كاسيات البذور القاعدية

تُمثل الماغنوليات مجموعة Magnoliidae: وهي أشجار طويلة تحمل أزهارًا كبيرة وعطرة ذات أجزاء عديدة، وتعتبر قديمة (شكل 14.29د). تنتج أشجار الغار أوراقًا عطرية وأزهارًا صغيرة غير واضحة. الـ Laurales هي أشجار وشجيرات صغيرة تنمو غالبًا في المناخات الدافئة. تشمل النباتات المألوفة في هذه المجموعة الغار، والقرفة، وشجيرة التوابل (شكل 14.29أ)، وشجرة الأفوكادو. تتألف الـ Nymphaeales من زنابق الماء، واللوتس (شكل 14.29ج)، والنباتات المماثلة. تزدهر جميع أنواع الـ Nymphaeales في المناطق الأحيائية للمياه العذبة، ولها أوراق تطفو على سطح الماء أو تنمو تحت الماء. تحظى زنابق الماء بتقدير خاص من قبل البستانيين، وقد زينت البرك والمسابح منذ العصور القديمة. الـ Piperales هي مجموعة من الأعشاب والشجيرات والأشجار الصغيرة التي تنمو في المناخات الاستوائية. لها أزهار صغيرة بدون بتلات مرتبة بإحكام في سنابل طويلة. العديد من الأنواع هي مصدر للعطور أو التوابل الثمينة؛ على سبيل المثال، ثمار Piper nigrum (شكل 14.29ب) هي الفلفل الأسود المألوف الذي يستخدم لتتبيل العديد من الأطباق.

شكل 14.29 تنتمي (أ) شجيرة التوابل الجنوبية إلى رتبة الغاريات (Laurales)، وهي نفس عائلة القرفة والغار. ثمرة (ب) نبات Piper nigrum هي الفلفل الأسود، المنتج الرئيسي الذي تم تداوله على طول طرق التوابل. لاحظ الأزهار الصغيرة المتجمعة وغير الواضحة. (ج) زهور اللوتس، Nelumbo nucifera، زُرعت منذ العصور القديمة لقيمتها الزخرفية؛ ويؤكل جذر زهرة اللوتس كخضروات. (د) تبدأ التوت الأحمر لشجرة الماغنوليا، وهو سمة مميزة للمرحلة النهائية، في الظهور للتو. (المصدر أ: تعديل لعمل كوري زانكر؛ المصدر ب: تعديل لعمل فرانز يوجين كوهلر؛ المصدر ج: تعديل لعمل "berduchwal"/Flickr؛ المصدر د: تعديل لعمل "Coastside2"/Wikimedia Commons)

أحاديات الفلقة

تحتوي النباتات في مجموعة أحاديات الفلقة على فلقة واحدة في البادرة، وتتشارك أيضًا في ميزات تشريحية أخرى. تجري العروق موازية لطول الأوراق، وتترتب أجزاء الزهرة بتناظر ثلاثي أو سداسي. كانت حبوب اللقاح من كاسيات البذور الأولى أحادية الأخدود (تحتوي على أخدود واحد أو مسام واحد عبر الطبقة الخارجية). لا تزال هذه السمة موجودة في أحاديات الفلقة الحديثة. نادرًا ما يوجد النسيج الخشبي الحقيقي في أحاديات الفلقة، ولا يترتب النسيج الوعائي للساق في أي نمط معين. نظام الجذر هو في الغالب عرضي (موضع غير عادي) بدون جذر وتدي رئيسي. تشمل أحاديات الفلقة نباتات مألوفة مثل الزنابق الحقيقية (لا يجب الخلط بينها وبين زنابق الماء)، والأوركيد، والأعشاب، والنخيل. العديد من المحاصيل الهامة، مثل الأرز والحبوب الأخرى (شكل 14.30أ)، والذرة، وقصب السكر، والفواكه الاستوائية، بما في ذلك الموز والأناناس، تنتمي إلى أحاديات الفلقة.

