ساق النبات

الساق هو أحد المحورين الهيكليين الرئيسيين للنباتات الوعائية ، والآخر هو الجذر . يدعم الساق الأوراق والأزهار والثمار ، وينقل الماء والمواد المذابة بين الجذور والسيقان في نسيجي الخشب واللحاء ، ويشارك في عملية التمثيل الضوئي ، ويخزن العناصر الغذائية، وينتج أنسجة حية جديدة. ^{[ 1 ]} يُطلق على الساق أيضًا اسم العُنق أو الساق أو الجذع . أما الساق الخشبية للشجرة فتُعرف بالجذع .

ينقسم الساق عادةً إلى عقد وفواصل بين العقد: ^{[ 2 ]}

• تُعدّ العُقد نقاط اتصال الأوراق، ويمكن أن تحمل ورقة واحدة أو أكثر. أحيانًا توجد براعم إبطية بين الساق والورقة، والتي قد تنمو لتُشكّل فروعًا (تحمل أوراقًا أو مخاريط صنوبرية أو أزهارًا ). ^{[ 2 ]} قد تُنتج العُقد أيضًا جذورًا عرضية (مثل الجذور الداعمة ). وقد تُنتج الكروم محاليق من العُقد.
• المسافة بين العقد هي المسافة بين عقدة وأخرى. ^{[ 2 ]}

غالباً ما يتم الخلط بين مصطلح " البراعم " و"السيقان"؛ يشير مصطلح "البراعم" عموماً إلى نمو النبات الجديد، بما في ذلك السيقان والهياكل الأخرى مثل الأوراق أو الأزهار. ^{[ 2 ]}

في معظم النباتات، تقع السيقان فوق سطح التربة، ولكن بعض النباتات لها سيقان تحت الأرض .

للسيقان عدة وظائف رئيسية: ^{[ 3 ]}

• توفر السيقان الدعم والرفع للأوراق والأزهار والثمار. كما تحافظ على الأوراق في الضوء وتوفر مكاناً مناسباً للنبات ليحمل أزهاره وثماره.
• نقل السوائل بين الجذور والسيقان في الخشب واللحاء.
• تخزين العناصر الغذائية.
• إنتاج أنسجة حية جديدة. يتراوح العمر الطبيعي للخلايا النباتية بين سنة وثلاث سنوات. تحتوي السيقان على خلايا تسمى الأنسجة المرستيمية التي تُنتج أنسجة حية جديدة سنويًا.
• عملية التمثيل الضوئي.

تحتوي السيقان على نسيجين أنبوبيين يُسميان الخشب واللحاء . ينشأ نسيج الخشب من الخلايا المواجهة للداخل، وينقل الماء بفعل النتح ، والخاصية الشعرية ، وضغط الجذور . أما نسيج اللحاء ، فينشأ من الخلايا المواجهة للخارج، ويتكون من أنابيب غربالية وخلاياها المرافقة. وتتمثل وظيفة نسيج اللحاء في توزيع الغذاء من الأنسجة الضوئية إلى الأنسجة الأخرى. ويفصل بين هذين النسيجين الكامبيوم ، وهو نسيج ينقسم لتكوين خلايا الخشب أو اللحاء.

غالباً ما تكون السيقان متخصصة في التخزين، أو التكاثر اللاجنسي، أو الحماية، أو عملية التمثيل الضوئي ، بما في ذلك ما يلي:

• عديم الساق : يُستخدم لوصف سيقان النباتات التي تبدو وكأنها بلا ساق. في الواقع، هذه السيقان قصيرة للغاية، وتبدو الأوراق وكأنها تنمو مباشرة من الأرض، كما هو الحال في بعض أنواع البنفسج .
• شجرية: شجرة ذات سيقان خشبية عادة ما يكون لها جذع واحد.
• البرعم الإبطي : برعم ينمو عند نقطة اتصال ورقة قديمة بالساق. ومن المحتمل أن ينشأ منه فرع.
• متفرعة : توصف السيقان الهوائية بأنها متفرعة أو غير متفرعة.
• البرعم : فرع جنيني ذو طرف ساق غير ناضج.
• البصلة : ساق قصيرة عمودية تحت الأرض، متصلة بها أوراق لحمية تخزينية، مثل البصل والنرجس والزنبق . غالبًا ما تتكاثر الأبصال عن طريق الانقسام لتكوين أبصال جديدة أو إنتاج أبصال صغيرة جديدة تُسمى البصيلات. تتكون البصلة من ساق وأوراق ، لذا يُمكن اعتبارها أوراقًا لأن الأوراق تُشكل الجزء الأكبر منها.
• التكتل: عندما تنمو السيقان في كتلة متشابكة أو كتلة أو في حصائر منخفضة النمو.
• Cladode (بما في ذلك phylloclade ): ساق مسطحة تشبه الورقة ومتخصصة في عملية التمثيل الضوئي، ^{[ 4 ]} على سبيل المثال ألواح الصبار .
• التسلق : السيقان التي تتشبث أو تلتف حول النباتات أو الهياكل الأخرى.
• الكورم : ساق تخزين تحت الأرض قصيرة ومتضخمة، مثل القلقاس والزعفران والغلاديولوس .

