هل جميع النباتات لها نفس شكل الأوراق

هل جميع النباتات لها نفس شكل الأوراق




نبذة عن أوراق النبات

الأوراق تعد بمثابة معامل النبات لصناعة الغذاء.

الورقة النباتية هي عضو رقيق، ومسطح يستخدم الشمس من أجل صناعة الغذاء الخاص بالنبات، الأوراق بشكل عام تكون خضراء اللون وتقوم باستعمال مادة كيميائية تسمى الكلوروفيل من أجل الحصول على الطاقة من الشمس، هذه العملية تُعرف باسم التركيب الضوئي. هذه الطاقة تقوم بجمع الماء من التربة وغاز ثنائي أكسيد الكربون من الهواء من أجل صناعة السكر، يتم إطلاق الأكسجين خلال هذه العملية التي تسمى بالتنفس.

الأوراق تعمل تقريبًا مثل الألواح الشمسية لجذب الطاقة من الشمس، وهي تظهر في غذاء الإنسان في الخضروات الورقية مثل الخس، قد لا يدرك الشخص ذلك، لكنه يقوم بأكل شكل من أشكال الأوراق كل يوم تقريبًا.

طبقات ورقة النبتة
من اجزاء الورقة، ثلاث طبقات تتضمن:

البشرة: الطبقة الخارجية من الخلايا التي تغطي الورقة، وهي تمنع فقدان الماء.
الطبقة الوسطى: هذه الطبقة تتوضع بين البشرة العلوية والسفلية، وفي هذه الطبقة تحدث معظم عمليات التمثيل الضوئي، وهذه الطبقة تنقسم عادةً إلى طبقتين، الطبقة العلوية والتي تسمى الطبقة العمادية، والطبقة السفلية تسمى الطبقة الإسفنجية.
عروق الورقة: الخطوط السوداء على الورقة تسمى عروق الورقة، والعرق الأكبر يمتد من السويقة لطرف الورقة، أما العروق السوداء الصفيرة المتفرعة من منتصف الورقة تسمى العروق الثانوية، هذه الأوردة تقوم بدعم نسيج الورقة، مما يساعدها في الحفاظ على شكلها، مثل حواف المظلة، عروق الورقة تقوم أيضًا بنقل المواد داخل الورقة، تمامًا كما تقوم الأوردة الموجودة في أجسامنا بنقل الدم.

لم تغير الورقة لونها
الكلوروفيل هو المادة الكيميائية في الأوراق التي تسبب تلون الأوراق باللون الأخضر، في فصل الربيع والصيف، عندما يكون هناك كمية كبيرة من ضوء الشمس ، تمتص هذه المادة الكيميائية الطاقة من الشمس وتحولها إلى ثنائي أكسيد الكربون وتحول الماء إلى سكر ونشاء.

أما خلال فصل الخريف والشتاء، عندما لا يكون هناك الكثير من ضوء الشمس، تتوقف الأوراق عن عملية صنع الغذاء ويتحلل الكلوروفيل، مما يؤدي إلى اختفاء اللون الأخضر وظهور اللون الأحمر، البرتقالي، الأصفر والذهبي، وبتغير لون الأوراق، يتغير لون الجذع أيضًا.

لم لا تملك الأوراق الشكل نفسه
هناك أمر يتفق عليه العلم حول جميع انواع الورقة النباتية، وهو أن حجم الورقة يزداد مع توفر الماء، أما بالنسبة للشمس، فإن الأوراق تقوم بجمع الأشعة من خلال التركيب الضوئي وتقوم بتحويلها إلى غذاء.

لا يدرك العلماء السبب وراء مظهر كل نوع من أوراق النباتات، وقد يتساءل الشخص، لماذا تبدو أوراق شجرة التين مختلفة تمامًا عن أوراق السرخس؟

الأمر الأكيد هو أن الله لم يخلق هذا التنوع الرهيب في أشكال الأوراق فقط من أجل إبقاء الإنسان في حالة من التعجب والاستغرب، إنما الهدف من تنوع أشكال الأوراق النباتية أهم بكثير من إبهار الإنسان فقط، حيث أن شكل الورقة لا يتعلق بأشعة الشمس ولا بالطقس البارد، إنما يتعلق بالاستجابة البيئية والتطورية طويلة المدى لأنواع الأشخار المختلفة.

بعبارات أخرى، يطور كل نوع نمط خاص من الألياف، سواء كان بسيطًا، أو مفتوحًا كورقة الموز، أو مغزلي يحتفظ بالرطوبة مثل إبر الصنوبر القوية.

