دنیای گیاهان؛ از خاک تا برگ؛ گیاهان آونددار و بدون آوند؛ علوم تجربی نهم

آیا انسان می‌تواند بدون گیاهان زندگی کند؟ بسیاری از جانداران دیگر نیز بدون گیاهان دوام نمی‌آورند. انسان حتی قبل از شناخت دقیق گیاهان از آن‌ها استفاده می‌کرد، اما شناخت ویژگی‌های گیاهان به او کمک کرد تا بتواند از آن‌ها استفاده‌های بیشتری برد. در این فصل ضمن آشنایی با گروه‌ها و ویژگی‌های کلی گیاهان، فرصت می‌یابید تا گیاهان محل زندگی خود را بشناسید.

بیشتر گیاهان آوند دارند

سلول‌های گیاه نیز مانند هر سلول دیگری برای زنده ماندن به مواد مغذی نیاز دارند. آب و مواد معدنی در خاک وجود دارند. مولکول‌های کربوهیدرات فقط در اندام‌های سبز گیاه، به خصوص برگ ساخته می‌شوند؛ بنابراین با این پرسش مواجه می‌شویم که چگونه آب و مواد معدنی از ریشه به برگ منتقل می‌شوند و کربوهیدرات‌های ساخته شده از برگ به ریشه می‌روند.

انتقال آب و مواد مغذی در بسیاری از گیاهان، از راه بافتی به نام بافت آوندی انجام می‌شود. این بافت اجزای لوله مانندی به نام آوند دارد. بافت آوندی که دارای آوندهای چوبی و آبکشی است، در سراسر پیکر گیاه وجود دارد.

آوندهای چوبی، آب و مواد معدنی را از ریشه به اندام‌های دیگر می‌برند؛ در حالی که آوندهای آبکشی مواد ساخته شده در اندام‌های فتوسنتز کننده را به سراسر گیاه می‌برند. آوندها در برگ‌ها به خوبی مشخص‌اند (شکل ۱).

شکل ۱- رگبرگ، دسته‌ای از آوندهای چوبی و آبکشی است.

از خاک تا برگ

چرا با مشاهده برگ‌های پژمرده گیاه، به آن آب می‌دهیم؟ آب چگونه از خاک به برگ‌ها می‌رود و سبب شادابی آن‌ها می‌شود؟ ریشه، آب و مواد معدنی موردنیاز گیاه را جذب می‌کند. آیا می‌دانید چه قسمتی از ریشه این کار را انجام می‌دهد؟ به شکل ۲-الف نگاه کنید. رشته‌های ظریفی که روی ریشه قرار دارند، تارکِشنده نامیده می‌شوند. هر تار کشنده در واقع یک سلول بسیار طویل است (شکل ۲- ب). دیواره تار کشنده نازک است؛ بنابراین آب و مواد معدنی محلول در آن می‌توانند از دیواره تار کشنده عبور کنند و وارد ریشه شوند.

شکل ۲- الف) تار کشنده، ب) سلول تارکشنده

آب و مواد معدنی بعد از ورود به تار کشنده در عرض ریشه حرکت می‌کنند و وارد آوندهای چوبی می‌شوند (شکل ۳)؛ بنابراین حجمی از آب و مواد معدنی در آوندهای چوبی جریان می‌یابد که به آن شیر خام می‌گویند.

شکل ۳- شیره خام از ریشه تا بالاترین قسمت‌های گیاه جریان دارد و آب و مواد معدنی مورد نیاز سلول‌های گیاه را تأمین می‌کند.

آب از خاک جذب می‌شود

گیاه همه آبی را که جذب کرده است، مصرف نمی‌کند، بلکه بخش زیادی از آن به صورت بخار از روزنه‌های برگ خارج می‌شود. خارج شدن بخار آب از برگ، نیروی مکشی در گیاه ایجاد می‌کند. این نیرو بر حرکت رو به بالای آب در گیاه نقش دارد.

