كيفية انتقال الماء في النبات

الماء

يُعتبر الماء أساس الحياة بالنّسبة للإنسان، وكذلك يُعتبَر أساس الحيّاة للحيوان والنّباتات، وكما تُوجد أهميّة عُظمى للماء على حياة الإنسان هناك أهميّة عُظمى للماء على حياة النّباتات فيُعتبر الماء وسطْ ناقل تنتقِل فيه نواتِج عملية البّناء الضّوئي، كذلك يعمل كمُنظم لدرجة حرارة النبات، كما يفعل الماء مُنّظِم لحرارة جسم الإنسان، كما يخرُج من جسم الإنسان على شكل عرَق، يخرج من النّبات عن طريق عملية النتّح، كما يتّم فيه مُعظم تفاعلات الخليّة، وهو مُذيب جيّد للأملاح المُمتصّة، وتستهلِك النباتات المياه، بمُعدّلات معقولة، لا يجوز فيها الزّيادة أو النُقصان، فالزّيادة في استهلاك كميّة المياه تؤدي إلى اختِناق الجُذور مما يتسبّب في اختِناق الجُذور، وفيها يتّم غسل العناصر الغذائيّة منْ طبقة انتِشار الجُذور، مما يُؤدي إلى ضعف النّمو وقلّة الإنتاج وزيادة تكالِيف الضّخْ، كذلك استهِلاك أقل كميّة منْ المياه يُؤدي إلى ضعف النّبات وقلّة الإنتاج، فإذا أردنا أنْ نصِل إلى نمو جيد للنبات علينا أن نُحدد الحاجة الفِعليّة للنباتات من الماء وتقليل العوامل التي تُؤدي إلى زيادة هدْر المياه.

ما أهمية وجود الماء

1. وسَطْ ناقِل: لأنّ الماء عبارة عنْ سائل لزِج فيُمكِن للمواد أنْ تتنقِل من خلاله بكُل سُهولة، فيستخدِم الماء كوسَطْ ناقل لنواتِج عملية البناء الضّوئي، ونقل الأملاح المُمتصّة من الشُعيّرات الجذرية.
2. الذّوبان: يُعتبر الماء مُذيب جيد، فمنْ خلالُه يُمكن ذوبان الكثير منْ الأملاح والمعادِن التي يحتاجها النّبات.
3. التّفاعُل: فمنْ خلال الماء يتّم مُعظم تفاعُلات الخليّة.
4. الدّعامّة: فعنْ طريق ضغط الامتِلاء يُمكن للماء أنْ يكون بمثابة دّعامَة للنّبات.
5. مُنظّم: يُستخدم الماء كمُنّظِم لدرجة حرارة النّبات.

خُطوات انتِقال الماء للنّبات

في البّداية يتّم نقل الماء والأملاح المعدّنية من التُربة إلى الجُذور، ثم منْ الجُذور إلى الخشب، ومنْ الخشب إلى السّاق، ومن السّاق إلى الأوراق، للقِيام بعملية البّناء الضّوئي، ويتّم من خلالها تكوين الغذاء، من كربوهيدرات، ودهون، وبروتينات، وتنتقِل هذه المواد إلى أماكن التّخزين، في الجُذر والسّاق والثِمار والبُذور، وتتم هذه الخطوات في جميع النباتات، كبيرة كانت أم صغيرة، مُعمّرة أم موسِميّة، وكما نرى فإنّ الماء هو أساس الغِذاء في النّبات وأساسْ عملية البناء الضّوئي.

فكما نُلاحِظ في خُطوات انتِقال الماء من التربة إلى النّبات، نرى أنّ الماء يصعُد منْ الأسفل بالتّدريج إلى الأعلى، وكما نعلَم أنّ الأصل في الأشياء أنْ تنتقِل منْ الأعلى إلى الأسفل، باتّجاه الجاذبيّة الأرضيّة، ولا يكون سوى ذلك إلا باستِخدام قُوة خارجيّة، فكما نرى في المنازل تنتقِل المياه إلى سطح المنزل باستِخدام مُولّد، يُساعد بضّخْ الماء إلى الأعلى مُعتمِد على قوة الكهرباء، فهل يُوجد للنّبات قوة تدفَع الماء عكِس اتّجاه الجاذبيّة؟ لا يُوجد قوة، إذاً كيف تنتقِل المياه منْ عُمق التّربّة في الأسفل إلى السّاق والأوراق في الأعلى بالأخصْ إذا كان النّبات منْ الأشجار المُعمّرة العملاقة؟، ونستطيع الرّد على هذه الأسئلة من خلال فهم التّجربة التّالية:

الخُطوات:

1. نُحضِر وعاء، ونقوم بفصلِه منْ النّصف من خلال مادة مُنفذّة للماء، مثل (الُسلْفان).
2. نقوم بتعبئة النّصف الأول بماء تركيز الملح فيه عالي، والنّصف الثّاني فيه ماء قليل التّركيز.
3. ونترُكه قليل من الوقت.
4. نُلاحظ ما الذي يحدث، بعد مرور الوقت ستُشاهد انتِقال الماء ذات التّركيز المُنخفِض منْ الأملاح، إلى النّصف الذي يحتوي على تركيز أكبر منْ الأملاح، فيرتفِع الماء من التّركيز الأقل، إلى التّركيز الأكبر.
5. تُسمى هذه الخاصِيّة بالخاصِيّة الأسموزيّة، نستطيع الآن تخيُل كيف ينتقل الماء منْ أعمق التُربة، إلى أعلى الأوراق.

