جزوه گياه شناسي

واحد ميانه
ويژه دانشجويان زراعت و اصلاح نباتات
تهيه و تنظيم : سليمان جمشيدي
مهر ماه 1380
مورفولوژي اندام هاي گياهي Plant morphology
مطالعه شكل و ساختار يك موجود زنده يا قسمت هاي مختلف آن با تأكيدي ويژه بر اشكال خارجي آن را مورفولوژي يا ريخت شناسي گويند. مورفولوژي اساس رده بندي گياهي است.
گياهان دانه دار (Spermatophytes) بطور كلي داراي اندام هاي رويشي شامل ريشه، ساقه، برگ و اندام هاي زايشي شامل گل و ساير اجزاي وابسته، ميوه و دانه مي‌باشند.
مورفولوژي ريشه
اولين عضوي كه از دانه ميرويد، ريشه‌چه (Radicle) است كه از طويل ‌شدن آن محور زير لپه (Hypocotyl) بوجود مي‌آيد. ريشه‌چه منشاء ريشه اوليه (Primary root) است كه بزودي منشعب شده و ريشه‌هاي ثانويه (Secondary roots) را بوجود مي‌آورد. در دو لپه‌ها ريشه از نوع ريشه راست ( Tap root) است و ريشه‌هاي اوليه بزرگتر از ريشه‌هاي ثانوي بوده و ريشه اصلي ناميده مي‌شوند. ريشه‌هاي ثانوي كوچك در اين گياهان را ريشك يا ريشه فرعي (Rootlet) مي‌نامند. در برخي از دولپه‌ها و تقريباً همه تك‌لپه‌ها از نظر اندازه تفاوتي بين ريشه اوليه و ثانويه ديده نمي‌شود. اين ريشه‌ها را ريشه افشان (Fibrous root) مي‌نامند. ريشه‌هايي كه از رشد ريشه چه بوجود نمي‌آيند و منشاء آنها ساير اندام هاي گياه مثل ساقه و برگ و حتي گل مي‌باشد را ريشه‌هاي جانبي يا نابجا (Adventitious roots) مي‌نامند. براي مثال مي‌توان به ريشه‌هاي تكيه‌گاهي (Prop roots) در ذرت اشاره كرد كه معمولاً از محل پايين ترين گره ساقه منشاء ميگيرند.
ريشه‌هاي تخصص يافته
بسياري از گياهان ريشه راست، افشان و يا تلفيقي از اين دو نوع را توليد مي‌كنند. با اينحال، ريشه برخي گياهان تغييراتي مي‌يابند كه آنها را قادر ميسازد، علاوه بر جذب آب و مواد معدني، كارهاي ويژه اي نيز انجام دهند.
1 – ريشه‌هاي ذخيره اي (Storage roots)
اغلب ريشه‌ها و ساقه‌ها معمولاً موادي را در خود اندوخته مي‌كنند. اما در برخي گياهان، ريشه‌ها رشد يافته و مقادير زيادي از نشاسته و ساير كربوهيدرات ها را ذخيره مي‌سازند. مثال : سيب زميني شيرين، چغندرقند، هويج، شلغم، كوكب و گياه كاساواCassava . برخي از ريشه‌ها قادرند در خود آب ذخيره كنند. اين ريشه‌ها مخصوص نواحي خشك مي‌باشند. گياه در هنگام مواجهه با خشكي از اين اندوخته استفاده مي‌كند. وزن اين ريشه‌ها ممكن است به بيش از 70 كيلوگرم برسد.