به شکل ۴ نگاه کنید! کدام سلول‌ها فتوسنتز انجام می‌دهند؟ چرا؟ می‌دانید گیاهان با استفاده از کربوهیدراتی که می‌سازند و مواد مغذی‌ای که از خاک می‌گیرند، مواد مورد نیاز برای رشد و نمو خود را تأمین می‌کنند، مثلاً می‌توانند پروتئین و چربی بسازند.

موادی که در برگ‌ها ساخته می‌شوند، همراه با آب وارد آوندهای آبکشی می‌شوند. این مایع را شیره پرورده می‌نامند. سلول‌هایی که فتوسنتز نمی‌کنند، مواد مغذی مورد نیاز خود را از این شیره تأمین می‌کنند. شیره پرورده مقدار زیادی کربوهیدرات دارد.

شکل ۴- ساختار برگ

 گیاهانی که آوند دارند

سرخس‌ها: استان‌های شمالی ایران از جاهایی است که در آن سرخس به طور خودرو رشد می‌کند. سرخس‌ها اولین گروه از گیاهان آونددار و دارای ساقه زیرزمینی‌اند. از این ساقه‌ها برگ‌هایی با دمبرگ طویل ایجاد می‌شود که ظاهری شبیه شاخه دارند(شکل ۵). گاهی، پشت برگ‌های سرخس برآمدگی‌هایی به رنگ نارنجی یا قهوه‌ای دیده می‌شود. هر یک از این برآمدگی‌ها مجموعه‌ای از تعدادی هاگدان است که در آن‌ها هاگ تشکیل می‌شود. هاگ‌ها با قرار گرفتن در جای مرطوب، رشد و سرخس جدیدی ایجاد می‌کنند. همان طور که می دانید سرخس‌ها دانه تولید نمی‌کنند. آیا در استان شما سرخس به طور خودرو رشد می‌کند؟

شکل ۵ – الف) سرخس، ساقه زیر زمینی دارد. ب) مجموعه هاگدان‌ها در پشت برگ سرخس

بازدانگان: شاید کاج و سرو را از نزدیک دیده باشید. چه ویژگی‌هایی از این درختان می‌شناسید؟ کاج و سرو چه تفاوت اساسی با سرخس دارند؟

بازدانگان گل ندارند؛ اما دانه تولید می‌کنند. آیا می‌دانید تخمک و گرده در چه بخش‌هایی از این گیاهان تشکیل می‌شوند؟

کاج و سرو دارای مخروط‌های نر و ماده‌اند (شکل ۶). هر مخروط از تعدادی پولک ساخته شده است. دانه‌های این گیاهان درون میوه تشکیل نمی‌شوند؛ بلکه روی پولک¬های مخروط‌های ماده ایجاد می‌شوند.

درخت کاج مخروط ماده

دانه کاج مخروط نر

شکل ۶ – کاج از بازدانگان است.

فعالیت

دریک فعالیت گروهی، گزارشی درباره موارد زیر تهیه کنید و به صورت تصویری در کلاس ارائه دهید.

الف) مقایسه مخروط نر و ماده در گیاه کاج

ب) مقایسه کاج و سرو

نهان دانگان: بسیاری از گیاهانی که امروزه روی زمین وجود دارند، از گیاهان گل دارند. با ساختار گل و نقش آن در تولید مثل جنسی گیاهان گل‌دار آشنایید. گیاهان گل‌دار بسیار گوناگون‌اند و در آب و هواهای متفاوتی رشد می‌کنند. دانه‌های گیاهان گل‌دار در میوه محصور شده‌اند و به همین علت به آن‌ها نهان دانه نیز می‌گویند. آیا می‌دانید نهاندانگان را بر چه اساسی گروه بندی می‌کنند؟

گیاهانی که آوند ندارند

خزه‌ها قدیمی‌ترین گیاهان روی زمین‌اند. این گیاهان ارتفاع زیادی ندارند و پوشش مخمل مانندی روی زمین ایجاد می‌کنند (شکل ۷- الف).

آزمایش کنید

مشاهده سلول‌های خزه وسایل و مواد لازم: تیغه، تیغک، میکروسکوپ نوری، آب، بخش‌های برگی شکل و ساقه مانند خزه.

