معلومة

هل تستهلك النباتات نفس كمية ثاني أكسيد الكربون التي تطلقها؟

هل تستهلك النباتات نفس كمية ثاني أكسيد الكربون التي تطلقها؟



We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

هناك العديد من الادعاءات في وسائل الإعلام بأن الأشجار تزيل المزيد من ثاني أكسيد الكربون من الغلاف الجوي أكثر مما تطلقه مرة أخرى في الغلاف الجوي. بأي مسار كيميائي يمكن أن يحدث هذا؟ إن القانون الذي يقضي بعدم إنشاء المادة أو تدميرها ينطبق بالتأكيد كما يتضح من المسار الكيميائي في عملية التمثيل الضوئي والتنفس.

6CO2 + 6H2O + طاقة ضوء الشمس. -----> C6H12O6 + 6O2 C6H12O6 + 6O2. -----> 6H2O + ATP (طاقة) + 6CO2

وبالتالي يتم تحرير نفس كمية 6CO2 المأخوذة ، من أجل أن يكون للنبات تكوين طاقة قابلة للاستخدام من ATP لإنشاء الأنسجة النباتية ، لذلك لا يمكن أن يحدث التمثيل الضوئي بمعدل أسرع من التنفس. إذا حدث ذلك ، فعندئذ نعم ، يتم إزالة المزيد من ثاني أكسيد الكربون ثم إطلاقه ، لكن هذا سيترك معادلة غير متوازنة. أنا لا أجادل في القصة على طول طريق أنسجة الأشجار وعزل / تخزين الكربون.


لقد وضعت افتراضًا خاطئًا: أن رد الفعل الثاني يحدث بنفس معدل التفاعل الأول. في الواقع ، تحرق النباتات فقط ما يكفي من الجلوكوز لتغذية أنشطتها. يتم تحويل الكثير من الجلوكوز المتكون إلى أشكال تخزين مثل السليلوز والنشا. في الواقع ، تأتي الغالبية العظمى من كتلة الكربون في النبات في نهاية المطاف من ثاني أكسيد الكربون الذي تم تحويله ضوئيًا إلى أشكال كربوهيدراتية. (قراءة متعمقة)

في النهاية ، عندما تموت النباتات ، يتم استخدام جزيئات الكربون هذه كغذاء لأنواع أخرى ، مثل الحيوانات والبكتيريا. في نهاية المطاف ، سواء في مادة نباتية سماد أو مادة برازية ، يترسب الكربون على الأرض. لذا فمن الصحيح في النهاية أن الأشجار والنباتات تزيل ثاني أكسيد الكربون بشكل دائم من الغلاف الجوي. على الرغم من إطلاق بعضها في الغلاف الجوي بشكل تقويضي ، يتم إعادة امتصاص المزيد لعمليات الابتنائية ، وفي النهاية ، يتم ترسيب ثاني أكسيد الكربون على الأرض في أشكال كربونية أكثر تعقيدًا.


يمكن قياس كمية الكربون المخزنة في النباتات بواسطة كتلة الكربون في وزنها الجاف. تُعرف الأشجار بقدرتها على عزل الكربون ، لأنها طويلة العمر ، وتحسن المناخ المحلي واحتباس الماء وتوفر موطنًا للعديد من الأنواع. هناك العديد من النتائج الإيجابية لامتلاك المزيد من الأشجار ، لكن التربة وسيلة بيولوجية أكثر فاعلية لعزل الكربون (لا تزال الأشجار مطلوبة).


التمثيل الضوئي في النباتات

النباتات تصنع طعامها عن طريق التمثيل الضوئي. أثناء عملية التمثيل الضوئي ، يأخذ النبات الماء وثاني أكسيد الكربون والطاقة الضوئية وينتج الجلوكوز والأكسجين. يأخذ الضوء من الشمس ، وذرات الكربون والأكسجين من الهواء ، والهيدروجين من الماء لصنع جزيئات طاقة تسمى ATP ، والتي تقوم بعد ذلك ببناء جزيئات الجلوكوز. يأتي الأكسجين الناتج عن عملية التمثيل الضوئي من الماء الذي يمتصه النبات. يتكون كل جزيء ماء من ذرتين من الهيدروجين وذرة أكسجين واحدة ، ولكن ذرات الهيدروجين فقط هي المطلوبة. يتم إطلاق ذرات الأكسجين مرة أخرى في الهواء. يمكن للنباتات البناء الضوئي فقط عندما يكون لديها ضوء.


لاهث

يبدأ متسلقو الجبال عمومًا في الشعور بداء المرتفعات على ارتفاع 3000 متر فوق مستوى سطح البحر. في هذا الارتفاع ، تكون تركيبة الهواء هي نفسها ولكن الضغط أقل بكثير. هذا يعني أنك تحصل على كمية أقل من الأكسجين في كل نفس ، مما يجعل تركيز الأكسجين أقل.

يصبح الهواء رقيقًا جدًا هناك.

عند 3000 متر ، يكون تركيز الأكسجين المكافئ أقل بقليل من 15٪.

لذلك لدينا فكرة جيدة عما سيحدث للوسي بعد ثلاثة أيام في الفضاء. من المحتمل أن يكون لديها القليل من الصداع ، وتشعر بقليل من الغثيان ، وتجد صعوبة في النوم ، وربما تحصل على بعض الأحلام الغريبة. ثلاثة أيام ليست طويلة للتأقلم مع 3000 متر ، ولكن يجب أن تكون كافية لمنع حدوث أي شيء أسوأ.

بعد ثلاثة أيام ، ستكون لوسي قد استنشقت كل هواءها مرتين. في هذه المرحلة ، ستنخفض نسبة الأكسجين إلى 10٪ تقريبًا. وهذا يعادل ارتفاع 6000 متر ، وهو أعلى قليلاً من ارتفاع كليمنجارو.