2 – ريشه‌هاي تكثيري (Propagative roots)
بسياري از گياهان در طول ريشه‌هايشان جوانه‌هاي نابجا توليد مي‌كنند كه در نزديكي سطح خاك قرار دارند. اين جوانه‌ها، ساقه‌هاي هوايي بنام پاجوش (Sucker) را ايجاد مي‌كنند كه در قاعده خود داراي ريشه‌هاي كوچك بنام ريشه‌هاي تكثيري مي‌باشند. پاجوش مي‌تواند از گياه اصلي جدا شده و مستقلاً گياه جديدي را بوجود آورد. تعدادي از درختان ميوه مثل آلبالو و گلابي چنين ريشه‌هايي را به فراواني بوجود مي‌آورند.
3 – ريشه‌هاي تنفسي (Pneumatophores) يا Respiratory roots
محتواي اكسيژني آب معمولاً كمتر از 30/1 هواست. بنابراين گياهانيكه ريشه‌هايشان در هنگام رشد در آب قرار دارد، براي انجام عمل عادي تنفس‌شان با اكسيژن كمتري مواجهند. برخي از گياهان مردابي ريشه‌هاي اسفنجي ويژه‌اي توليد مي‌كنند كه پنوماتوفور ناميده مي‌شود كه از سطح آب بيرون آمده و تبادل گاز را در ريشه‌هايي كه در زير قرار دارند، تسهيل مي‌كند. اين ريشه‌ها در گياهان باتلاقي مثل گياه چندل و حرّا ديده مي شود.
4 – ريشه‌هاي هوايي (Aerial root)
انواع مختلفي از ريشه‌هاي هوايي بوسيله گياهان توليد مي‌شود از جمله آنها مي‌توان به ريشه‌هاي ولامن Velamen roots در اركيدها، ريشه‌هاي تكيه‌گاهي در ذرت و ريشه هاي هوايي در درخت انجير معابد و ريشه‌هاي نابجاي بالارونده (Climbing roots) در انواع عشقه و ريشه‌هاي فتوسنتزي (Photosynthetic roots) در برخي اركيده‌ها اشاره نمود. ريشه‌هاي ولامن داراي اپيدرمي با چند لايه سلولند و به نظر مي‌رسد كه ضخامت اپيدرم در آنها در جذب آب باران به گياه كمك مي‌كند. برخي نيز معتقدند كه اين وضعيت از هدررفت آب گياه جلوگيري مي‌كند. در گياه ذرت ريشه‌هاي پروپ باعث ايستايي بيشتر گياه در برابر باد مي‌شود. در انجير معابد اين ريشه‌ها از شاخه‌ها منشاء گرفته و تا سطح خاك ادامه پيدا مي‌كنند و به عنوان ستون براي گياه عمل مي‌كنند. ريشه هاي فتوسنتز كننده نيز كه در برخي اركيده هايي كه از آن وانيل استخراج مي شود، ديده مي شود. در ريشه‌هاي هوايي اين گياهان كلروفيل بوجود آمده و از اينرو آنها را قادر مي‌سازد كه فتوسنتز انجام داده و در جريان توليد غذا سهيم باشند. ريشه هاي بالارونده نيز به صعود گياه در تكيه‌گاه كمك مي‌كنند.
5 – ريشه پايه (نگهدارنده) (Buttress roots)
برخي گياهان حاره اي ريشه‌هاي سترگ، مانند پايه شمع در قاعده تنه ايجاد مي‌كنند كه ايستايي بسياري به گياه مي‌بخشند. اين ريشه‌ها اغلب بخشي از تنه به نظر مي‌رسند.
6 – ريشه‌هاي انگل (Parasitic roots)
تعدادي از گياهان مثل سس، گل جاليز فاقد كلروفيل مي‌باشند و نياز هاي غذايي خود را مجبورند از ساير گياهان تأمين كنند، اين گياهان با توليد برجستگي هاي ريشه مانند به نام مكينه Haustorium كه در ساقه ايجاد مي‌كنند با ميزبان تماس پيدا كرده و با آنها ارتباط غذايي برقرار مي‌سازند.