هل النباتات لها نفس شكل الأوراق وما الذي يحدد شكل الورقة
ليس جميع النباتات لها نفس شكل الأوراق، وبتم تحديد شكل الورقة بشكل مماثل حسب وظيفتها الأساسية وعملية التركيبة الضوئي وبالبيئة التي تتواجد فيها الورقة، يجب أن تستطيع الورقة امتصاص ثنائي أكسيد الكربون وضوء الشمس، وبنفس الوقت تقلل من خطر فرط الحرارة، وخطر التجمد وفقدان الماء، أي أن شكل الورقة هو جزء من توازنها لاستمرار الحياة والتكيف.

أظهرت دراسة أجريت عام 2003 من جامعة ماكواري في أستراليا قامت بتصنيف أوراق النباتات بأن شكل الورقة يتبع وظيفتها، وهذا يضمن تطور الورقة المناسبة فقط لظروف بيئة معينة، وبالنسبة للنبات، الحصول على الشكل المناسب للبيئة يعد بمثابة أمر حيات وموت، لأن حياة النبتة يمكن أن تتوقف إذا لم تستطع التكيف مع الظروف البيئية.

على سبيل المثال زوايا الورقة، يمكن أن تلعب دورًا في كيفية استقبال الأشعة الشمسية، أما الزوايا الحادة للورقة يمكنها أن تقلل من كمية الضوء التي تحصل عليه النبتة خلال شمس الظهيرة الحارقة، وبالتالي تستطيع الورقة ذات الزواية الحادة أن تظلل نفسها. على النقيض من ذلك، الأوراق المستديرة تقوم باستقبال كمية أكبر من ضوء الشمس وهي تستطيع احتواء كمية أكبر أيضًا من الكربون.

يجب أن يكون تصميم الورقة مفتوح بدرجة كافية من أجل الحصول على كمية من ضوء الشمس تكفي لحصول عملية التركيبة الضوئي، كما يجب أن يكون تصميم الورقة بشكل يسمح لمسام الورقة أن تمتص ما يكفيها من ثنائي أكسيد الكربون، الذي يساعد في دعم عملية التمثيل الضوئي.

دور حجم الورقة في وظيفتها
يلعب الحجم دورًا كبيرًا في هذه العملية، مثل اللواحات الشمسية، الأوراق الكبيرة تستطيع امتصاص كمية كبيرة من ضوء الشمس، بينما الأوراق الصغيرة تمتص فقط كمية قليلة من أشعة الشمس وتركز على بقائها مشدودة في البرد.

جميع الأنواع النباتية تصمم أوراقها بطريقة مختلفة لكي تكون مناسبة فقط لبيئتها، مثال مهم يوضح الفكرة تم عرضه في الورقة البحثية من وزارة الزارعة بولاية ايوا التي استعملت التين البكاء كمثال للدراسة:

تم دفع الكثير من الأموال من قبل البستانيين الذين يقومون ببيع نباتات الزينة لأنهم تلقوا العديد من الشكاوي، حيث سقطت أوراق النباتات بعد فترة قصيرة من شرائها، لكن بعد العناية بها ونموها مجددًا، نمت بطريقة مختلفة في الحجم، الشكل والسماكة عن قبل.

هذا الأمر يحدث لأن الأوراق تتطور من أجل أن تناسب بيئتها، حتى في حال كانت البيئة تعني الاختلاف من غرفة الجلوس إلى غرفة النوم.

التوازن بين شكل الورقة وبين وظيفتها
الأشجار التي تنمو في بيئات قاحلة (سواء ساخنة أو باردة) والجافة شبه الرطبة عادةً ما يكون لها أوراق تشبه الإبر، هذه الأشجار تحوي طبقة خارجية سميكة ومسام على شكل حفر تمنع فقدان الماء، وبالتالي تستطيع الصنوبريات النمو في ظروف جاف بشكل أكبر مقارنةً بالأشجار التي تكون أوراقها مسطحة وعريضة، المسام الصغيرة الموجودة فيها تقيد فقدان الماء وتقيد أيضًا الحصول على ثنائي أكسيد الكربون، من أجل حدوث التوازن.

تعتبر الأوراق المستديرة، مثل الزان أو الجير أكثر كفاءة فيما يتعلق بامتصاص أشعة الشمس ولكنها أيضًا أكثر عرضة للتلف بسبب الرياح وبالتالي يكون لهذه الأوراق المستديرة شكل أصغر من الأشكال الأخرى للأوراق العريضة، أما الأوراق الأكبر حجمًا فيه تميل إلى أن تكون مفصصة أو مقطوعة، مثل البلوط أو القيقب، لأن شكلها هذا يساعدها على تحمل الرياح.

الأوراق المعرضة لخطر التجمد يكون شكلها إبريًا، لأن الأوراق ذات الشكل الإبري يكون سطحها قليل بالتالي يقل خطر التجميد، بينما تميل الأوراق غير المعرضة لخطر التلف الناجم عن التجمد أن تكون كبيرة، مثل النخيل الاستوائي، وقد تصل مساحة سطحها إلى واحد متر مربع، وهكذا نجد كيف تحافظ النباتات على التجمد من خلال شكل أوراقها.