شكل 14.30 المحاصيل الرئيسية في العالم هي نباتات مزهرة. أحد الأطعمة الأساسية، (أ) الأرز، هو أحادي الفلقة، وكذلك الحبوب الأخرى، بينما (ب) الفاصوليا هي حقيقيات الفلقتين. بعض الزهور الشائعة، مثل (ج) الزنبق هذا، هي أحاديات الفلقة؛ بينما البعض الآخر، مثل (د) زهرة الأقحوان هذه، هي حقيقيات الفلقتين. (المصدر أ: تعديل لعمل ديفيد نانس؛ المصدر ب: تعديل لعمل وزارة الزراعة الأمريكية، خدمة البحوث الزراعية؛ المصدر ج: تعديل لعمل "longhorndave"/Flickr؛ المصدر د: تعديل لعمل "Cellulaer"/NinjaPhoto)

حقيقيات الفلقتين

تتميز حقيقيات الفلقتين، أو ثنائيات الفلقة الحقيقية، بوجود فلقتين. تشكل العروق شبكة في الأوراق. تأتي أجزاء الزهرة في أربع أو خمس أو العديد من المحيطات. يشكل النسيج الوعائي حلقة في الساق. (في أحاديات الفلقة، ينتشر النسيج الوعائي في الساق.) يمكن أن تكون حقيقيات الفلقتين عشبية (herbaceous) (مثل الهندباء أو البنفسج)، أو تنتج أنسجة خشبية. تنتج معظم حقيقيات الفلقتين حبوب لقاح ثلاثية الأخدود أو ثلاثية المسام، مع ثلاثة أخاديد أو مسام. عادة ما يكون نظام الجذر مثبتًا بجذر رئيسي واحد يتطور من الجذير الجنيني. تشكل حقيقيات الفلقتين ثلثي جميع النباتات المزهرة. يبدو أن العديد من الأنواع تظهر خصائص تنتمي إلى أي من المجموعتين؛ لذلك، فإن تصنيف النبات كأحادي الفلقة أو حقيقي الفلقتين ليس واضحًا دائمًا (جدول 14.1).

الحيوانات والنباتات: أكل الأعشاب

التطور المشترك للنباتات المزهرة والحشرات هو فرضية حظيت باهتمام ودعم كبيرين، خاصة وأن كاسيات البذور والحشرات تنوعت في نفس الوقت تقريبًا في منتصف العصر الميزوزوي. عزا العديد من المؤلفين تنوع النباتات والحشرات إلى كل من التلقيح وأكل الأعشاب، أو استهلاك النباتات من قبل الحشرات والحيوانات الأخرى. يُعتقد أن أكل الأعشاب كان قوة دافعة بقدر التلقيح. يُلاحظ التطور المشترك للحيوانات العاشبة والدفاعات النباتية بسهولة وشيوعًا في الطبيعة. على عكس الحيوانات، لا تستطيع معظم النباتات الهروب من الحيوانات المفترسة أو استخدام المحاكاة للاختباء من الحيوانات الجائعة (على الرغم من أن المحاكاة قد استخدمت لجذب الملقحات). يوجد نوع من سباق التسلح بين النباتات والحيوانات العاشبة. لمكافحة الحيوانات العاشبة، تحتوي بعض بذور النباتات — مثل البلوط والبرسيمون غير الناضج — على نسبة عالية من القلويدات وبالتالي فهي غير مستساغة لبعض الحيوانات. تحمي النباتات الأخرى نفسها باللحاء، على الرغم من أن بعض الحيوانات طورت أجزاء فم متخصصة لتمزيق المواد النباتية ومضغها. تثني الأشواك معظم الحيوانات، باستثناء الثدييات ذات الفراء السميك، وبعض الطيور لديها مناقير متخصصة لتجاوز مثل هذه الدفاعات.

استغلت النباتات البذرية أكل الأعشاب لصالحها. يعد انتشار الثمار بواسطة الحيوانات العاشبة مثالًا صارخًا على العلاقات التبادلية. تقدم النبتة للحيوان العاشب مصدرًا غذائيًا مغذيًا مقابل نشر المادة الوراثية للنبتة إلى منطقة أوسع.

