سیستم‌های بافتی گیاهی: راهنمای جامع ساختار، عملکرد و انواع بافت‌ها

همانند سایر موجودات زنده، سلول‌های گیاهی در کنار یکدیگر بافت‌ها را تشکیل می‌دهند. این بافت‌ها می‌توانند ساده، یعنی متشکل از یک نوع سلول، یا پیچیده، یعنی متشکل از چندین نوع سلول باشند. اما فراتر از بافت‌ها، گیاهان سطحی بالاتر از سازماندهی ساختاری به نام دستگاه بافت گیاهی نیز دارند. سه نوع اصلی دستگاه بافت گیاهی وجود دارد: دستگاه بافت پوششی (Dermal)، دستگاه بافت آوندی (Vascular) و دستگاه بافت زمینه‌ای (Ground). این سه سیستم بافتی، نقش‌های حیاتی در حفاظت، انتقال مواد و انجام فرایندهای متابولیکی در گیاهان ایفا می‌کنند.

بافت پوششی گیاهی (Dermal Tissue)

دستگاه بافت پوششی گیاهان، مسئول حفاظت از گیاه در برابر عوامل خارجی است. این بافت شامل دو بخش اصلی اپیدرم (Epidermis) و پریدرم (Periderm) می‌شود.

اپیدرم، لایه‌ای منفرد از سلول‌های به هم فشرده است که سطح بیرونی گیاه را می‌پوشاند و مانند "پوست" گیاه عمل می‌کند. این لایه با توجه به اندامی که روی آن قرار دارد، می‌تواند تخصص‌یافته باشد. به عنوان مثال، اپیدرم برگ‌ها ماده‌ای به نام کوتیکول ترشح می‌کند که به حفظ آب در گیاه کمک می‌کند. همچنین، اپیدرم برگ‌ها و ساقه‌ها دارای روزنه‌هایی به نام روزنه (Stomata) است. سلول‌های نگهبان موجود در اپیدرم با کنترل اندازه روزنه‌ها، تبادل گاز بین گیاه و محیط را تنظیم می‌کنند.

پریدرم، که با نام پوست نیز شناخته می‌شود، در گیاهانی که رشد ثانویه دارند جایگزین اپیدرم می‌شود. بر خلاف اپیدرم که تک‌لایه است، پریدرم چندلایه است. این بافت از سلول‌های چوب‌پنبه‌ای (فِلِم)، فِلودرم و فِلوژن (کامبیوم چوب‌پنبه‌ای) تشکیل شده است. سلول‌های چوب‌پنبه‌ای سلول‌های مرده‌ای هستند که سطح بیرونی ساقه‌ها و ریشه‌ها را می‌پوشانند و از گیاه محافظت و عایق‌بندی می‌کنند. پریدرم از گیاه در برابر عوامل بیماری‌زا و آسیب محافظت کرده، از هدر رفتن بیش از حد آب جلوگیری می‌کند و گیاه را عایق‌بندی می‌نماید.

بافت آوندی گیاهی (Vascular Tissue)

دستگاه بافت آوندی در سراسر گیاه، مسئول انتقال آب، مواد معدنی و مواد غذایی است. این دستگاه از دو نوع بافت اصلی، آوند چوبی (Xylem) و آوند آبکش (Phloem) تشکیل شده است.

آوند چوبی از دو نوع سلول به نام‌های تراکئیدها و عناصر آوندی تشکیل شده است. این سلول‌ها ساختارهای لوله‌مانندی را تشکیل می‌دهند که مسیرهایی را برای انتقال آب و مواد معدنی از ریشه به برگ‌ها فراهم می‌کنند. در حالی که تراکئیدها در همه گیاهان آوندی یافت می‌شوند، عناصر آوندی فقط در گیاهان گلدار (آنژیوسپرم‌ها) وجود دارند.

آوند آبکش بیشتر از سلول‌هایی به نام سلول‌های لوله‌غربالی و سلول‌های همراه تشکیل شده است. این سلول‌ها به انتقال قند و مواد مغذی تولید شده در طول فتوسنتز از برگ‌ها به سایر قسمت‌های گیاه کمک می‌کنند. در حالی که سلول‌های تراکئید مرده هستند، سلول‌های لوله‌غربالی و سلول‌های همراه آوند آبکش زنده هستند. سلول‌های همراه دارای هسته هستند و به طور فعال قند را به داخل و خارج از لوله‌های غربالی منتقل می‌کنند.

بافت زمینه‌ای گیاهی (Ground Tissue)

بافت زمینه‌ای نقش مهمی در سنتز ترکیبات آلی، پشتیبانی ساختاری و ذخیره مواد غذایی در گیاهان ایفا می‌کند. این بافت عمدتاً از سلول‌های پارِانشیم (Parenchyma) تشکیل شده است، اما سلول‌های کلِانشیم (Collenchyma) و اِسکلِرانشیم (Sclerenchyma) نیز در آن یافت می‌شوند.

سلول‌های پارِانشیم مسئول سنتز و ذخیره محصولات آلی در گیاه هستند. بیشتر فعالیت‌های متابولیکی گیاه در این سلول‌ها انجام می‌شود. برای مثال، سلول‌های پارِانشیم موجود در برگ‌ها، فرایند فتوسنتز را کنترل می‌کنند.

سلول‌های کلِانشیم نقش حمایتی در گیاهان، به‌ویژه در گیاهان جوان، دارند. این سلول‌ها با نداشتن دیواره سلولی ثانویه و عدم وجود ماده سخت‌کننده در دیواره سلولی اولیه خود، به پشتیبانی از گیاهان کمک می‌کنند و در عین حال مانع رشد آن‌ها نمی‌شوند.

سلول‌های اِسکلِرانشیم نیز نقش حمایتی در گیاهان دارند، اما بر خلاف سلول‌های کلِانشیم، دارای یک ماده سخت‌کننده هستند و بسیار صلب‌تر می‌باشند. این ویژگی، استحکام بیشتری را برای بافت فراهم می‌کند.

دستگاه بافت گیاهی: رشد گیاهان

نواحی درون گیاه که قادر به رشد از طریق تقسیم میتوز هستند، مریستم (Meristem) نامیده می‌شوند. گیاهان دو نوع رشد را تجربه می‌کنند: رشد اولیه و/یا رشد ثانویه.

در رشد اولیه، ساقه‌ها و ریشه‌های گیاه از طریق بزرگ شدن سلول‌ها удлиняются، نه تولید سلول‌های جدید. رشد اولیه در نواحی به نام مریستم‌های انتهایی رخ می‌دهد. این نوع رشد به گیاهان اجازه می‌دهد تا طول خود را افزایش دهند و ریشه‌ها را عمیق‌تر در خاک گسترش دهند. همه گیاهان رشد اولیه را تجربه می‌کنند.

گیاهانی که رشد ثانویه را تجربه می‌کنند، مانند درختان، دارای مریستم‌های جانبی هستند که سلول‌های جدید تولید می‌کنند. این سلول‌های جدید، ضخامت ساقه‌ها و ریشه‌ها را افزایش می‌دهند. مریستم‌های جانبی از کامبیوم آوندی و کامبیوم چوب‌پنبه تشکیل شده‌اند. کامبیوم آوندی مسئول تولید سلول‌های آوند چوبی و آبکش است. کامبیوم چوب‌پنبه در گیاهان بالغ تشکیل می‌شود و پوست (چوب‌پنبه) تولید می‌کند.