علم النبات، Botany

علم النبات، Botany

ما يتضمنه علم النبات

علم التصنيف

علم الشكل (المورفولوجيا)

علم الخلايا وعلم الأنسجة

علم الوظائف

علم بيئة النبات

علم الأمراض

علم الوراثة

علم النبات الاقتصادي أو التطبيقي

طرق تصنيف النباتات

أسماء النباتات

الأسماء اللاتينية

تاريخ علم النبات

البدايات

تطور علم النبات الحديث

التطورات اللاحقة

أهمية علم النبات



--------------------------------------------------------------------------------

النبات، علم. علم النبات هو
علم يتناول النباتات بالدراسة، وهو أحد مجالين رئيسيين لعلم الأحياء.
(والفرع الآخر الرئيسي لعلم الأحياء هو علم الحيوان، أي دراسة الحيوانات).


--------------------------------------------------------------------------------

مصطلحات مستخدمة في علم النبات

--------------------------------------------------------------------------------

تعاقب الأجيال (تبادل الأجيال) مصطلح يستخدم للنباتات التي يكون فيها جيل واحد جنسي وآخر لاجنسي.
التعرق
هو ترتيب العروق في أوراق النباتات وتشمل ثلاثة طرز رئيسية: شبكي، ومتوازٍ
، ومتفرع أومتشعب. وتستخدم هذه الأنماط أحيانًا في التعرف على النباتات.
ثنائي الجنس يشير إلى الكائن الذي ينتج البيض والخلايا الجنسية المذكرة. ويعني أيضا زهرة تحمل كلاً من الأسدية والمدقات.
الجذر
البصلي (الكورمة) نوع من السيقان التحت أرضية السميكة التي يمكن أن تنمو
منها نباتات أخرى. وبخلاف البصلة فإن الكورمة تخزن الغذاء في الساق بدلاً
من الأوراق السميكة.
حبيبات اليخضور (البلاستيدات الخضراء) جزء من خلية النبات الأخضر يستخدم في صنع الغذاء، ويعود اللون الأخضر إلى وجود صبغة الكلوروفيل.
الحزم الوعائية الليفية الأجزاء من النباتات الراقية التي تساعد في تدعيم النبات وكذلك حمل الغذاء إلى أجزاء النبات. وتعتبر عروق الأوراق من الحزم الوعائية الليفية.
القنابة
نوع صغير من الأوراق توجد أحيانًا مباشرة تحت الزهرة أو مجموعة أزهار.
وتبدو بعض القنابات كأوراق دقيقة، وبعضها تكون حراشيف على ساق النبات،
وبعضها الآخر يشبه الشعيرات الدقيقة.
النباتات أحادية المسكن تحمل الأجزاء الذكرية والأنثوية في أزهار مختلفة ولكن على نفس النبات.
النباتات الجفافية نباتات تعيش في الأماكن الجافة كما في الأقاليم الصحراوية.
النباتات ثنائية المسكن تحتوي على الأجزاء الذكرية والأنثوية في نباتات منفصلة.
النباتات اللازهرية نباتات لا تحمل بذوراً، مثل الحزازيات والفطريات.
النباتات الداخلية نباتات نامية في ظروف تربة ومناخ مختلفة عن مكان نشأتها الأصلية. وهي بذلك تحتاج إلى عناية خاصة لكي تعيش.




ما يتضمنه علم النبات


الحدائق
النباتية تحتوي على نباتات تنمى لأغراض علمية ودراسية وفنية. الحديقة
النباتية أعلاه، في مدينة موتار، بدولة زمبابوي، في إفريقيا.

البيوت المحمية مثل الموجودة أعلاه في حدائق كيو بلندن، تسمح لنباتات من أقاليم دافئة من العالم أن تنمو في مناطق أكثر برودة.
علم
التصنيف. هو علم تسمية وتصنيف النباتات. يقوم علم التصنيف بتقسيم النباتات
تبعًا لعلاقاتها بعضها ببعض، ويهتم أيضًا بدراسة بقايا النباتات، أو
الأحافير.


علم الشكل (المورفولوجيا). دراسة الشكل وتركيب
النباتات هي أساس علم التقسيم. ومن الضروري دراسة الشكل والتركيب لأي نبات
قبل محاولة فهم كيفية تصنيف ذلك النبات أو فهم كيفية نموه وأسلوب حياته.


علم
الخلايا وعلم الأنسجة. علم الخلايا هو العلم الذي يقوم بدراسة الخلايا
التي تتكون منها النباتات مثلما تتكون منها كل الكائنات الحية. وتتكون
أبسط النباتات من خلية واحدة، بينما تتكون النباتات الضخمة، مثل الأشجار،
من العديد من أنواع الخلايا المختلفة. وفي حين يختص علم الخلايا بدراسة
الخلايا في حد ذاتها، فإن علم الأنسجة يقوم بدراسة الأنواع المختلفة من
الخلايا وطريقة ترتيبها داخل النباتات. ويُعد علم الخلايا وعلم الأنسجة
فرعين لعلم شكل النباتات.