ستة أيام ليست طويلة بما يكفي للتأقلم بشكل صحيح مع مستويات الأكسجين هذه. قد تكون لوسي قادرة على البقاء هناك لفترة من الوقت ، لكنها ليست مستدامة. وستستهلك المزيد من الأكسجين مع كل نفس.

النتيجة الأكثر احتمالا هي الموت المزعج إما من الوذمة الدماغية (تورم في الدماغ) أو الوذمة الرئوية (حيث تغرق في سوائلك بشكل أساسي). ليست مثالية.

لكن مع ذلك ، يجب أن تكون ستة أيام طويلة بما يكفي لمستكشفنا الشجاع خارج الأرض لإيجاد مخرج ، أليس كذلك؟ أو ربما تتلقى مركبة فضائية عابرة نداء استغاثة وتأتي لإنقاذها؟

بعد كل شيء ، كان مات ديمون يزرع البطاطس ويتواصل مع الأرض في أي وقت من الأوقات.


النباتات C4

تُعرف عملية C4 أيضًا باسم مسار Hatch-Slack وتسمى جزيئات الكربون الوسيطة 4 التي يتم إنتاجها ، حمض الماليك أو حمض الأسبارتيك. لم يكتشف العلماء مسار C4 إلا في الستينيات من القرن الماضي أثناء دراسة قصب السكر. يحتوي C4 على خطوة واحدة في المسار قبل دورة Calvin مما يقلل من كمية الكربون المفقودة في العملية الإجمالية. يتم نقل ثاني أكسيد الكربون الذي يتم تناوله بواسطة النبات إلى خلايا الغلاف بواسطة حمض الماليك أو جزيئات حمض الأسبارتيك (تسمى الجزيئات في هذه المرحلة مالات وأسبارتات). محتوى الأكسجين داخل خلايا غلاف الحزمة منخفض جدًا ، لذا فإن إنزيمات RuBisCO أقل احتمالية لتحفيز تفاعلات الأكسدة وإهدار جزيئات الكربون. تطلق جزيئات المالات والأسبارتات ثاني أكسيد الكربون في البلاستيدات الخضراء لخلايا غلاف الحزمة وتبدأ دورة كالفين. تعد خلايا غمد الحزمة جزءًا من تشريح أوراق كرانز المميز لنباتات C4.

يستخدم حوالي 3٪ أو 7600 نوع من النباتات مسار C4 ، حوالي 85٪ منها نباتات كاسيات البذور (نباتات مزهرة). تشمل نباتات C4 الذرة وقصب السكر والدخن والذرة الرفيعة والأناناس والأقحوان والملفوف.


توضح الصورة أعلاه مسار تثبيت الكربون C4.


هل تنتج جميع النباتات الأكسجين؟ - حقائق عن الحديقة

هل تنتج جميع النباتات الأكسجين؟ - نعم ، كل النباتات الخضراء تنتج الأكسجين. في الواقع ، تنتج بعض الأعضاء غير الخضراء في المملكة النباتية الأكسجين. البعض ينتج أقل والبعض الآخر ينتج أكثر لكنهم جميعا يفعلون.

المملكة النباتية كبيرة جدًا لدرجة أن معرفتها جميعًا غير ممكن. لديهم استثناءات ولكن بشكل عام ، يمكننا القول أن جميع النباتات تنتج الأكسجين.

فقط النباتات الطفيلية الكاملة مثل الحامول و Cuscuta تعتمد على النباتات الأخرى من أجل البقاء.

من الناحية الفنية ، لا تنتج النباتات الأكسجين. الأكسجين منتج ثنائي لعملية التمثيل الضوئي. التمثيل الضوئي هو تفاعل كيميائي ضوئي يتحد فيه الماء مع ثاني أكسيد الكربون في وجود ضوء الشمس والكلوروفيل. الجلوكوز والأكسجين نتاج عملية التمثيل الضوئي.

في الواقع ، الأكسجين المنطلق في الهواء هو بقايا عملية التمثيل الضوئي. من الناحية الفنية ، يجب أن تستخدم النباتات هذا الأكسجين. لكن لم يتبق الكثير من الكربون والهيدروجين لإنتاج الجلوكوز. لذلك يزيل النبات بقية الأكسجين غير المستخدم.

هل تنتج جميع النباتات نفس الكمية من الأكسجين؟

لا بالتأكيد لا. لا تنتج جميع النباتات نفس الكمية من الأكسجين. كمية الأكسجين المنتجة تعتمد بشكل مباشر على كمية التمثيل الضوئي التي يتم إجراؤها. المزيد من التمثيل الضوئي يعني المزيد من الأكسجين والمزيد من التمثيل الضوئي يحتاج إلى المزيد من الكلوروفيل. لذلك يمكن الافتراض أن النباتات المختلفة تنتج كمية مختلفة من الأكسجين

هل تعرف- ينتج كل العشب الموجود على الأرض كمية من الأكسجين أكثر من أي نبات آخر نعرفه.

هل هذا يعني أن العشب ينتج أكبر قدر من الأكسجين؟ - من الناحية الفنية نعم ولكن من الناحية العملية لا. أليس هذا محيرا.

لا ، هذا لا يتعارض. يتم استهلاك معظم الأكسجين الذي ينتجه العشب أو يتم موازنته بثاني أكسيد الكربون الذي تنتجه الحيوانات العاشبة.

هل تنتج النباتات أكسجين أكثر من الأشجار؟ - تنتج النباتات أو الأشجار الكبيرة أكسجينًا أكثر من أي نبات منزلي صغير. الشجرة الكبيرة تعني المزيد من الأوراق والمزيد من الأوراق يعني المزيد من الأكسجين. لذلك ، فمن الصحيح أن الأشجار تنتج أكسجين أكثر من النباتات الصغيرة.

