برای رشد مناسب گیاه جذب مواد غذایی معدنی به همان اندازه جذب آب حائز اهمیت است. مراحل جذب نمک و انتقال آن در سرتاسر گیاه فراتر از تجمع آن در سلول های ریشه است. در واقع، تجمع نمک در واکوئول های سلول های ریشه احتمالا یکی از مظاهر ضروری متابولیسم سلول بوده و مستقل از حرکت آن به داخل آوندهاست.
جذب نمک توسط گیاهان مراحل و فرآیندهای زیادی را در بر دارد که اهم آنها عبارتند از:
- حرکت یون ها از خاک به سطح ریشه
- تجمع یون ها در سلول های ریشه
- حرکت شعاعی یون ها از سطح ریشه به داخل آوندها و
- انتقال یون ها از ریشه به شاخه ها
حرکت یون ها از خاک به سطح ریشه
پیچیده ترین مسئله در جذب نمک توسط گیاهان، مربوط به مکانیسم و مسیر شعاعی حرکت یون ها از سطح ریشه به داخل اندام های غیر زنده آوندهاست.
انتقال و جذب املاح در ریشه
از جمله سؤالاتی که در جذب نمک مطرح هستند این است که آیا حرکت یون ها از واکوئولی به واکوئول دیگر صورت می گیرد یا اینکه از داخل فضاهای خالی جدار سلول انجام می پذیرد؟ و یا این که ترکیبی از این دو مسیر می باشد؟ اهمیت نسبی جذب بصورت فعال، پخشیدن و جریان توده ای در حرکت یون ها چگونه است؟ آیا حرکت آب در داخل سیستم های ریشه ای، جذب یون ها را بطور مستقیم افزایش می دهد یا آنکه اثر آن فقط غیر مستقیم است؟ در کدام بافت ریشه حرکت یون ها متوقف شده و در آن تجمع می کنند؟
قبل از گفتگوی مسأله جذب املاح، لازم است اصطلاحاتی چند را تعریف کنیم:
-
جذب:
اصطلاحی است که معمولا به ورود هر ماده ای به داخل سلول ها و بافت ها تحت هر نوع مکانیسمی اطلاق می گردد.
-
تجمع:
عبارت از این است که یک ماده معین بر خلاف شیب غلظت و پتانسیل الکتروشیمیایی و با صرف انرژی متابولیکی در داخل سلول و بافت متراکم گردد.
-
حرکت فعال
حرکت مواد در جهت مخالف این شیب ها فرآیندی است که نیاز به صرف انرژی متابولیکی داشته و به آن حرکت فعال گویند.
-
حرکت غیر فعال
برعکس آن «حرکت غیر فعال» به حرکتی اطلاق می گردد که بصورت پخشیدن (دیفوزیون) در جهت نزولی شیب غلظت یا شیب الکتروشیمیایی و یا بصورت جریان توده ای در اثر شیب های فشار شبیه آن چه در اثر تعرق بین ریشه و آوندها بوجود می آید انجام می گیرد.
-
تجمع نمک
تجمع نمک را فقط می توان در پشت غشاءهای نسبتا غیر قابل نفوذ مشاهده کرد. زیرا موادی که با جذب فعال وارد می گردند، بلافاصله از طریق غشاء های تراوا بخارج بخشیده می شوند.
-
غشاء :
عبارت است از مرزی با تراوی کم، یعنی مقاومت آن در مقابل حرکت مواد بیشتر از مقاومت محیطی است که آن را مجزا نموده است. غشاء هایی که موجب می شوند بعضی مواد سریعتر از دیگر مواد از آنها عبور نمایند به نام غشاءهای با نفوذپذیری افتراقی و یا بطور نادرست غشاء های نیمه تراوا مصطلح می باشند.
از دیدگاهی گسترده تر، غشاء های گیاهی از نظر ساختمانی بسیار متنوع و از لایه های یک مولکولی در حد فاصل سلول ها و غشاء های اندام های سلولی گرفته تا غشاء های چند سلولی مثل اپیدرم و اندودرم و چندین لایه ای متشکل از سلول های چوب پنبه ای در سطح ساقه و ریشه های خشبی، متغیرند. برخی از محققین تمام پوست ریشه ها را از نظر حرکت آب و نمک به عنوان غشاء های چند سلولی دانسته اند. سطوح داخلی و خارجی سیتوپلاسم، پلاسمالما و پرده های واکوئلی یا تونوپلاست را غشاء های کاملا مشخصی پوشانده است.
-
غشاء های نیمه تراوا
اندام های سلولی مثل هسته، پلاستیدها و میتوکوندری ها را نیز غشاء های نیمه تراوا احاطه کرده است. خاصیت نفوذپذیری انتخابی این غشاء ها ناشی از انرژی متابولیکی بوده و مواد بازدارنده تنفس، کمبود اکسیژن، افزایش گازکربنیک و دیگر عواملی که بر متابولیسم موثرند، شدیدا این خاصیت را تغییر می دهند. سؤال جالبی که مطرح است موضوع نفوذپذیری نسبی پلاسمالما و غشاء واکوئلی است. آزمایشات نشان می دهند که عوامل مقاومت کننده در مقابل حرکت یون ها در پلاسمالما متمرکزند.
عده ای عقیده دارند که سلول از سه قسمت تشکیل شده است:
۱- دیواره ها که منافذ آزادی را شامل می شوند،
۲- سیتوپلاسم که ورود و خروج یون ها در آنها به آزادی کمتر صورت می گیرد،
۳- واکوئل ها که خروج یون های متراکم شده در آن بسیار کند است.
گرچه این یک تقسیم بندی ساده است ولی احتمالا بیش از حد در آن ساده سازی شده است. زیرا در دیواره ها مناطقی وجود دارد که یون ها به آن پیوند می شوند و در سیتوپلاسم نیز یون های آزاد دیده می شود.
حرکت یون ها به داخل ریشه
نظریه مهمی که در مورد حرکت یون ها به داخل ریشه وجود دارد نظریه فضای ظاهرا آزاد یا فضای خارجی است. فضای ظاهرا آزاد یا فضای خارجی به آن قسمت از سلول یا بافت اطلاق می شود که ورود و خروج یون ها در آن آزادانه بوسیله پخشیدن صورت گیرد. در مقابل آن فضاهای غیر آزاد، داخلی، یا اسمتیک قرار گرفته اند که یون ها نمی توانند با بخشیدن به آن دسترسی پیدا نمایند و تجمع آنها در این مناطق بطریقه فعال صورت گرفته و کم و بیش غیر قابل برگشت می باشد.
از آنجاییکه اندازه گیری های اولیه فضای ظاهرا آزاد ریشه ارقامی معادل ۲۰ تا ۳۵ درصد حجم ریشه را نشان می دهد و این حجم به مراتب بیش از حجم جدار سلول ها می باشد، لذا پیشنهاد شده است که سیتوپلاسم جزئی از فضاهای آزاد است. البته با اصلاح اشتباهات تخمین های اولیه این مقدار به حدود ۱۰ درصد تقلیل داده شده و محل آن را منحصر به جدارهای سلول محدود کرده اند.
منبع : کتاب رابطه آب و خاک و گیاه، موسسه چاپ و انتشارات آستان قدس رضوی.
دیدگاهتان را بنویسید