• الساق المائلة: ساق تستقر بشكل مسطح على الأرض وتنحني لأعلى عند أطرافها.
• شجيرية: سيقان تنمو على شكل شجيرات ذات طبيعة خشبية.
• النباتات العشبية : سيقان غير خشبية تموت في نهاية موسم النمو.
• العقدة: هي المسافة الفاصلة بين عقدتين متتاليتين. وهي تمتلك القدرة على الاستطالة، إما من قاعدتها أو من طرفها حسب النوع.
• العقدة: هي نقطة اتصال ورقة أو غصن بالساق في النباتات البذرية. العقدة هي منطقة نمو صغيرة جدًا.
• السويقة : السيقان التي تعمل كجذع لزهرة فردية في النورة أو الثمرة .
• السويقة : ساق تحمل النورة أو الزهرة المنفردة.
• الشوكة : امتداد حاد للطبقات الخارجية للساق، مثل أشواك الورد .
• الساق الكاذبة: ساق زائفة مصنوعة من قواعد الأوراق الملفوفة، والتي قد يصل طولها إلى 2 إلى 3 أمتار (6 أقدام و7 بوصات إلى 9 أقدام و10 بوصات ) ، كما هو الحال في الموز .     
• الجذمور : ساق أفقي تحت الأرض يعمل بشكل رئيسي في التكاثر ولكن أيضًا في التخزين، على سبيل المثال معظم السرخسيات والسوسن .
• الساق الزاحفة : نوع من السيقان الجارية، تنمو أفقياً فوق سطح الأرض وتتجذر عند العقد، وتساعد في التكاثر. مثال: فراولة الحديقة ، Chlorophytum comosum .
• الساق الزهرية : ساق تحمل الأزهار وتخرج من الأرض ولا تحتوي على أوراق عادية. من أمثلتها: الهوستا ، والزنبق ، والسوسن ، والثوم .
• الساق الزاحفة : ساق أفقية تنتج نباتات صغيرة متجذرة عند عقدها ونهاياتها، وتتشكل بالقرب من سطح الأرض.
• الشوكة : ساق معدلة ذات طرف مدبب.
• الدرنة : ساق تخزين منتفخة تحت الأرض مُهيأة للتخزين والتكاثر، مثل البطاطس .
• خشبي : سيقان صلبة الملمس مع نسيج الخشب الثانوي.
• الخشب العصاري: الطبقة الخارجية من الخشب الثانوي التي لا تزال نشطة في نقل السوائل، وتحتوي على خلايا برانشيمية حية. ^{[ 5 ]}
• الخشب القلبي: نسيج الخشب الثانوي الذي لم يعد نشطًا في نقل السوائل ولا يحتوي على خلايا حية، ويقتصر دوره على الدعم الهيكلي. يتميز بلونه الداكن نتيجة ترسب وتأكسد نواتج الأيض الثانوية، مثل المركبات البوليفينولية. ^{[ 5 ]}

يتكون الجذع عادةً من ثلاثة أنسجة: النسيج الجلدي ، والنسيج الأساسي ، والنسيج الوعائي . ^{[ 6 ]}

يغطي النسيج الجلدي السطح الخارجي للساق، ووظيفته عادةً حماية أنسجة الساق والتحكم في تبادل الغازات . الخلايا السائدة في النسيج الجلدي هي خلايا البشرة . ^{[ 7 ]}

يتكون النسيج الأساسي عادةً من خلايا برانشيمية ، وكولنشيمية، وسكليرنشيمية ، ويحيط هذا النسيج بالأنسجة الوعائية. يُعدّ النسيج الأساسي مهمًا في دعم العمليات الأيضية (مثل التنفس ، والتمثيل الضوئي ، والنقل، والتخزين)، بالإضافة إلى دوره كدعامة هيكلية وتكوين أنسجة إنشائية جديدة . ^{[ 8 ]} قد يفقد معظم أو كل النسيج الأساسي في السيقان الخشبية .