تحتاج الأشجار الكبيرة إلى مزيد من الأكسجين للتنفس. نسبة الأكسجين المنتج إلى الأكسجين المستهلك أعلى بكثير في الأشجار.

هل فكرت يومًا - لماذا تكون كمية الأكسجين الصافي التي تنتجها الشجرة أعلى من تلك التي ينتجها النبات؟

إذا لم يكن كذلك ، فكر مرة واحدة. في الواقع ، كمية التنفس والنتح في النباتات الصغيرة أعلى بكثير من الأشجار. لماذا ا؟ بسبب الاختلاف في أنشطتهم الأيضية. لا ، أنا لا أتحدث عن الطعام الذي يتم مضغه وهضمه وكل شيء.

يشير التمثيل الغذائي في المملكة النباتية إلى عملهم اليومي العام. إنه مثل تفتح الأزهار ، نضج الثمار ، نمو الجذور والسيقان. كل شيء يعتمد على معدل النمو. هنا تأتي حقيقة مثيرة للاهتمام. تنمو النباتات الصغيرة بشكل أسرع من الأشجار الكبيرة بسبب عملية التمثيل الغذائي السريع.

هذا باينت صالح لتلبية البيان- تنتج الأشجار أكسجينًا صافيًا أكثر من النباتات الصغيرة.

هل يمكن للنبات أن يعيش بدون أكسجين؟ - نعم ، من الناحية النظرية ، يمكن للنبات أن يعيش بدون أكسجين. يعتبر ثاني أكسيد الكربون والماء وأشعة الشمس ضرورية للنباتات. الأكسجين منتج ثانوي لعملية التمثيل الضوئي. بمجرد أن يبدأ رد الفعل في وضح النهار ، سيستمر في الليل أيضًا.

هذا هو السبب في اعتقاد العلماء أن النباتات يمكن أن تنمو في المريخ قبل وقت طويل من المضي قدمًا للاستقرار. يمكن لهذه النباتات أيضًا تطوير بيئة اصطناعية لأشكال الحياة الأخرى.

الكلمات الأخيرة

تنتج جميع النباتات الخضراء الأكسجين. النباتات الطفيلية مثل Cuscuta و dodder وغيرها لا تنتج الأكسجين. تنتج الأشجار أكسجينًا أكثر من النباتات الصغيرة. يمكن للنباتات أن تعيش بدون أكسجين بمجرد زراعتها ، فهذا ليس خيالًا علميًا.

لم يذكر اسمه: أي شيء آخر اسمحوا لي أن أعرف. ما رأيك في النباتات والأكسجين الذي تنتجه؟ اكتب وجهات نظرك وأفكارك. استمر في القراءة للحصول على حقائق أكثر إثارة للاهتمام عن الحديقة. ابق على اتصال واستمر في القراءة.

متعلق ب

مرحباً ، اسمي سوكانت. أنا محترف في تكنولوجيا المعلومات. البستنة بالنسبة لي ليست مجرد هواية ، إنها طريقة عيش الحياة مع الطبيعة. نظرًا لخلفيتي العائلية كمزارعين تجاريين لأكثر من 3 أجيال: أشعر شخصيًا بالارتباط بالأخضر. أنا لست خبيرا ، أنا هنا فقط لأشارككم خبرتي البالغة 25 عاما في البستنة. صدقني إنه منعش دائمًا.

اترك رد إلغاء الرد

المشاركات الاخيرة

هل تحب العناكب؟ أراهن أن لا أحد منكم يحبهم وهم يتجولون على شعرك أو كتفك. هذا سيناريو شائع جدًا للبستنة اليومية. كلما زرت حديقتي الخلفية ، يجب أن أواجه هؤلاء.

الخلية النباتية هي بنية مثيرة للاهتمام لفهمها. نناقش اليوم طبيعة هذه الخلايا. هل تعرف ما إذا كانت النباتات حقيقية النواة أم بدائية النواة؟ هل أنت على علم بحقيقيات النوى و.


هل تستهلك النباتات نفس كمية ثاني أكسيد الكربون التي تطلقها؟ - مادة الاحياء

أراهن أنك تتساءل عن ذلك لأنك تعلم بالفعل أن النباتات يمكنها إنتاج الأكسجين. من المحتمل أنك تعرف ذلك بالفعل في البناء الضوئي، تأخذ النباتات ثاني أكسيد الكربون2 من الهواء والماء (H2س) من جذورها ، والطاقة من الشمس ، وتصنع السكر 6ح12ا6).

ما لا يدركه الكثير من الناس هو ذلك عندما يكون هناك القليل من الضوء أو لا يوجد ضوء ، فإن النباتات تفعل نفس الشيء الذي نفعله. تكسير السكر لإطلاق ثاني أكسيد الكربون2والمياه والطاقة. هذا يتطلب الأكسجين. السبب معقد جدًا ، ولكن بشكل أساسي ، يتم تمرير الإلكترونات ، ويجب على الأكسجين التقاطها في نهاية العملية.

إذا قمت بقياس كمية الأكسجين وثاني أكسيد الكربون2 يذوب في بحيرة ، كيف تعتقد أن مستويات النهار يمكن مقارنتها بمستويات الليل؟ هل سيحتاج النبات إلى الأكسجين إذا كان تحت الأضواء 24 ساعة في اليوم؟

النباتات تتنفس ، تمامًا كما نفعل نحن. عندما لا يتمكن النبات من الوصول إلى الضوء ، فإنه يحرق السكر لتوليد الطاقة واستهلاك الطاقة. كل ما في الأمر أن النباتات تستخدم السكريات لبناء أجسامها بالإضافة إلى تخزين الطاقة ، لذلك على مدار حياة النبات ، أثناء نموه ، ينتج سكرًا أكثر مما يحرق ، وبالتالي يطلق أكسجينًا أكثر مما يستهلكه.

