» هم همیشه یک معنا ندارد: در پرتقالِ بدون دانه، لقاح انجام نمی‌شود؛ در موزِ توصیف‌شده در کتاب، لقاح رخ می‌دهد، اما رویان کامل نمی‌شود و دانه‌ها ریز و نارس می‌مانند.

طول عمر گیاهان نیز متفاوت است:

• یک‌ساله، مثل خیار: رشد، تولیدمثل و پایان زندگی در یک سال یا کمتر.
• دوساله، مثل شلغم: سال نخست رشد رویشی و ذخیره‌سازی؛ سال دوم گل‌دهی و تولید دانه، همراه با رشد رویشی.
• چندساله، مثل درخت‌ها و زنبق: ادامهٔ رشد طی چند سال؛ پس چندساله بودن لزوماً به معنای درخت بودن نیست.