تُوفّر الأنسجة الوعائية، التي تتكون من الخشب واللحاء والكامبيوم ، نقلًا لمسافات طويلة للماء والمعادن والمستقلبات ( السكريات والأحماض الأمينية )، بالإضافة إلى دعمها الهيكلي ونمو النبات . ويختلف ترتيب الأنسجة الوعائية اختلافًا كبيرًا بين ^أنواع النباتات . [ ^{9 ]}

سيقان ذوات الفلقتين

تتميز سيقان ذوات الفلقتين ذات النمو الأولي بوجود لب في مركزها، حيث تشكل الحزم الوعائية حلقة واضحة عند فحص الساق في مقطع عرضي. يُغطى السطح الخارجي للساق ببشرة، مغطاة بدورها بطبقة شمعية مقاومة للماء. قد تحتوي البشرة أيضًا على ثغور لتبادل الغازات وشعيرات ساقية متعددة الخلايا تُسمى الشعيرات . توجد قشرة، تتكون من طبقة تحت البشرة (خلايا كولنشيمي) وطبقة داخلية البشرة (خلايا تحتوي على النشا)، فوق المحيط الخارجي والحزم الوعائية.

تتميز ذوات الفلقتين الخشبية، والعديد من ذوات الفلقتين غير الخشبية، بنمو ثانوي ينشأ من أنسجتها الإنشائية الجانبية أو الثانوية: الكامبيوم الوعائي والكامبيوم الفليني أو الفلوجيني. يتشكل الكامبيوم الوعائي بين الخشب واللحاء في الحزم الوعائية، ويتصل ليشكل أسطوانة متصلة. تنقسم خلايا الكامبيوم الوعائي لإنتاج خشب ثانوي في الداخل ولحاء ثانوي في الخارج. ومع ازدياد قطر الساق نتيجةً لإنتاج الخشب واللحاء الثانويين، تتلف القشرة والبشرة في نهاية المطاف. وقبل تلف القشرة، يتطور الكامبيوم الفليني فيها. ينقسم الكامبيوم الفليني لإنتاج خلايا فلينية مقاومة للماء في الخارج، وأحيانًا خلايا فلينية في الداخل. تشكل هذه الأنسجة الثلاثة طبقة البريدرم ، التي تحل محل البشرة في وظيفتها. تُسمى المناطق ذات الخلايا المتراصة بشكل غير محكم في البريدرم، والتي تعمل في تبادل الغازات، بالعديسات.

يُعدّ الخشب الثانوي ذا أهمية تجارية كبيرة. ويُعزى ظهور حلقات الأشجار السنوية في المناخات المعتدلة إلى التباين الموسمي في نمو الكامبيوم الوعائي. تُشكّل حلقات الأشجار أساس علم تحديد أعمار الأشجار ، الذي يُستخدم لتحديد أعمار الأجسام الخشبية والقطع الأثرية المرتبطة بها. أما علم المناخ الشجري، فيعتمد على استخدام حلقات الأشجار كسجل للمناخات الماضية. يُطلق على الجزء الهوائي من جذع الشجرة البالغة اسم الجذع . ويُسمى الخشب الداخلي الميت، والذي يكون عادةً داكن اللون، في الجذع ذي القطر الكبير بالخشب القلبي ، وهو ناتج عن عملية التيلوز . أما الخشب الخارجي الحي، فيُسمى الخشب العصاري.

سيقان عاريات البذور

جميع عاريات البذور نباتات خشبية. تشبه سيقانها في تركيبها سيقان ذوات الفلقتين الخشبية، باستثناء أن معظم عاريات البذور لا تُنتج في نسيج الخشب إلا القصيبات ، وليس الأوعية الموجودة في ذوات الفلقتين. كما يحتوي خشب عاريات البذور غالبًا على قنوات راتنجية . تُسمى ذوات الفلقتين الخشبية بالأخشاب الصلبة، مثل البلوط والقيقب والجوز . في المقابل ، تُسمى الأخشاب اللينة بعاريات البذور، مثل الصنوبر والتنوب والشوح .

سيقان السرخس

معظم السرخسيات لها جذور زاحفة بدون ساق عمودية. باستثناء السرخسيات الشجرية ، التي لها سيقان عمودية قد يصل طولها إلى حوالي 20 مترًا. تشريح ساق السرخسيات أكثر تعقيدًا من تشريح ساق ذوات الفلقتين، لأن سيقان السرخسيات غالبًا ما تحتوي على فجوة ورقية واحدة أو أكثر في المقطع العرضي. الفجوة الورقية هي المكان الذي يتفرع فيه النسيج الوعائي إلى سعفة . في المقطع العرضي، لا يشكل النسيج الوعائي أسطوانة كاملة عند وجود الفجوة الورقية. قد تحتوي سيقان السرخسيات على أسطوانات وعائية أو أسطوانات وعائية مزدوجة أو أنواع مختلفة منها. تحتوي العديد من سيقان السرخسيات على نسيج لحاء على جانبي الخشب في المقطع العرضي.