7 – ريشه كانتركتيل (Contractile roots)
در برخي گياهان علفي دولپه و تك لپه‌ها ريشه‌هايي وجود دارند كه گياه را به سمت عمق خاك فرو مي كشند كه در بسياري از پيازهاي تيره سوسنيان ديده مي شود.
مورفولوژي ساقه
ساقه بطور طبيعي از ساقه‌چه (Plumule) و محور بالاي لپه (Epicotyl) و در گياهان چند ساله از رشد جوانه انتهايي ساقه سال قبل منشاء ميگيرد. بعضاً ممكن است ساقه از ريشه‌ها منشاء گيرد، كه در اين حالت ساقه را نابجا (ريشه‌جوش) گويند. شكل ساقه بسيار متنوع است و ممكن است در خاك، هوا و آب توسعه يابد. ساقه ممكن است در بردارنده برگ، گل و ميوه باشد. علاوه بر اين، ساقه ممكن است داراي گره (Node) و جوانه انتهايي و جانبي و حتي ريشه‌هاي نابجا باشد.
ساقه‌هاي هوايي ساقه‌هايي هستند كه بحالت قائم در هوا قرار مي‌گيرند و طول آنها از چند سانتيمتر تا چند متر متفاوت است و شامل انواع ساقه‌هاي راست (مثل خرما، بلوط و نارون) و پيچنده (مثل نيلوفر)، ساقه‌هاي ماشوره اي (مثل گندم و جو) و بالارونده (مثل مو) مي‌باشند. ساقه‌هاي آبي داراي بافت نرم تري نسبت به ساير ساقه‌ها بوده و سلولهاي پارانشيمي در آنها فضاي بين سلولي فراواني دارد (مثل تيركمان آبي و نيلوفر آبي).
ساقه‌هاي تخصص يافته
1 – ريزوم يا ساقه زير زميني Rhizomes
ريزوم ها ساقه‌هايي با رشد افقي در زير خاك و اغلب در نزديكي سطح خاك مي‌باشند كه از لحاظ ظاهري شبيه ريشه اند ولي با كمي دقت مي‌توان دريافت كه داراي برگهاي فلس مانند و جوانه‌هاي جانبي (Auxiliary buds) در هر گره و نيز جوانه انتهايي مي‌باشند. ريشه‌هاي نابجا در تمام طول ريزوم و عمدتاً در سطح تحتاني آن بوجود مي‌آيد. ريزوم ممكن است ضخيم و گوشتي و داراي مواد ذخيره اي (مانند ريزوم زنبق) و يا كاملاً باريك (مثل ريزوم برخي سرخس ها و بسياري از گراس هاي دائمي) باشد. در برخي از گياهان ريزوم به طرز عمودي قرار دارد مثل بابا آدم.
2 – ساقه رونده يا استولون Runners or Stolons
استولون ها ساقه‌هايي خزنده و كم و بيش افقي و روزميني مي‌باشند كه معمولاً نزديك خاك رشد مي‌كنند و داراي ميانگره‌هاي طويل مي‌باشند. در توت فرنگي، استولون ها معمولاً پس از اولين گلدهي بوجود مي‌آيند. چندين استولون ممكن است از گياه مادر بوجود آمده و در سطح خاك بطرف اطراف توسعه يابد. در عرض چند هفته طول آنها ممكن است به بيش از 1 متر برسد. جوانه‌هاي نابجا (اتفاقي) در گره‌هاي ثانوي در طول استولون ها بوجود مي‌آيند و گياهان جديد توت فرنگي بوجود مي‌آيند كه مي‌توان آنها را جدا كرده و بطور مستقل پرورش داد.
3 – غده Tubers
نوعي ساقه زيرزميني است كه در بخش زير جوانه انتهايي و گره‌هاي انتهايي آن مواد غذايي ذخيره مي‌شود كه داراي جوانه انتهايي و نيز جوانه‌هاي جانبي يا چشم (Eyes) كه روي غده‌ها قرار دارند، فلس ها بر خلاف فلس هاي ريزوم ناپايدارند و فقط در غده‌هاي بسيار جوان ديده مي‌شوند. مثل غده‌هاي سيب زميني.