علم الوظائف. علم دراسة كيفية قيام
النباتات بأداء وظائفها. ويتضمن كيفية قيام النباتات بإنتاج الغذاء
واستغلاله، وكيفية مساعدة الخلايا المتنوعة للنباتات في نموها وتكاثرها
وكيفية استجابة نبات ما إلى العالم الخارجي. وتأخذ النباتات مواد من الأرض
ومن الهواء وتحولها إلى غذاء. ويستخدم هذا الغذاء في إنتاج الطاقة
المستخدمة في نمو النباتات وكذلك في إنتاج المواد اللازمة لبناء جسم النبات النامي. وتسمى هذه العمليات بالأيض.

ولا
يعتبر علم الوظائف علمًا مهمًا للخبير الذي يقوم بدراسة النباتات فحسب، بل
لكل الأشخاص الآخرين في العالم أيضًا حيث إن النباتات تنتج، بصورة مباشرة
أو غير مباشرة، كل الغذاء الذي يأكله الإنسان والحيوان. فيما عدا بعض
الأنواع المعينة من البكتيريا، فإن النباتات هي الكائنات الوحيدة التي
تقوم بتصنيع غذائها بنفسها. وتقوم النباتات بهذا عن طريق عملية التركيب
الضوئي. ونتيجة لذلك تكوِّن النباتات قاعدة سلسلة الغذاء الخاصة بالطبيعة،
وهو النظام الذي يتم فيه تحويل الطاقة من كائن إلى كائن آخر في صورة غذاء.


علم
بيئة النبات. هو دراسة النباتات النامية الموجودة معًا تحت ظروف متنوعة،
مثل المستنقعات وأراضي الحشائش الطبيعية والصحارى والغابات. ويتضمن علم
البيئة أيضًا دراسة تأثيرات كل من المناخ والإمداد المائي والتربة على نمو
النبات. ويهتم علم البيئة أيضًا بطريقة تأثير النباتات والحيوانات كل منها
على الآخر وكذلك بحل مشاكل الغابات ونمو المحاصيل وحفظ الأنواع والتحكم في
الحشرات والأمراض التي تفترس النباتات. انظر: البيئة، علم.


علم الأمراض. يهتم بالأمراض العديدة التي تضر بالنبات. تنشأ أمراض النبات في
بعض الأحيان بسبب الجو أو بسبب نقص المعادن المناسبة في التربة. وأحيانا ـ
وبدرجة أكبر ـ نتيجة البكتيريا أو الجراثيم، مثل تلك التي تسبب العديد من
الأمراض للإنسان، أو عن طريق الفطريات. وتفتقر الفطريات إلى وجود
الكلوروفيل (اليخصور)، وهي الصبغة الخضراء اللازمة في عملية التركيب
الضوئي، ولذا فلابد لها، لكي تبقى حية، من الحصول على الغذاء من النباتات
الأخرى. وبعملها هذا، تؤدي إلى حدوث أضرار أو حتى موت النباتات الأخرى.

ولمساعدة النباتات على مكافحة الأمراض، يقوم اختصاصيو أمراض النبات بدراسة
النباتات السوية لمعرفة كيفية قيامها بأداء وظائفها. وهم يدرسون أيضًا
النباتات والحيوانات التي تقوم بافتراس النباتات. ويستخدم علم أمراض النبات المواد الكيميائية في مكافحة الأمراض ويحاول التحكم في ظروف نمو النباتات أو تطوير إنتاج أنواع النباتات التي تقاوم الأمراض.


علم
الوراثة. هو علم دراسة الطرق التي تعطي بها الكائنات الحية خصائصها إلى
النسل الناتج منها. ويمكن أحيانا لمستولدي النباتات ـ باستخدام قوانين
الوراثة ـ إنتاج نباتات تجمع أحسن الخواص المنقولة من أنواع مختلفة من
النباتات المتقاربة.


علم النبات الاقتصادي
أو التطبيقي. وهو الاستخدام العملي لعلم النبات. ويتضمن نشاطات كتلك
الخاصة بالبحث عن نباتات ومنتجات نباتية جديدة. ودراسة النباتات فيما
يتعلق باحتياجاتها للتسميد، وكل الطرق العملية التي ينمِّي بها الناس
النباتات من أجل الفائدة العائدة عليهم.


طرق تصنيف النباتات
يوجد في العالم أكثر من 260,000 نوع من أنواع النباتات المختلفة. وقبل دراسة أو استعمال أي نبات ما، لابد من معرفة نوع هذا النبات بالتحديد.