تحتاج النباتات إلى الأكسجين لنفس السبب أنت و Ido - بدون الأكسجين لا يمكننا تحويل الكربوهيدرات والدهون والبروتينات التي نتناولها إلى طاقة. نسمي هذه العملية التنفس وصيغة هذا النوع من التفاعل هي كما يلي:

سكر + أكسجين -> ثاني أكسيد الكربون + ماء + طاقة

وبالتالي نتنفس الأكسجين ونتناول الطعام ونخرج ثاني أكسيد الكربون ونفرز الماء.

يحدث هذا التفاعل بالضبط في كل خلية حية ، بما في ذلك جميع الخلايا النباتية. ولكن بالتأكيد لا يتعين على النباتات أن تأكل الطعام ، لأنها تصنع طعامها باستخدام التمثيل الضوئي.

صيغة التمثيل الضوئي هي في الأساس:

ثاني أكسيد الكربون + ماء + ضوء الشمس -> سكر + أكسجين

يمكنك أن ترى أن هذا هو في الأساس عكس التنفس ، لكن النباتات تحول الطاقة في ضوء الشمس إلى روابط كيميائية للسكر. عندما تتنفس الخلايا ، فإنها تكسر تلك الروابط وتستخرج الطاقة منها. على أي حال ، يمكنك أن ترى ذلك ينتج التمثيل الضوئي الأكسجين كمنتج نفايات ، لذلك في معظم الأحيان لا تضطر النباتات إلى استنشاق أكسجين إضافي - يمكنها فقط استخدام الأكسجين الذي تنتجه أثناء عملية التمثيل الضوئي. لكن، تقوم النباتات بعملية التمثيل الضوئي فقط في الأجزاء الخضراء ، مثل الأوراق والسيقان ، لكن جميع الخلايا النباتية تحتاج إلى الأكسجين للتنفس. تحصل الخلايا الموجودة في الأوراق على الكثير من الأكسجين من عملية التمثيل الضوئي ، لكن الخلايا الموجودة في الجذور غالبًا ما تحتاج إلى الحصول على الأكسجين من البيئة للبقاء على قيد الحياة. على الرغم من دفن الجذور ، إلا أنها تستطيع امتصاص الأكسجين من المساحات الهوائية الصغيرة في التربة. هذا هو السبب في أنه من الممكن "إغراق" النباتات عن طريق سقايتها كثيرًا.

إذا كانت التربة رطبة جدًا ، فإن الجذور تختنق ، ولا تستطيع الجذور الحصول على أي أكسجين من الهواء ، وتموت الخلايا الموجودة في الجذور. بدون هذه الخلايا الجذرية ، يموت باقي النبات. طورت بعض النباتات تكيفات للتعامل مع التربة شديدة الرطوبة.

المانغروف عبارة عن أشجار تعيش في بيئات مستنقعات على طول الساحل في المناطق الاستوائية. غالبًا ما تكون جذور المنغروف بالكامل تحت المياه المالحة ، لذلك لها هياكل خاصة تسمى الهوائية (كلمة يونانية تعني "ناقل الهواء") التي تعمل مثل الغطس ، وتخرج من الماء للحصول على أكسجين للجذور.


محتويات

تحرير خفيف

تحتوي العديد من الأعضاء النباتية على مستقبلات ضوئية (phototropins و cryptochromes و phytochromes) ، يتفاعل كل منها على وجه التحديد مع أطوال موجية معينة من الضوء. [6] تخبر مستشعرات الضوء هذه النبات ما إذا كان نهارًا أم ليلًا ، وكم هو النهار ، وكم الضوء المتاح ، ومن أين يأتي الضوء. تنمو البراعم عمومًا باتجاه الضوء ، بينما تنمو الجذور بعيدًا عنها ، تُعرف الاستجابات بالاتجاه الضوئي و skotropism ، على التوالي. تنتج عن طريق أصباغ حساسة للضوء مثل phototropins و phytochromes وهرمون النبات أوكسين. [7]

تظهر العديد من النباتات سلوكيات معينة في أوقات محددة من اليوم على سبيل المثال ، الزهور التي تفتح فقط في الصباح. تتبع النباتات الوقت من اليوم بساعة يومية. [6] تتم مزامنة هذه الساعة الداخلية مع التوقيت الشمسي كل يوم باستخدام ضوء الشمس ودرجة الحرارة وإشارات أخرى ، على غرار الساعات البيولوجية الموجودة في الكائنات الحية الأخرى. كما تسمح الساعة الداخلية إلى جانب القدرة على إدراك الضوء للنباتات بقياس الوقت من اليوم وبالتالي تحديد موسم السنة. هذا هو عدد النباتات التي تعرف متى تزهر (انظر الدورة الضوئية). [6] تنبت بذور العديد من النباتات بعد تعرضها للضوء فقط. يتم تنفيذ هذه الاستجابة عن طريق إشارات فيتوكروم. تستطيع النباتات أيضًا الشعور بجودة الضوء والاستجابة بشكل مناسب. على سبيل المثال ، في ظروف الإضاءة المنخفضة ، تنتج النباتات المزيد من أصباغ التمثيل الضوئي. إذا كان الضوء شديد السطوع أو إذا زادت مستويات الأشعة فوق البنفسجية الضارة ، فإن النباتات تنتج المزيد من أصباغها الواقية التي تعمل كواقيات من الشمس. [8]

تحرير الجاذبية

لتوجيه نفسها بشكل صحيح ، يجب أن تكون النباتات قادرة على استشعار اتجاه الجاذبية. تُعرف الاستجابة اللاحقة باسم الجاذبية.

