34.10: التشكل الحيوي

التشكل الحيوي للنبات _ تطوير شكل النبات وهيكله _ يتضمن العديد من العمليات التنموية المتداخلة ، بما في ذلك النمو وتمايز الخلايا. تتمايز الخلايا السليفة إلى أنواع خلايا محددة ، والتي يتم تنظيمها في الأنسجة و أجهزة الأعضاء التي تشكل النبات الوظيفي.

يخضع نمو النبات وتمايز الخلايا للتحكم الهرموني المعقد. تنظم الهرمونات النباتية التعبير الجيني ، غالباً استجابةً للمنبهات البيئية. على سبيل المثال ، تشكل العديد من النباتات الزهور. على عكس السيقان والجذور ، لا تنمو الأزهار طوال حياة النبات. ينطوي الإزهار على تغيير في هوية النسيج الإنشائي _ مناطق من النبات تحتوي على خلايا تنقسم بنشاط وتشكل أنسجة جديدة.

بالإضافة إلى الإشارات الداخلية ، تؤدي الإشارات البيئية _ مثل درجة الحرارة وطول اليوم _ إلى التعبير عن جينات هوية النسيج الإنشائي. تمكّن الهوية الجينية للخلايا الإنشائية من تحويل النسيج الإنشائي القمي للبزاعم إلى نسيج إزهار ، مما يسمح للنسيج الإنشائي بإنتاج الهياكل الزهرية بدلاً من الهياكل النباتية.

النسيج الإنشائي الإزهاري ينتج النسيج الإنشائي الزهري. تتمايز الخلايا الموجودة في النسيج الإنشائي الزهري إلى أحد أعضاء الزهرة _ السبلات أو البتلات أو الأسدية أو الكربلات _ وفقاً لموقعها القطري ، الذي يملي التعبير عن جينات هوية العضو.

تفترض فرضية ABC أن أعضاء الزهرة الأربعة تتشكل تحت إشراف ثلاث فئات من جينات هوية الجهاز: A و B و C. إذا تم التعبير عن جينات A فقط ، تتشكل السبلات. إذا تم التعبير عن جينات C فقط ، يتم إنتاج الكربلات. تنتج الأسدية عن التعبير المشترك للجينات B و C ، في حين أن من الجينات A و B تنتج البتلات.

باختصار ، الإزهار _ والجوانب الأخرى لتشكل النبات _ تتوقف على عمليات تنموية متعددة ومتداخلة.

تشكل النباتات هو تطور شكل وهيكل النبات. تساهم العديد من العمليات المتداخلة والعوامل البيئية في تشكّل النباتات. ومن بين هذه العمليات،هي النمو وتمايز الخلية والتواصل البين خلوي.

يشمل النمو انقسام واستطالة الخلية. أثناء انقسام الخلية،يؤثر التشابه والمعدل والاتجاه أو الانحناء الخاص بالانقسام بشكل كبير على مصير الخلية. على سبيل المثال،خلايا الحراسة التي تتحكم بتبادل الغازات في النباتات تتشكل عادة من خلال الانقسام غير المتساوي وبتغيير في سطح انقسام الخلية.

ورغم ذلك،فإن معظم نمو النبات ينتج عن الاستطالة،والتي هي عبارة عن تكبير دائم لمختلف الخلايا. تتوسع الخلايا النباتية عن طريق أخذ الماء. يتم تخزين معظم الماء في فجوة مركزية كبيرة.

يحدد انقسام الخلية واستطالتها شكل النبتة واتجاه نموها. رغم ذلك،تختلف هذه العمليات بين محتلف أنواع خلايا النبات. تسمى عملية تخصيص خلايا النبات غير الناضجة إلى انواع خلايا مميزة تمايز الخلية وهو مكون رئيسي أيضاًلعملية تشكل النبات.

يتم إرشال تمايز الخلية عن طريق تغير التعبير الجيني،الذي يعطّل أو ينشّط الجينات المشفرة بواسطة البروتين. من المحتمل أن ينظّم التواصل البين خلوي التعبير الجيني الذي يؤثر في عملية تمايز الخلايا. على سبيل المثال،بشرة جذور نبات ارابيدوبسيس ثاليانا تنتج خلايا شعر وخلايا تحت جلد غير شعرية.

تتمايز خلايا البشرة غير الناضجة التي تتصل بخلية قشرية تتمايز إلى خلايا غير شعرية. بينما تتطور الخلايا التي تتصل بخليتين قشريتين الى خلايا شعر جذرية. يترافق هذا النمط مع التعبير الجيني المتمايز.

العوامل البيئية مثل الضوء والحرارة وتوفر الماء والمواد الغذائية تؤثر بشكل كبير على شكل النبات.