أسماء
النباتات. يتكون الاسم العلمي لأي نبات من كلمتين اثنتين. الكلمة الأولى
هي اسم الجنس أو المجموعة التي ينتمي إليها النبات، والكلمة الأخرى هي اسم
النوع أو الضرب الخاص به داخل المجموعة. من هنا فإن كل أنواع أشجار البلوط
تنتمي إلى جنس البلوط كوركس وكل أنواع نباتات الورد إلى جنس الورد روزا
لكن يعرف البلوط الزَنَدي باسم كوركس روبوت ويعرف البلوط الجالس باسم
كوركس بترايا.

وجمع كلمة جنس، أجناس. ويمكن أن تجمع الأجناس
المتقاربة، كتلك الخاصة بالورد، وهو جنس الورد، والجنس الذي ينتمي إليه
التفاح، وهو جنس التفاح، بعضها مع بعض في فصيلة واحدة. وفي حالة الورد
والتفاح فإنه يتم جمعهما في الفصيلة الوردية. ويمكن ضم الفصائل المتقاربة،
مثل فصائل الورد والفاصوليا والكشمش، في رتبة واحدة من النباتات. وتنتمي
كل هذه الفصائل الثلاث إلى رتبة الورود. وتكون رتبة الورود بدورها ضمن
طائفة كاسيات البذور، والتي تضم كل النباتات الزهرية. وتنتمي النباتات
الحاملة للمخاريط إلى طائفة عاريات البذور وتنتمي السراخس إلى طائفة
السراخس. وكل هذه الطوائف ومعها طوائف عديدة أخرى، تصنف كنباتات وعائية
لأن لها أنسجة وعائية (موصلة) تحمل المواد من جزء إلى جزء آخر في النبات.


الأسماء
اللاتينية. أول ما بدأ علماء النباتات في تسمية النباتات كانت اللغة
اللاتينية لغة الدارسين في كل مكان من أوروبا. وفي حين كانت الأسماء
الشائعة للنباتات مختلفة في جميع البلدان، كما هو الحال الآن، حتى داخل
البلد الواحد، فقد يأخذ النبات نفسه
أسماء مختلفة تبعًا للمناطق المختلفة، أو قد يستعمل الاسم نفسه ليدل على
نباتات مختلفة تمامًا في أنواعها. ولذا فإن الأسماء اللاتينية أكثر دقة في
تحديد النبات.


تاريخ علم النبات

البدايات. كان الناس
دائما مهتمين بالنباتات، كما أنهم استعملوها بأساليب متعددة. فقد جمع شعوب
ما قبل التاريخ النباتات الفطرية للأكل واستعملوا النباتات في بناء
المأوى. وبدأ الناس في منطقة الشرق الأوسط منذ حوالي 8,000 سنة قبل
الميلاد في الاعتماد على النباتات المزروعة لتلبية معظم احتياجاتهم من
الغذاء. كما استعمل شعوب ما قبل التاريخ النباتات بمثابة دواء.

قام
اليونانيون والرومانيون القدماء بإجراء أول دراسات علمية للنباتات. فقد
جمع الفيلسوف اليوناني أرسطو الذي عاش في القرن الرابع قبل الميلاد،
معلومات عن معظم النباتات المعروفة آنذاك في العالم. وقام تلميذه
ثيوفراستس بتصنيف تلك النباتات وتسميتها ويلقب ثيوفراستس بأبي علم النبات.
وسجل بليني الأكبر، وهو عالم تاريخ طبيعي روماني وكاتب عاش في الفترة من
سنة 23 إلى 79م، العديد من الحقائق عن النباتات في مرجعه المكون من 37
مجلدًا والمسمى بالتاريخ الطبيعي. وقد خَدمت المعلومات المكتسبة من هؤلاء
العلماء الدارسين كقاعدة أساس لعلم النبات لأكثر من 1000 سنة.


تطور علم النبات الحديث.
بدأ خلال عصر النهضة، وهو فترة امتدت ثلاثمائة عام من تاريخ أوروبا وبدأت
خلال القرن الرابع عشر الميلادي. وحفزت الاكتشافات الأوربية للعالم، خلال
هذه الفترة، بدرجة كبيرة عملية دراسة علم النبات والعلوم الأخرى. واكتشف المستكشفون الرواد أنواعًا عديدة وجديدة من النباتات أحضروها إلى الدارسين لفحصها والتعرف عليها.