في الجذور ، يتم استشعار الجاذبية وترجمتها في طرف الجذر ، والذي ينمو بعد ذلك عن طريق الاستطالة في اتجاه الجاذبية. في البراعم ، يحدث النمو في الاتجاه المعاكس ، وهي ظاهرة تعرف باسم الجاذبية السلبية. [9] يمكن أن تكتشف جذوع الحور إعادة التوجيه والميل (توازن الحس) من خلال الجاذبية. [10]

عند طرف الجذر ، تسقط أرومات الأميلوبلاست المحتوية على حبيبات النشا في اتجاه الجاذبية. ينشط هذا الوزن المستقبلات الثانوية ، والتي تشير إلى النبات باتجاه سحب الجاذبية. بعد حدوث ذلك ، يُعاد توزيع أوكسين من خلال نقل أوكسين قطبي ويبدأ النمو التفاضلي نحو الجاذبية. في البراعم ، تحدث إعادة توزيع الأوكسين بطريقة تنتج نموًا تفاضليًا بعيدًا عن الجاذبية.

لكي يحدث الإدراك ، يجب أن يكون النبات في كثير من الأحيان قادرًا على استشعار اتجاه الجاذبية وإدراكه وترجمته. بدون الجاذبية ، لن يحدث التوجيه الصحيح ولن ينمو النبات بشكل فعال. لن يكون الجذر قادرًا على امتصاص العناصر الغذائية أو الماء ، ولن تنمو اللقطة باتجاه السماء لتعظيم التمثيل الضوئي. [11]

المس تحرير

توجه Thigmotropism هو حركة اتجاهية تحدث في النباتات التي تستجيب لللمس الجسدي. [12] نباتات التسلق ، مثل الطماطم ، تظهر توجهًا كثيفيًا ، مما يسمح لها بالالتفاف حول الأشياء. هذه الاستجابات بطيئة بشكل عام (بترتيب عدة ساعات) ، ويمكن ملاحظتها بشكل أفضل باستخدام التصوير السينمائي بفاصل زمني ، ولكن يمكن أن تحدث الحركات السريعة أيضًا. على سبيل المثال ، ما يسمى "النبات الحساس" (ميموزا بوديكا) يستجيب حتى لأدنى لمسة جسدية عن طريق طي أوراقه الرقيقة بسرعة بحيث تشير إلى أسفل ، [13] والنباتات آكلة اللحوم مثل فينوس صائدة الذباب (ديونايا موسيبولا) إنتاج هياكل أوراق متخصصة تنغلق عندما تلمسها الحشرات أو تهبط عليها. في مصيدة الذباب فينوس ، يتم الكشف عن اللمس عن طريق أهداب تبطن داخل الأوراق المتخصصة ، والتي تولد جهد فعل يحفز الخلايا الحركية ويسبب حدوث الحركة. [14]

تحرير الرائحة

تنتج النباتات المصابة أو المصابة روائح متطايرة مميزة ، (مثل ميثيل جاسمونيت ، ميثيل الساليسيلات ، الأوراق الخضراء المتطايرة) ، والتي بدورها يمكن أن تراها النباتات المجاورة. [15] [16] غالبًا ما تستجيب النباتات التي تكتشف هذه الأنواع من الإشارات المتطايرة عن طريق زيادة دفاعاتها الكيميائية أو الاستعداد للهجوم من خلال إنتاج مواد كيميائية تدافع عن الحشرات أو تجذب الحشرات المفترسة. [15]

تحرير الهرمونات النباتية والإشارات الكيميائية

تستخدم النباتات بشكل منهجي مسارات الإشارات الهرمونية لتنسيق تطورها وتشكلها.

تنتج النباتات العديد من جزيئات الإشارات المرتبطة عادةً بالجهاز العصبي للحيوان ، مثل الجلوتامات ، و GABA ، والأسيتيل كولين ، والميلاتونين ، والسيروتونين. [17] يمكنهم أيضًا استخدام ATP و NO و ROS للإشارة بطرق مشابهة كما تفعل الحيوانات. [18]

تحرير الفيزيولوجيا الكهربية

تمتلك النباتات مجموعة متنوعة من الطرق لتوصيل الإشارات الكهربائية. تتضمن طرق الانتشار الأربعة المعترف بها عمومًا جهود الفعل (APs) ، إمكانات التباين (VPs) ، الجهود الكهربائية المحلية (LEPs) والجهود النظامية (SPs) [19] [20] [21]

على الرغم من أن الخلايا النباتية ليست خلايا عصبية ، إلا أنها يمكن أن تكون قابلة للإثارة كهربائيًا ويمكن أن تعرض استجابات كهربائية سريعة في شكل نقاط وصول إلى المحفزات البيئية. تسمح الـ APs بحركة أيونات الإشارة والجزيئات من الخلية السابقة المحتملة إلى الخلية (الخلايا) اللاحقة المحتملة. تتكون هذه الإشارات الكهربية من تدفقات متدرجة من الأيونات مثل H + و K + و Cl - و Na + و Ca 2+ ولكن يُعتقد أيضًا أن أيونات الشحنة الكهربية الأخرى مثل Fe 3+ و Al 3+ و Mg 2 قد تلعب أيضًا + و Zn 2+ و Mn 2+ و Hg 2+ دورًا في المخرجات النهائية. [22] يعد الحفاظ على كل تدرج كهروكيميائي للأيونات أمرًا حيويًا في صحة الخلية لأنه إذا وصلت الخلية إلى التوازن مع بيئتها ، فإنها ميتة. [23] [24] يمكن أن تكون هذه الحالة الميتة ناتجة عن مجموعة متنوعة من الأسباب مثل انسداد القناة الأيونية أو ثقب الغشاء.