برای مشاهده میکروسکوپی بخش‌های برگی شکل و ساقه مانند خزه، نمونه میکروسکوپی تهیه کنید. آیا بخش‌های برگی شکل و ساقه مانند، سلول‌های متفاوتی دارند؟ آیا آوند در آن‌ها می‌بینید؟

دیدید که بخش‌های برگی شکل و ساقه مانند خزه از سلول‌های مشابهی تشکیل شده‌اند؛ بنابراین گفته می‌شود که خزه، ساقه و برگ حقیقی ندارد. خزه‌ها ریشه هم ندارند و به جای آن، اجزایی به نام ریشه سا دارند که از یک یا چند سلول ساخته شده‌اند. خزه‌ها مانند سرخس‌ها به جای دانه با هاگ تکثیر می‌شوند. هاگ‌ها در هاگدان موجود در رأس خزه تشکیل می‌شوند. هاگ وقتی در جای مرطوب قرار می‌گیرد، رشد می‌کند و از آن خزه جدیدی می‌روید.

شکل ۷– الف) نوعی خزه

هاگدان

میله

بخش ساقه مانند همراه با بخش‌های برگ مانند

ریشه سا

ب) بخش‌های متفاوت خزه

فکر کنید

ارتفاع خزه‌ها چند سانتی‌متر بیشتر نمی‌شود. به نظر شما چرا اندازه خزه‌ها کوچک است و در جاهایی رشد می‌کنند که حتماً رطوبت وجود دارد؟

فعالیت

خزه، سرخس، سرو، ذرت و نخود را بر اساس صفت‌های زیر و با استفاده از کلید دوراهی گروه‌بندی کنید. داشتن: دانه، گل، آوند، دانه تک لپه‌ای، دانه دولپه‌ای

این گروه‌بندی را به چند شکل می‌توانید انجام دهید؟

گیاهان در زندگی ما

اگر بخواهید از نقشی که گیاهان در زندگی ما دارند، سخن بگویید، کافی است همین کتابی را که در دست دارید، مثال بزنید. کاغذ کتابی که در دستان شماست، از گیاهان به دست آمده است (شکل ۸). گیاهان می‌توانند منبع تولید ثروت باشند؛ زیرا علاوه بر استفاده‌های رایج، به عنوان ماده اولیه بعضی از داروها در پزشکی و داروسازی نیز به کار می‌روند (شکل ۹). مثلاً نوعی دارو که برای بیماران قلبی به کار می‌رود، از گیاهی به نام گل انگشتانه به دست می‌آید. از نوعی باقلا ماده‌ای به دست می‌آورند که با استفاده از آن، گروه خونی را شناسایی می‌کنند. شما چه نمونه‌هایی از کاربرد گیاهان در زندگی انسان می‌شناسید؟

شکل ۸- گیاهانی که کاغذ می‌شوند.

شکل ۹ – گیاهی با کاربرد دارویی

مهم‌ترین نقش گیاهان در زندگی ما و جانوران خشکی‌زی، مربوط به فتوسنتز است. فتوسنتز علاوه بر تأمین غذای جانداران، در تولید اکسیژن و مصرف کربن دی اکسید نقش دارد. دانستید که مقدار کربن دی اکسید در کره زمین افزایش یافته است. آیا با توجه به اینکه گیاهان این ماده را مصرف می‌کنند، افزایش پوشش گیاهی به تنهایی می‌تواند مشکل افزایش کربن دی اکسید و گرم شدن زمین را برطرف کند؟

فعالیت

در فعالیتی گروهی درباره نمونه‌هایی از گیاهانی که در محل زندگی شما وجود دارند، گزارش تصویری همراه با متن کوتاه تهیه و ارائه کنید. در تهیه گزارش به این موارد توجه کنید: نوع و نام محلی گیاه، ویژگی‌های ظاهری، شرایطی که گیاه در آن رشد می‌کند، نقشی که در زندگی مردم محلی دارد و نیز باورهای مردم درباره آنها.