4 – سوخ يا ساقه پياز Bulbs
پياز در واقع يك جوانه بزرگ با ساقه اي كوچك در انتهاي تحتاني است كه توسط برگهاي گوشتي فراوان احاطه شده است. ريشه‌هاي نابجا از زير ساقه رشد مي‌كنند. اما برگ هاي گوشتي در ذخيره مواد غذايي عمل مي‌كنند. مثل پياز خوراكي، پيازهاي زينتي در سوسني ها و سنبل و لاله‌ها.
5 – كورم يا بُنه Corms
كورم ها از نظر ظاهري شبيه پيازها مي‌باشند ولي بخش اعظم آنها را ساقه تشكيل ميدهد و برگهاي فلس مانند كاغذي بيرون آن را فرا مي‌گيرد. ريشه‌هاي نابجا در قاعده آنها رشد مي‌كند. كورم ها نيز مثل پيازها در ذخيره سازي مواد نقش دارند. مثل گلايول و زعفران.
6 – تريلر Trailers
اين ساقه نوعي ساقه رونده است كه از انشعابات ساقه اصلي از ارتفاع چند سانتيمتري سطح زمين منشاء گرفته و پس از رشد و توسعه روي زمين به صورت خزنده در مي‌آيند. اما با اينكه فرم رشد مثل ساقه رونده است ولي ساقه در محل گره‌ها ريشه زائي ندارد. مثل خربزه و بسياري از گياهان خانواده كدوئيان Cucurbitaceae
7 – پاجوش Offset
ساقه‌هايي هستند كه از گره‌هاي سطح خاك و اولين گره‌هاي داخل خاك بطرز عمودي رشد مي‌كند كه مي‌تواند از گياه مادري جدا و گياه جديدي را بوجود آورد. ممكن است پاجوش از ريزوم ها و يا از ريشه‌ها منشاء گيرد كه در اين صورت “ مكنده” Sucker ناميده مي‌شود.
8 – كلادوفيل Cladophyll
در برخي گياهان مثل گياه s broom Butcherساقه‌ها پهن شده و بسيار شبيه برگ مي‌باشد. به اين برگ ها كلادود Cladode نيز مي گويند.
9 – ساير ساقه‌هاي تخصص يافته
در بسياري از كاكتوس ها و در برخي فرفيون ها، ساقه‌ها ستبر و گوشتي هستند. ساير ساقه‌ها ممكن است به شكل خار Spines تغيير شكل ‌يابند. ولي همه خارها ساقه‌هاي تغيير شكل يافته نيستند. گياهان بالارونده داراي ساقه‌هايي هستند كه به لحاظ آداب رشدي شان، تغيييرشكل يافته اند.