ترتبط هذه الأيونات الفيزيولوجية الكهربية بمستقبلات على الخلية المستقبلة مسببة تأثيرات في اتجاه مجرى النهر ناتجة عن جزيء واحد أو مجموعة من الجزيئات الموجودة. تم العثور على وسيلة نقل المعلومات وتفعيل الاستجابات الفسيولوجية عبر نظام جزيء الإشارة بشكل أسرع وأكثر تواترًا في وجود نقاط الوصول. [22]

يمكن أن تؤثر إمكانات العمل هذه على عمليات مثل التدفق السيتوبلازمي القائم على الأكتين ، وحركات الأعضاء النباتية ، واستجابات الجروح ، والتنفس ، والتمثيل الضوئي ، والإزهار. [25] [26] [27] [28] يمكن أن تسبب هذه الاستجابات الكهربائية تخليق العديد من الجزيئات العضوية ، بما في ذلك تلك التي تعمل كمواد نشطة عصبيًا في كائنات أخرى مثل أيونات الكالسيوم. [29]

يؤثر تدفق الأيونات عبر الخلايا أيضًا على حركة الجزيئات والمذابات الأخرى. يؤدي هذا إلى تغيير التدرج الاسموزي للخلية ، مما يؤدي إلى تغييرات في ضغط الدم في الخلايا النباتية عن طريق الماء وتدفق المذاب عبر أغشية الخلية. تعد هذه الاختلافات حيوية لامتصاص العناصر الغذائية ، والنمو ، والعديد من أنواع الحركات (المدارات والحركات القاسية) من بين الفسيولوجيا والسلوك الأساسي للنبات. [30] [31] (Higinbotham 1973 Scott 2008 Segal 2016).

وبالتالي ، تحقق النباتات استجابات سلوكية في السياقات البيئية والتواصلية والبيئية.

تحرير تصور الإشارة

يتم التوسط في سلوك النبات عن طريق الفيتوكرومات ، والأقارب ، والهرمونات ، والمضادات الحيوية أو إطلاق مواد كيميائية أخرى ، وتغييرات في الماء والنقل الكيميائي ، وغيرها من الوسائل.

النباتات لديها العديد من الاستراتيجيات لمحاربة الآفات. على سبيل المثال ، يمكنهم إنتاج عدد كبير من السموم الكيميائية المختلفة ضد الحيوانات المفترسة والطفيليات أو يمكنهم إحداث موت سريع للخلايا لمنع انتشار العوامل المعدية. يمكن أن تستجيب النباتات أيضًا للإشارات المتطايرة التي تنتجها النباتات الأخرى. [32] [33] تزداد مستويات جاسمونيت أيضًا بسرعة استجابةً للاضطرابات الميكانيكية مثل لف المحلاق. [34]

في النباتات ، الآلية المسؤولة عن التكيف هي نقل الإشارة. [35] [36] [37] [38] تشمل الاستجابات التكيفية:

  • البحث النشط عن الضوء والمغذيات. يفعلون ذلك عن طريق تغيير الهندسة المعمارية الخاصة بهم ، على سبيل المثال نمو الفرع واتجاهه وعلم وظائف الأعضاء والنمط الظاهري. [39] [40] [41]
  • يتم وضع الأوراق والفروع وتوجيهها استجابة لمصدر الضوء. [39] [42]
  • الكشف عن حجم التربة وتكييف النمو وفقًا لذلك ، بغض النظر عن توافر المغذيات. [43] [44] [45].

لا تمتلك النباتات أدمغة أو شبكات عصبية مثل الحيوانات ، ومع ذلك ، قد توفر التفاعلات داخل مسارات الإشارات أساسًا كيميائيًا حيويًا للتعلم والذاكرة بالإضافة إلى الحساب وحل المشكلات الأساسي. [46] [47] المثير للجدل هو أن الدماغ يستخدم كاستعارة في ذكاء النبات لتوفير رؤية متكاملة للإشارات. [48]

تستجيب النباتات للمنبهات البيئية بالحركة والتغيرات في التشكل. يتواصلون بينما يتنافسون بنشاط على الموارد. بالإضافة إلى ذلك ، تحسب المصانع ظروفها بدقة ، وتستخدم تحليلًا متطورًا للتكلفة والعائد ، وتتخذ إجراءات محكومة بإحكام للتخفيف من الضغوطات البيئية المتنوعة والتحكم فيها. النباتات قادرة أيضًا على التمييز بين التجارب الإيجابية والسلبية والتعلم من خلال تسجيل الذكريات من تجاربها السابقة. [49] [50] [51] [52] [53] تستخدم النباتات هذه المعلومات لتكييف سلوكها من أجل البقاء على قيد الحياة التحديات الحالية والمستقبلية لبيئاتها.