الخاصيّة الأسموزيّة

هي خاصيّة انتِشار جُزيئات الماء من محلول قليل التّركيز بالمُذاب إلى محلول عالي التّركيز بالمذاب عبر غِشاء شبه مُنفّذ، وتُسمى القُوة التي تدفع الماء من محلول قليل التّركيز بالمُذاب إلى محلول عالي التركيز بالمذاب شبه مُنفّذ بالضّغط الأسموزي، وعندما يُصبح الضّغط الأسموزي مُساويّاً لضغط عمود السّائل، يُصبح مُعدّل انتِقال الماء بالاتجاهين مُتساوياً، ويُسمى المحلول الذي يفقِد الماء بوساطة الخاصيّة الأسموزيّة محلولاً تحت التّركيز، أما المحلول الذي يكسب الماء فيُسمى محلولاً فوق التّركيز، وهناك محاليل مُتساويّة التّركيز.

الخاصيّة الأسموزيّة في النّبات

كما نعرف فالخليّة النّباتية تُحاط بجِدار سِيلولوزي، يُحيط بالغشاء الخلوي، فعند وضعِه في ماء نقِيّ، أو محلول قليل التّركيز بالمُذاب فإنّ الماء يندفِع إلى داخل الخليّة بفعل الخاصيّة الأسموزيّة، ويستمر دُخول الماء حتى يتساوى التّركيزان، وإذا لم يتحقق ذلك فإنّ الخليّة تنتفِخ نتيجة استمرار دُخول الماء، فيقوم جدار الخلية بإحداث ضغط مُعاكِس للضّغط الأسموزي، يُعرف بضغط الجدار أو ضغط الامتِلاء، مما يُكسِب الخليّة القوة والامتِلاء، وبعض خلايا النباتات إذا وضِعت في المُختبر ببيئة عاليّة المُلوحة فإنها تموت، حيث ينتقِل الماء منْ الخلايا قليلة التّركيز بالمُذاب إلى البيئة عاليّة التّركيز بالمُذاب، مما يُسبب موتِها، وتُسمى هذه الخاصيّة (البلزّمة) وموت النّباتات في التُربة عاليّة المُلوحة يعود إلى توقُف دخول الماء إلى الشُعيّرات الجذريّة، وفي نفس الوقت يُفقد الماء من الأجزاء العُليا بسبب عمليّة النتْح، وبسبب انتِقاله إلى التّركيز العالي، فتذبَل النّبتة وتموت، فيؤدي الازدِياد بتّركيز الأملاح في التربة إلى جفاف الجُذور، لأنّ أملاح التُربة تقوم بسحب الماء منْ الجُذور، ويزداد تأثر الأملاح على النّباتات خلال الأجواء الحارّة والجافة، وقد يظهر تأثير الأملاح على الأشجار دائِمة الخُضْرة في بداية الرّبيع وأواخِر الشّتاء، كذلك يظهر تأثير الأملاح على النّباتات عند الإكثار منْ استِخدام الأسمدة الكيميائية، و على العكس فإنّ استِخدام الأسمِدة العُضويّة يُقلل من ملوحة التربة، وكذلك تقّل المُلوحة في الأراضي التي تزيد فيها مُعدّلات الأمطار، فتكون فيها الأمطار غزيرة.

وقد يسأل البعض كيف تستطيع بعض النّباتات أنْ تنمو في الأراضي شديدة المُلوحة؟ والسّبب أنّ هذه النّباتات تكون شديدة التّركيز في المُلوحة، أي تركيزَها أعلى من تركيز التُربة المالِحة فتستطيع التّمتُع بمهامِها الطّبيعية على أكمل وجه منْ خلال الخاصِيّة الأسموزيّة فينتقِل الماء منْ التُربة المالِحة إلى النّبتة الأشد تركيز في المُلوحة، فتنمو بشكِل طبيعي، ويتّم استخدام هذه النّباتات التي تتحمل المُلوحة في استِصلاح الصّحاري، وذلك منْ خِلال زراعتِها كمحاصيل في الصّحراء، وكذلك يُمكن زراعتها في البّحار، فقد تمّ اكتِشاف بعض منْ أنواع البّطيخ التي تعيش على سواحِل البحار.

كيف يتوزّع الماء على جميع الأجزاء

يتوزّع الماء على جميع أجزاء النّبات دون اختِلال في أي جزء، فمنْ الجذور إلى الأوراق، فهل يُوجد خطْ مُباشر بين شُعيّرات الجُذور والأوراق والسّاق، هذا التوزيع يحدث من خلال نظريّة تُسمى نظريّة التّماسُك، ويقصد بنظريّة التّماسُك، هي قُوة التّماسُك التي تنتجها الأنابيب الموجودة في النّبات المسؤولة عنْ النّقل، ويُسبب الزّيادة في قوة التّماسُك قوة الانجِذاب بين الجُزيئات، فتُشكّل أنابيب يجري من خلِالها الماء والغذاء، فتتحرّك الماء بالأنابيب بالماء دون وجود أيْ عوائق، فيجِب أنْ تكون الأنابيب قادِرة على الصُمود، وتحمُل الضّغط الموجود عند امتِصاص الماء، ويُساعد الأنابيب الثُقوب الموجودة بينْ الخلايا، وعند وجود عائِق قد يُؤدي ذلك لموتْ الخلايا، فأيْ عقبة تتعرّض طريق نقل المواد تنتُج عنها تفاعُلات خاطِئة في النّظام.