ما هي القلنسوة في علم النبات
القلنسوة أو غطاء جذر النبات، هي كتلة من الخلايا السميكة تغطي الخلايا النامية في نهايات الجذور؛ وتحميها من العوامل البيئية، وهي توجد في جميع النباتات تقريبًا عند قمم الجذور، وتتكون من خلايا تسمى "البرانشيما"، تمنحها قواماً صلباً؛ لتؤدي وظيفتها الوقائية وتبعد التربة عن طريق القمم النامية. كما تعرف بأنها قبة متعددة الطبقات، مكونة من خلايا نسيجية تغطي الطرف النامي من الجذر؛ أي أنها لا تتواجد حول جميع أجزاء جذور النبات، وهي تقوم على حماية القمم النامية من الاحتكاك أثناء زحفها عبر التربة، فيما يتم إفراز صمغ الروتين السكري كمادة مساعدة على الحركة، ويقوم بتوجيه نمو الجذر عبر استشعار المحفزات البيئية؛ كالجاذبية، ودرجات الحرارة، و الرطوبة ، والمواد الكيميائية وغيرها. فيما تنتج القلنسوة نفسها عن نسيج يسمى "النسيج الإنشائي القمي"؛ وهو جزء من النبات قادر على الانقسام الخلوي والذي ينتج ويكون جميع خلايا الجذرالمتعددة، ويرمز له باللغة الإنجليزية بـ (RAM)، كما تعمل القلنسوة على حماية هذا النسيج أيضًا، وتحافظ القلنسوة على حجم ثابت طوال فترة نمو الجذر.
التركيب الحيوي للقلنسوة
تتكون القلنسوة في من عدة طبقات، وتنقسم إلى نسيجين: الكولوميلا (COL)، الموجود عند طرفها والنسيج الجانبي (LRC)، وينشأ من هذين النسيجين مجموعة متميزة من الخلايا الجذعية الموجودة في النسيج الإنشائي القمي (RAM).
وتنقسم الخلايا الجذعية من نسيج (COL) بشكل غير متماثل؛ لتجديد خلية جذعية واحدة، وإنتاج خلية جذعية نامية تستمر في التمايز والاستطالة، فيما تتوقف عن الانقسام، وتوجد خلايا نسيج (LRC) في الطبقة المحيطة لنسيج (COL)، وتمتد حتى نهاية نسيج الجذر، وتموت هذه الطبقة خلويًا قبل فصلها عن الجذر ودفعها نحو التربة.
وتفرز القلنسوة مادة صمغية تحتوي على "عديد السكاريد"؛ الذي يقوم بتعزيز قدرة القمم النامية على التحرك والزحف في التربة، وتغطي طبقة من "البشرة" الطبقات الخارجة لكل من النسيجين (COL و LRC)، إلا أنها لا تغطي الجذر، وتلعب بشرة القلنسوة هذه دور الحاجز الوقائي؛ لتطور النسيج الإنشائي القمي، ويمكن ملاحظتها بسهولة في جذور الشتلات التي تبلغ من العمر يومين أو ثلاثة.
كما تمر القلنسوة بمرحلة تسمى "الإطلاق"، والتي تتمثل في التخلي عن الخلايا الجذعية القديمة، وإنتاج خلايا جديدة تحل مكانها، وتشكل هذه الخلايا غلاف غير محكم يغطي القمم النامية، ويستمر بالنمو حتى يعود سمكه بنفس سمك الخلايا التي تم التخلص منها، ويطلق على هذه الخلايا السميكة التي كانت تشكل جزءً من القلنسوة بالخلايا الحدودية.
والسبب في هذه العملية هو تسهيل تحرك الجذر عبر التربة؛ ولأن القلنسوة يجب أن تحافظ على موقعها من الجذر (أي فوق القمم النامية مباشرة)، وبنمو هذه القمم فهي بحاجة لتغيير مكانها باستمرار؛ لتغطي القم الأحدث نموًا في الجذر.
ولتفعل ذلك فهي تتخلص من أجزائها القديمة والتي أصبحت تغطي مساحات من الجذر غير محتاجة للحماية، وتتمثل أهمية هذه العملية في الحفاظ عل صحة الجذر والبقاء على قيد الحياة.
وظيفة القلنسوة في النبات
تقوم القلنسوة بوظائف عدة وفيما يأتي توضيحها:
- حماية الخلايا الجذعية الحساسة
تعمل القلنسوة على تأمين الحماية للخلايا الجذعية الحساسة داخل القمم النامية للجذور، كما تستقبل وتنقل الإشارات البيئية التي تتلقاها عبر احتكاكها بالتربة إلى القمم النامية؛ لتوجيهها أثناء عملية النمو، ولأداء هذه المهام فإنها تحافظ دومًا على موقعها عند أطراف الجذور، في الوقت الذي تنمو فيه هذه الجذور باستمرار، وللخلايا الحدودية (الخلايا الموجودة في الطبقة الخارجية للقلنسوة) وظائف مهمة؛ في حماية القمم النامية من مسببات الأمراض البكتيرية منها والفطرية.
- تمثل القلنسوة المحرك المحوري لنمو الجذور
تقوم القلنسوة بتوجيه استطالة القمم النامية وتدفع الخلايا المنتجة من النسيج الإنشائي القمي نحو الأمام، لتتيح تشكيل خلايا جديدة تحل محلها، وفي النهاية تتخلص من الخلايا الخارجية وتدفعها في التربة معززة بذلك عناصرها، وهي تقوم على إنتاج هذه الخلايا والتخلص منها بأعداد كبيرة يوميًا؛ وذلك لأنها تختلط بالمادة الصمغية، وتزيد من سرعة نمو القمم النامية.
- إنتاج مركب يُقلل من مقاومة التربة
تنتج القلنسوة مركبًا يسمى "RBC-mucilage" يقوم بتقليل مقاومة التربة أثناء اختراق الجذر لها، مما يساعد على تحديد اتجاه نموه، وتحافظ القلنسوة على نفس السمك طوال فترة النمو الجذري واندفاعه عبر التربة، وبمعنى آخر فإن القلنسوة تمثل تضمن جميع عمليات النمو، والحماية والوقاية من الأمراض المتعلقة بالجذر، وبالتالي فإنها السبب الأول والأهم لنمو النبات ككل، واستمراره في الحياة.