يدرس فسيولوجيا النبات دور الإشارات لدمج البيانات التي تم الحصول عليها على المستويات الجينية والكيميائية الحيوية والخلوية والفسيولوجية ، من أجل فهم تطور النبات وسلوكه. ترى وجهة النظر العصبية الحيوية النباتات ككائنات معالجة معلومات لها عمليات اتصال معقدة إلى حد ما تحدث في جميع أنحاء النبات الفردي. يدرس كيفية جمع المعلومات البيئية ومعالجتها ودمجها ومشاركتها (بيولوجيا النبات الحسية) لتمكين هذه الاستجابات التكيفية والمنسقة (سلوك النبات) وكيف يتم `` تذكر '' الإدراك الحسي والأحداث السلوكية من أجل السماح بالتنبؤ بالأنشطة المستقبلية عند أساس التجارب السابقة. النباتات ، يطالب بها البعض [ من الذى؟ ] علماء فيزيولوجيا النبات متطورون في السلوك مثل الحيوانات ، ولكن هذا التطور تم حجبه من خلال المقاييس الزمنية لاستجابات النباتات للمنبهات ، والتي عادة ما تكون أبطأ بكثير من تلك التي لدى الحيوانات. [ بحاجة لمصدر ]

لقد قيل أنه على الرغم من أن النباتات قادرة على التكيف ، فلا ينبغي أن يطلق عليها اسم ذكاء في حد ذاته، نظرًا لأن علماء البيولوجيا العصبية للنبات يعتمدون بشكل أساسي على الاستعارات والتماثلات للقول بأن الاستجابات المعقدة في النباتات لا يمكن إنتاجها إلا عن طريق الذكاء. [54] "يمكن للبكتيريا أن تراقب بيئتها وتحفز عمليات النمو المناسبة للظروف السائدة ، ولكن هل هذا الذكاء؟ قد يكون سلوك التكيف البسيط هذا ذكاءً بكتيريًا ولكن من الواضح أنه ليس ذكاءً حيوانيًا." [55] ومع ذلك ، فإن ذكاء النبات يتناسب مع تعريف الذكاء الذي اقترحه ديفيد ستينهاوس في كتاب عن التطور والذكاء الحيواني ، حيث وصفه بأنه "سلوك متغير تكيفي خلال حياة الفرد". [56] جادل نقاد هذا المفهوم أيضًا بأن النبات لا يمكن أن يكون له أهداف بمجرد تجاوزه لمرحلة نمو الشتلات لأنه ، باعتباره كائنًا معياريًا ، تسعى كل وحدة إلى أهداف البقاء الخاصة بها ولا يتم التحكم في السلوك الناتج على مستوى الكائن بشكل مركزي . [55] هذا الرأي ، مع ذلك ، يستوعب بالضرورة احتمال أن تكون الشجرة عبارة عن مجموعة من الوحدات الذكية الفردية التي تتعاون وتتنافس وتؤثر على بعضها البعض لتحديد السلوك بطريقة تصاعدية. إن التطور إلى كائن أكبر يجب أن تتعامل وحداته مع الظروف والتحديات البيئية المختلفة ليس عالميًا عبر الأنواع النباتية ، ومع ذلك ، فقد تخضع الكائنات الحية الأصغر لنفس الظروف عبر أجسامها ، على الأقل ، عند النظر في الأجزاء الموجودة أدناه وفوق الأرض بشكل منفصل. علاوة على ذلك ، فإن الادعاء بأن السيطرة المركزية على التنمية غائبة تمامًا عن النباتات يتم تزويرها بسهولة من خلال الهيمنة القمية. [ بحاجة لمصدر ]

كتب عالم النبات الإيطالي فيديريكو دلبينو عن فكرة ذكاء النبات في عام 1867. [57] درس تشارلز داروين الحركة في النباتات ونشر كتابًا في عام 1880 ، قوة الحركة في النباتات. يستنتج داروين:

ليس من قبيل المبالغة أن نقول إن رأس الجذر الممنوح [..] يعمل مثل دماغ أحد الحيوانات السفلية التي يقع الدماغ داخل الطرف الأمامي من الجسم ، ويتلقى الانطباعات من أعضاء الإحساس ، و توجيه الحركات المتعددة.

في عام 2020 ، درس Paco Calvo ديناميكية حركات النبات واستقصى ما إذا كانت الفاصوليا الفرنسية تهدف عمدًا إلى دعم الهياكل. [58] قال كالفو: "نرى هذه الإشارات للسلوك المعقد ، والاختلاف الوحيد هو أنه ليس قائمًا على الأعصاب ، كما هو الحال في البشر. هذا ليس مجرد سلوك تكيفي ، إنه سلوك استباقي وموجه نحو الهدف ومرن ". [59]

في الفلسفة ، هناك القليل من الدراسات حول الآثار المترتبة على إدراك النبات. طرح مايكل ماردر ظواهر الحياة النباتية بناءً على فسيولوجيا إدراك النبات. [60] يقدم باكو كالفو جارزون وجهة نظر فلسفية عن إدراك النبات بناءً على العلوم المعرفية والنمذجة الحسابية للوعي. [61]

مقارنة مع علم الأعصاب تحرير

تمت مقارنة الأنظمة الحسية والاستجابة للنبات بالعمليات العصبية الحيوية للحيوانات. تتعلق البيولوجيا العصبية للنبات في الغالب بالسلوك التكيفي الحسي للنباتات والفيزيولوجيا الكهربية للنبات. يُنسب للعالم الهندي جيه سي بوس كأول شخص يبحث ويتحدث عن البيولوجيا العصبية للنباتات. ومع ذلك ، ينظر العديد من علماء النبات وعلماء الأعصاب إلى مصطلح "البيولوجيا العصبية النباتية" باعتباره تسمية خاطئة ، لأن النباتات لا تحتوي على عصبونات. [54]

تم انتقاد الأفكار الكامنة وراء البيولوجيا العصبية للنبات في مقال نُشر عام 2007 [54] نُشر في الاتجاهات في علوم النبات بواسطة أميديو ألبي و 35 عالمًا آخر ، بما في ذلك علماء الأحياء النباتية البارزين مثل جيرد يورجنز وبن شيريس وكريس سومرفيل. يعكس اتساع مجالات علوم النبات التي يمثلها هؤلاء الباحثون حقيقة أن الغالبية العظمى من مجتمع أبحاث علوم النبات يرفض علم الأحياء العصبية للنبات كمفهوم شرعي. حججهم الرئيسية هي: [54]

  • "البيولوجيا العصبية النباتية لا تضيف إلى فهمنا لفيزيولوجيا النبات أو بيولوجيا الخلية النباتية أو الإشارات".
  • "لا يوجد دليل على وجود هياكل مثل الخلايا العصبية أو نقاط الاشتباك العصبي أو الدماغ في النباتات".
  • يطرح التواجد الشائع للوصلة الوراثية في النباتات "مشكلة للإشارة من وجهة نظر فيزيولوجية كهربية" ، نظرًا لأن الاقتران الكهربائي المكثف يستبعد الحاجة إلى أي نقل من خلية إلى خلية لمركبات "تشبه الناقل العصبي".