مورفولوژي برگ
برگ ها از گره‌هاي ساقه و يا مريستم انتهايي ايجاد و توسعه مي‌يابد. ممكن است گياهي بدون برگ باشد (Aphyllous يا Efoliate). طرح اوليه برگ يا برگ آغازين پريموردياPrimordia ناميده مي‌شود. برگ توسط بخشي پهن و ضخيم كه در انتهاي دمبرگ قرار دارد و بالشتك (Pulvinus) ناميده مي‌شود به ساقه متصل مي‌شود. در برخي گياهان مثل گياهان خانواده گندميان، قاعده برگ رشد كرده و به شكل غلاف يا نيام (Sheath) در مي‌آيد. دمبرگ (Petiole) بين پهنك (Blade يا Lamina) و بالشتك است كه گاه پايك (Stalk) نيز ناميده مي‌شود. در برگ هاي
مركب (كه پهنك در آنها چند يا چندين برگچه (Leaflets يا Foliole) داشته باشد) ممكن است دمبرگهاي ثانوي يا دمبرگچه (Petiolule) نيز ديده شود. برگ در برخي از گياهان بطور كلي فاقد دمبرگ مي‌باشد (Epetiolate يا Sessile) ناميده مي‌شوند. حالت بدون دمبرگچه (Epetiolulete) نيز در برگ شبدر به خوبي قابل مشاهده مي‌باشد. پهنك برگ معمولاً صفحه اي پهن را شامل مي‌شود كه اشكال بسيار متنوعي دارد. حالت بدون پهنك (Bladeless) زماني است كه پهنك تنها به رگبرگ مياني كاهش يافته يا اصلاً اثري از پهنك نباشد. گاه پهنك خيلي تحليل رفته و شيبه دمبرگ پهن مي‌باشد (Phyllode). گوشواره (Stipule) يك جفت زايده در پاي دمبرگ مي‌باشد. گوشوارك (Stipel) نيز يك جفت زائده است كه در قاعده دمبرگچه‌ها قرار دارد. پهنك معمولاً داراي رگه‌هايي است كه رگبرگ (Veins يا Nerves) ناميده مي‌شود كه به طرق مختلف در پهنك قرار مي‌گيرند). طرز قرار گرفتن رگبرگ ها در پهنك متفاوت است و ممكن است به حالت هاي زير ديده شود:
رگبرگ مشبك (Reticulate يا Netted) كه در آن رگبرگ فرعي منشعب از رگبرگ اصلي تقسيمات فراواني دارد و در دو لپه‌ها ديده مي‌شود. رگبرگ موازي (Parallel) رگبرگ هاي فرعي موازي رگبرگ اصلي بوده و در تك لپه‌ها مي‌توان آن را مشاهده نمود.
انواع برگ
برگ ممكن است سادهleaf Simple (پهنك يك پارچه يا بدون تقسيم) و يا مركبleaf Compound باشد. برگ هاي مركب داراي اجزاي مستقلي به نام برگچه است. برگ ساده ممكن است بيضي، نوك تيز، قلبي، تخم مرغي، سپري، ساقه در آغوش و به اشكال ديگر باشد. برگ ممكن است كامل (بدون دندانه در حاشيه) و يا ناقص (دندانه دار) باشد.
پهنك ممكن است داراي شكاف هاي عميق باشد كه در اين صورت آنها را برگ پنجه اي (Digitate) يا چناري (Plamate) مي‌نامند. اگر برگ داراي سه برگچه باشد كه در يك نقطه به دمبرگ متصل باشد، آن را برگ شبدري (Trifiliate) مي‌نامند.
در صورتيكه برگ هاي به تعداد زياد دو به دو بطور متقابل در طول محور دمبرگ كه در واقع همان رگبرگ اصلي است، گسترش يافته باشند، برگ شانه اي يا پري (Pinnate) ناميده مي‌شود (مثل برگ اقاقيا، شيرين بيان) براساس اينكه تعداد برگچه‌ها زوج يا فرد باشد، بدان برگ شانه اي زوج يا فرد گويند. برگ شانه اي ممكن است چند بار تقسيم شود. در صورتيكه تعداد تقسيمات 2 عدد باشد، آن را Bipinate مي‌نامند.
برگ ممكن است ساقه اي (روي ساقه) و يا طوقه اي (در قسمت طوقه يعني مرز بين ريشه و ساقه) باشد.
برگ آذين (Phyllotaxy)
به طرز استقرار برگ‌ها روي گره‌هاي ساقه يا شاخه‌ها، برگ آذين گويند كه در گونه‌هاي گياهي به عنوان صفتي ثابت به شمار ميرود.
برگ آذين به دو شكل اصلي ديده مي‌شود.
1 – الگوي غير چرخشي يا متناوب (Alternate pattern)
برگ آذيني است كه در يك گره، يك برگ وجود داشته باشد و برگ ها بطور متناوب يا مارپيچي روي ساقه قرار دارند.
