الأوراق في النباتات
تعتبر الأوراق المراكز الأساسية لعملية التمثيل الضوئي، حيث تقوم النباتات من خلالها بعملية صنع الغذاء. وعادة ما تكون معظم الأوراق خضراء اللون بسبب احتوائها على الكلوروفيل الموجود في خلاياها. ومع ذلك، قد تحتوي بعض الأوراق على ألوان مختلفة نتيجة وجود أصباغ نباتية أخرى تحجب الكلوروفيل الأخضر. تتكون الورقة عادةً من نصل يسمى الصفيحة، وهو الجزء الأكبر من الورقة، وتُربط بعض الأوراق بجذع النبات بواسطة سويقات، بينما تُعرف الأوراق التي تفتقر إلى السويقات وترتبط مباشرةً بالجذع بالأوراق اللاطئة.
تتميز كل ورقة بوجود زوائد خضراء صغيرة تُعرف بالنصوص، وتحتوي معظم الأوراق على عرق متوسط يمتد عبر الورقة ويتفرع إلى الجوانب لتكوين عروق من الأنسجة الوعائية. يُطلق على ترتيب الأوردة في الورقة مصطلح نمط التعرق، وقد تسير العروق في خطوط مستقيمة دون التقارب في نقطة معينة. على الجانب الآخر، قد تكون عروق الورقة في تصميم يشبه الشبكة، مما يشكل نمطًا يُعرف بالانتفاخ الشبكي.
تركيب الورقة في النباتات
تتكون كل ورقة في النبات من الطبقات الأساسية التالية:
- طبقة البشرة: وهي الطبقة الخارجية التي تقوم بإفراز مادة شمعية، مما يساعد على احتفاظ الأوراق بالمياه داخل خلاياها. تحتوي البشرة أيضًا على خلايا حامية تنظم حركة الماء داخل وخارج الخلية من خلال التحكم في حجم المسام التي تُعرف أيضًا بالثغور.
- الأنسجة المتوسطة (طبقة الميسوفايل): تُعتبر هذه الطبقة الوسطى من الورقة، وتنقسم إلى طبقتين بحسب نوع الخلايا الموجودة. وتشمل هذه الطبقات الحاجز والطبقات الإسفنجية المتوسطة، حيث تحتوي طبقات الحاجز على البلاستيدات الخضراء، التي تُعد عضيات خلوية ضرورية للتمثيل الضوئي. بينما تضم الأنسجة الوعائية للورقة الخلايا المتوسطة الإسفنجية التي تتواجد بشكل غير منتظم.
- الأنسجة الوعائية: توجد الأنسجة الوعائية داخل عروق الورقة، وتتكون من نسيج الخشب واللحاء المسؤولين عن نقل الماء والغذاء.
تركيبات الورقة وامتصاص الطاقة الضوئية
تتمتع هيكل الورقة بتعديلات تسهل عملية التمثيل الضوئي بفعالية، مما يمكنها من توزيع الماء والجلوكوز إلى أجزاء أخرى من النبات، بالإضافة إلى تبادل ثاني أكسيد الكربون والأكسجين، وامتصاص الطاقة الضوئية بكفاءة:
- يحدث امتصاص الضوء في نسيج الورقة في طبقة الحاجز المتوسطة، حيث تكون خلايا الحاجز في شكل أعمدة مليئة بالبلاستيدات الخضراء، والتي تُرتب بشكل قريب مع بعضها لتمكين امتصاص أكبر قدر ممكن من الطاقة الضوئية.
- تتحكم الثغور في تبادل الغازات داخل الورقة، حيث يمكن أن تُفتح أو تُغلق وفقًا لانتفاخ خلايا الحماية. ومن الجدير بالذكر أن الثغور تفتح وتغلق لتنظيم عملية النتح، مما يسمح بتبادل الغازات، وزيادة انتشار كل من ثاني أكسيد الكربون والأكسجين وبخار الماء داخل وخارج الورقة، حيث يكون انتشارهما أكثر فعالية عندما تكون الثغور مفتوحة خلال النهار.