يدعو المؤلفون إلى وضع حد لـ "المقارنات السطحية والاستقراء المشكوك فيه" إذا كان مفهوم "البيولوجيا العصبية للنبات" يفيد مجتمع البحث. [54] حاولت العديد من الردود على هذا النقد توضيح أن مصطلح "البيولوجيا العصبية النباتية" هو استعارة وأن الاستعارات أثبتت فائدتها في مناسبات سابقة. [62] [63] يصف الفيزيولوجيا البيئية للنبات هذه الظاهرة.

المتوازيات في تحرير الأصناف الأخرى

إن مفاهيم إدراك النبات ، والتواصل ، والذكاء لها أوجه تشابه في الكائنات البيولوجية الأخرى التي تبدو مثل هذه الظواهر غريبة أو غير متوافقة مع الفهم التقليدي للبيولوجيا ، أو ثبت بطريقة أخرى صعوبة دراستها أو تفسيرها. توجد آليات مماثلة في الخلايا البكتيرية ، والسوطيات المنتفخة ، والخيوط الفطرية ، والإسفنج ، من بين العديد من الأمثلة الأخرى. كل هذه الكائنات ، على الرغم من خلوها من الدماغ أو الجهاز العصبي ، قادرة على استشعار بيئتها الفورية واللحظة والاستجابة وفقًا لذلك. في حالة الحياة أحادية الخلية ، تكون المسارات الحسية أكثر بدائية بمعنى أنها تحدث على سطح خلية واحدة ، على عكس شبكة من العديد من الخلايا ذات الصلة.


التنفس الهوائي في النباتات

1.0.0.0 "> تمامًا مثل جميع الحيوانات بما في ذلك البشر ، تحتاج النباتات إلى التنفس وإلا ستموت. من المهم ملاحظة أن التنفس لا يتنفس ، فالنباتات لا تتنفس كما نفعل نحن.

1.0.1"> 1.0.2.0.0 "> من المهم أيضًا ملاحظة أن التنفس والبناء الضوئي ليسا نفس الشيء أيضًا. إنهما عمليتان منفصلتان ، تستخدمهما النباتات للبقاء على قيد الحياة. تستخدم النباتات التمثيل الضوئي لإنتاج الطاقة ، بينما تتعطل عملية التنفس الطاقة للاستخدام.

1.0.2.0.0 "> هنا معادلة التمثيل الضوئي: ثاني أكسيد الكربون + ماء ← جلوكوز + أكسجين

1.0.5.0 "> كما ترى ، فإن المتفاعلات ونواتج التنفس الهوائي والتمثيل الضوئي في النباتات متضادتان:

    1.0.6.0.6.0.6.0.6.0.7"> 1.0.8">

1.1">

1.1.0.8.0.0.8.0.0.8.0.0.8.0.0.8.0.0.8.0.0.8.0.8.0">

1. 9 دولارات "> الرجاء مساعدتنا بتعليقاتك وتفسيراتك حول كيفية إطلاق النباتات للطاقة!


كيف تتنفس النباتات؟

تتنفس النباتات باستخدام نظام يسمى التنفس. يطلقون ثاني أكسيد الكربون ويأخذون الأكسجين من الهواء المحيط بهم.

يمكن للنباتات ، على عكس الكائنات الحية الأخرى ، أن تنتج الأكسجين الخاص بها في عملية تسمى التمثيل الضوئي. التمثيل الضوئي هو عكس التنفس. في عملية التمثيل الضوئي ، يمتص النبات ثاني أكسيد الكربون في النبات ومن ثم يتم إنتاج الأكسجين.

النباتات تتنفس طوال الوقت ، ليلا أو نهارا. ومع ذلك ، فإنها تقوم فقط بعملية التمثيل الضوئي خلال النهار ، عندما تكون الشمس في الخارج. كل جزء من النبات يتنفس. إنه "يستنشق" الأكسجين من خلال المسام على طول طول النبات ، من الجذور إلى الأزهار. تحصل الجذور على الأكسجين من الجيوب الهوائية في التربة المحيطة. "يزفر" النبات ثاني أكسيد الكربون بنفس الطريقة.

تنتج بعض النباتات أكسجينًا أكثر من غيرها. غالبًا ما تستخدم النباتات التي تنتج كميات كبيرة من الأكسجين مثل Elodea canadenis في البرك وأحواض السمك لأنها تقوم بعمل جيد في تزويد المياه بالأكسجين.

التمثيل الضوئي عملية مختلفة تمامًا عن التنفس. أثناء عملية التمثيل الضوئي ، يلتقط الكلوروفيل ، الصباغ الذي يجعل النباتات خضراء ، الطاقة من الشمس ويستخدمها مع ثاني أكسيد الكربون والماء لصنع السكريات. توفر هذه السكريات وقود النبات لمساعدته على البقاء بصحة جيدة والنمو.


شاهد الفيديو: Insecticide naturel à partir des fruits darbre de neem en Dendi accent du Bénin (أغسطس 2022).