وبازدياد
حركة التجارة، ازداد الطلب على كل أصناف المنتجات النباتية كالغذاء
والألياف والأدوية والأصباغ. وقد خططت الحدائق الضخمة التي احتوت على
العديد من النباتات الجديدة. ونتيجة للأعداد الزائدة من النباتات والحقائق
الجديدة التي تم اكتشافها عن تلك النباتات، أثبتت النظم القديمة في تسمية
وتصنيف النباتات، أنها غير وافية. وخلال منتصف القرن الثامن عشر قام عالم
التاريخ الطبيعي السويدي كارولوس لينيوس بوضع نظام لتسمية النباتات، أصبح
مقبولاً في نهاية الأمر كنظام قياسي للتصنيف. استخدم لينيوس التسمية
الثنائية أو ازدواجية الاسم، وفيه يكون لكل نبات اسم مميز مكون من جزءين.
وهذا النظام تم تعديله وتوسعته إلى النظام الحديث للتصنيف المستعمل الآن.

خطا علم تشكل النبات خطوات
هائلة خلال القرن السابع عشر الميلادي بعد ظهور المجهر المركب. وكان من
أوائل العلماء، الذين لاحظوا التركيب الدقيق للنباتات، العالم مارسيلو
مالبيغي من إيطاليا والأنجليزيان روبرت هوك، ونهميا جرو. وفي القرن السابع
عشر بدأ البحث في علم الوظائف بالعمل الذي قام به جان بابتستا فان هلمونت
الطبيب والكيميائي الفلمنكي الذي سجل ملاحظاته عن كيفية حصول النبات على نموه.



باستعمال المجهر الإلكتروني، (إلى اليمين)، يدرس أحد علماء النبات الخصائص الدقيقة للمكونات الداخلية لنبات ما. وتبدو خلايا نبات الكرشنب مرئية في الصورة إلى اليسار. تم تكبير الخلايا حوالي 50 مرة.
التطورات اللاحقة. ازدهرت دراسة علم بيئة النبات من
الأبحاث التي أجريت على التوزيع الجغرافي للنباتات. فقد وضع عالم التاريخ
الطبيعي والجغرافي الألماني ألكسندر فون همبولت خريطة لتوزيع النباتات في
أثناء سلسلة رحلاته في كل مكان من العالم، خلال أواخر القرن الثامن عشر
وأوائل القرن التاسع عشر.

وكان للأبحاث التي أجراها عالم النبات النمساوي جريجور مندل خلال النصف الثاني من القرن التاسع عشر أثر كبير على دراسة علم النبات وحقول أخرى من العلوم. وقد أسَست تجاربه على استيلاد نباتات البازلاء، القوانين الأساسية للوراثة.

وفي
القرن العشرين أحدث العلماء المشتغلون بعلم الوراثة النباتي وعلم الأحياء
الجزيئي اكتشافات مهمة. ضمن الأبحاث التي تمت على نبات الذرة الشامية
مثلاً، وجد أن هناك مورثات معينة يمكن أن تتحرك من مكان لآخر داخل صبغيات
الخلايا. وسجل هذا الاكتشاف، المعلن في سنة 1951م، إضافة كبيرة إلى مفهوم
كيفية توريث النباتات وكائنات أخرى لسماتها الوراثية.

وفي سنة
1954م نجح العلماء في تهيئة البلاستيدات الخضراء (أجسام صغيرة تحوي
الكلوروفيل) لتؤدي عملية التركيب الضوئي خارج خلايا النبات. وزاد هذا
الاكتشاف من إمكانية إنتاج السكر وأغذية أخرى صناعيًا. وهذه الطَّريقة قد
تقلل من اعتمادنا على النباتات.


أهمية علم النبات
تحافظ
النباتات على البيئة الحية. فبدون النباتات، سيزداد تركيز ثاني أكسيد
الكربون في الغلاف الجوي إلى درجة تجعل الإنسان والحيوانات الأخرى تختنق.
ويمكن أن توضح دراسة الحياة النباتية للناس كيفية العيش في توازن مع
البيئة المحيطة. وتشمل بعض مبادئ الطبيعة كل الكائنات الحية، ولذلك
فالدراسات الإضافية المقبلة للنباتات يمكن أن تزيد من فهمنا لكل صور
الحياة.

وفي نهاية القرن العشرين وبداية القرن الحالي بدأ كثير من علماء النبات في
استخدام تقنيات وراثية جديدة اشتملت على دراسات حول الحمض النووي الريبي
منقوص الأكسجين المعروف باسم د ن أ. وقد مكنت هذه التقنيات العلماء من
تعرف أنواع النباتات، وتحديد أنواع العلاقات بين هذه النباتات بصورة أكثر
دقة. وصرح نفر من علماء النبات، في الغرب، بأن نظام لينيوس لتصنيف النبات غير عملي وعفا عليه الدهر. ونادت هذه الفئة بأن يعمل علماء النبات على
مراجعة تسمية النباتات وتصنيفها، بل ونادت باستبدال نظام التطور النوعي
للنبات بنظام تصنيف لينيوس. ويعتمد نظام التطور النوعي على علاقات التطور
بين الكائنات الحية أينما وجدت.