2 – چرخشي (Spiral pattern)
برگ آذيني كه در هر گره دو برگ يا بيشتر وجود دارد. اگر دو برگ باشد آن را متقابل يا ديمر (Opposite) گويند و اگر در هر گره تعداد بيشتري برگ باشد به آن برگ فراهم (Verticilate يا Whorled) گويند كه ممكن است تريمر يا تترامر باشد.
برگ هاي اختصاص يافته
1 – برگ هاي سايه اي Shade leaves : برخي از برگهاي موجود در سايه در يك گياه داراي تغييرات نامحسوسي مي‌باشند. اين تغييرات عبارتند از باريكتر و نازكتر شدن برگها، داراي كرك هاي كمتر، ديواره‌هاي سلولهاي مزوفيل نامشخص تر و داراي كلروپلاست كمتر مي‌باشد
2 – برگ هاي مناطق خشك Leaves of arid Region : در اقليم هاي متفاوت تغييرات بسيار مشخص تر است. برگهاي گياهان مناطق خشك ضخيم و چرمي است و تعداد روزنه‌ها و فرورفته اند. در برخي نيز برگ هاي گوشتي و ذخيره كننده آب ديده مي‌شود و يا اصلاً برگ ها وجود ندارد.
3 – پيچك يا تندريل ها Tendrils : پيچك ها برگ هاي تغيير شكل يافته اي اند كه گياه را در صعود و نيز حمايت از ساقه‌هاي ضعيف حمايت مي‌كنند. البته بسياري از پيچك ها در اثر تغيير شكل ساقه بوجود مي‌آيند.
4 – خارها Spines : بسياري از گياهان بياباني، برگهايشان به صورت خار تغيير شكل مي‌يابد كه با اينكار سطح هدررفت آب كم مي‌شود. بدين ترتيب چون سطح فتوسنتز پايين مي‌آيد، ساقه‌ها هم سبز باقي مي‌مانند. البته بسياري از خارها در اثر تغيير شكل ساقه بوجود مي‌آيند.
5 – برگهاي ذخيره اي Storage leaves : گياهان گوشتي Succulent plants كه آب را در خود ذخيره مي‌سازند.
6 – برگهاي گل يا برگك (براكته‌ها) : Bract
براكته‌ها برگهايي ميباشند كه سبز و كوچك بوده و در قاعده دمگل در گلاذين و يا گلهاي منفرد و يا گلچه‌ها توسعه مي‌يابد. به مجموعه براكته‌هاي سبز زير كاسه‌گل، اپي‌كاليكس يا كاسه‌چه (Epicalyx) گفته مي‌شود (در تيره پنيرك مثل پنبه و تيره گل‌سرخ). اين ساختار‌هاي برگ‌مانند اگر بطور طبيعي بين براكته‌ها و كاسبرگ (كاسه گل) قرار گيرند، براكته‌چه يا پيشبرگ Bracteoles ناميده مي‌شوند كه در دولپه‌ها 2 و تك لپه‌ها 1 عدد مي‌باشد. اين برگها فتوسنتز كننده اند و باعث استحكام بيشتر گل مي‌شوند. در گياهان اركيده پيشبرگ وجود ندارد.
جوانه‌ها
جوانه‌ها مراكز بالقوه‌اي هستند كه در فصل رويشي در حال رشد و نمو و تحول مي‌باشند. جوانه‌هاي انتهايي در انتهاي ساقه قرار داشته و همواره فعال مي‌باشند. جوانه‌هايي نيز در امتداد ساقه و در كنار برگها قرار دارند كه به جوانه‌هاي جانبي معروفند. اين جوانه‌ها ممكن است به توليد گل منتهي شوند كه جوانه‌هاي گلدهنده ناميده مي‌شوند، جوانه‌هايي كه به توليد شاخه و يا برگ

فرمت : Word