الحيوانات والنباتات: التلقيح

يعتمد أكثر من 80 بالمائة من كاسيات البذور على الحيوانات في التلقيح (وهو من الناحية الفنية نقل حبوب اللقاح من المتك إلى الميسم). وبناءً على ذلك، طورت النباتات العديد من التكيفات لجذب الملقحات. مع وجود أكثر من 200,000 نبات مختلف يعتمد على التلقيح الحيواني، تحتاج النبتة إلى الإعلان لملقحاتها ببعض الخصوصية. يمكن أن تكون خصوصية التراكيب النباتية المتخصصة التي تستهدف الحيوانات مفاجئة للغاية. من الممكن، على سبيل المثال، تحديد النوع العام للملقحات التي تفضلها النبتة من خلال ملاحظة الخصائص الفيزيائية للزهرة. تفرز العديد من الأزهار التي تلقحها الطيور أو الحشرات الرحيق، وهو سائل سكري. كما أنها تنتج حبوب لقاح خصبة للتكاثر، وحبوب لقاح عقيمة غنية بالمغذيات للطيور والحشرات. يمكن للعديد من الفراشات والنحل اكتشاف الضوء فوق البنفسجي، وعادة ما تعرض الأزهار التي تجذب هذه الملقحات نمطًا من الانعكاس فوق البنفسجي يساعدها على تحديد مركز الزهرة بسرعة. بهذه الطريقة، تجمع الحشرات الملقحة الرحيق بينما تتغطى بحبوب اللقاح في نفس الوقت. تفضل الطيور الطنانة الأزهار الكبيرة الحمراء ذات الرائحة القليلة والشكل القمعي الطويل، التي تتمتع بإدراك جيد للألوان، وحاسة شم ضعيفة، وتحتاج إلى مجثم قوي. تجذب الأزهار البيضاء التي تتفتح ليلاً العث. يمكن لحيوانات أخرى — مثل الخفافيش، والليمور، والسحالي — أن تعمل أيضًا كعوامل تلقيح. يمكن أن يؤدي أي اضطراب في هذه التفاعلات، مثل اختفاء النحل، على سبيل المثال نتيجة لاضطرابات انهيار المستعمرات، إلى كارثة للصناعات الزراعية التي تعتمد بشكل كبير على المحاصيل الملقحة.

أهمية النباتات البذرية في حياة الإنسان

النباتات البذرية هي أساس النظم الغذائية البشرية في جميع أنحاء العالم. تعتمد العديد من المجتمعات بشكل شبه حصري على الأطعمة النباتية وتعتمد كليًا على النباتات البذرية لتلبية احتياجاتها الغذائية. تهيمن عدد قليل من المحاصيل (الأرز والقمح والبطاطس) على المشهد الزراعي. تطورت العديد من المحاصيل خلال الثورة الزراعية، عندما انتقلت المجتمعات البشرية من صيادي-جامعي الثمار الرحل إلى البستنة والزراعة. توفر الحبوب، الغنية بالكربوهيدرات، الغذاء الأساسي للعديد من النظم الغذائية البشرية. توفر البقوليات والمكسرات البروتينات. تُستخرج الدهون من البذور المطحونة، كما هو الحال في زيوت الفول السوداني وبذور اللفت (الكانولا)، أو من الثمار.

عرفت المجتمعات البشرية الخصائص الطبية للنباتات منذ العصور القديمة. توجد إشارات إلى استخدام الخصائص العلاجية للنباتات في الكتابات المصرية والبابلية والصينية منذ 5000 عام. العديد من الأدوية العلاجية الاصطناعية الحديثة مشتقة أو مصنعة من المستقلبات الثانوية للنباتات. في كثير من الأحيان، قد يكون الشكل الخام للنبات أو المادة النباتية غير قابل للاستخدام حتى لو أظهر خصائص مفيدة. على سبيل المثال، كان زيت الشولموغرا فعالاً إلى حد ما في علاج الجذام، لكن كان من الصعب تطبيقه ومؤلماً للمرضى. في عام 1915، ابتكرت أليس بول (في سن 23 عامًا فقط) طريقة لاستخلاص مركبات الإستر النشطة من الزيت بحيث يمكن امتصاصها من قبل الجسم، مما أدى إلى علاج أكثر فعالية بكثير بدون الآثار الجانبية السلبية. ظلت "تقنية بول" هي الطريقة المفضلة حتى حلت محلها الأدوية الاصطناعية بعد عقود. من المهم ملاحظة أن نفس مستخلص النبات يمكن أن يكون علاجًا علاجيًا بتركيزات منخفضة، ويصبح دواءً مسببًا للإدمان بجرعات أعلى، ويمكن أن يكون قاتلاً بتركيزات عالية. جدول 14.2 يعرض بعض الأدوية، ونباتاتها الأصلية، وتطبيقاتها الطبية.