يمكن للمواد الكيميائية الغريبة مثل ملوثات الهواء، ^{[ 10 ]} ومبيدات الأعشاب والمبيدات الحشرية أن تلحق الضرر بهياكل الساق.

توجد آلاف الأنواع التي تُستخدم سيقانها في أغراض اقتصادية. تُوفّر السيقان بعض المحاصيل الأساسية الرئيسية مثل البطاطس والقلقاس . تُعدّ سيقان قصب السكر مصدرًا رئيسيًا للسكر. يُستخرج سكر القيقب من جذوع أشجار القيقب . تشمل الخضراوات التي تُستخرج من السيقان: الهليون ، وبراعم الخيزران ، وألواح الصبار ( نوباليتوس ) ، والكرنب الساقي ، والكستناء المائي . أما القرفة، فهي نوع من التوابل يُستخرج من لحاء جذع شجرة. يُعدّ الصمغ العربي مُضافًا غذائيًا هامًا يُستخرج من جذوع أشجار السنط السنغالي . يُستخرج الشيكلي ، المكوّن الرئيسي في العلكة ، من جذوع شجرة الشيكلي.

تشمل الأدوية المستخلصة من السيقان الكينين من لحاء أشجار الكينكونا ، والكافور المقطر من خشب شجرة من نفس الجنس الذي ينتج القرفة ، ومرخي العضلات الكورار من لحاء الكروم الاستوائية.

يُستخدم الخشب في آلاف الاستخدامات؛ فهو يُستخدم في بناء المباني ، وصناعة الأثاث ، والقوارب ، والطائرات ، والعربات ، وقطع غيار السيارات ، والآلات الموسيقية ، والمعدات الرياضية ، وعوارض السكك الحديدية ، وأعمدة الكهرباء ، وأعمدة السياج، والركائز ، وأعواد الأسنان ، وأعواد الثقاب ، والخشب الرقائقي ، والتوابيت ، والقرميد ، وألواح البراميل ، والألعاب ، ومقابض الأدوات ، وإطارات الصور ، والقشرة الخشبية ، والفحم ، والحطب . كما يُستخدم لب الخشب على نطاق واسع في صناعة الورق ، والكرتون المقوى ، والإسفنج السليلوزي ، والسيلوفان ، وبعض أنواع البلاستيك والمنسوجات المهمة ، مثل أسيتات السليلوز والرايون . ولسيقان الخيزران مئات الاستخدامات، بما في ذلك صناعة الورق، والمباني، والأثاث، والقوارب، والآلات الموسيقية، وقصبات الصيد ، وأنابيب المياه ، ودعامات النباتات، والسقالات . وتُستخدم جذوع أشجار النخيل والسراخس الشجرية في البناء. أما سيقان القصب، فهي مادة بناء مهمة تُستخدم في صناعة الأسقف المصنوعة من القش في بعض المناطق.

تُستخلص التانينات المستخدمة في دباغة الجلود من خشب بعض الأشجار، مثل شجرة الكيبراشو . ويُستخرج الفلين من لحاء شجرة البلوط الفليني . أما المطاط ، فيُستخرج من جذوع شجرة هيفيا برازيليينسيس . ويُصنع الروطان ، المستخدم في صناعة الأثاث والسلال، من سيقان أشجار النخيل الاستوائية المتسلقة. وتُستخلص ألياف اللحاء المستخدمة في صناعة المنسوجات والحبال من سيقان نباتات مثل الكتان والقنب والجوت والرامي . وقد استُخرج أقدم ورق معروف من سيقان نبات البردي على يد المصريين القدماء.

الكهرمان عبارة عن عصارة متحجرة من جذوع الأشجار، ويُستخدم في صناعة المجوهرات ، وقد يحتوي على حيوانات محنطة . تُستخدم الراتنجات المستخرجة من خشب الصنوبريات في إنتاج التربنتين والصمغ . غالبًا ما يُستخدم لحاء الأشجار كغطاء للتربة وفي تربة زراعة النباتات في الأواني. كما يُمكن أن يُصبح موطنًا طبيعيًا للأشنات .

تُزرع بعض نباتات الزينة بشكل أساسي من أجل سيقانها الجذابة، على سبيل المثال:

• لحاء أبيض من شجرة البتولا الورقية
• أغصان ملتوية من الصفصاف الحلزوني وعصا المشي الخاصة بهاري لودر ( Corylus avellana 'Contorta')
• لحاء أحمر متقشر لشجرة القيقب الورقي

• ساق نبات صالح للأكل
• الساق (علم النبات)

• سبيك، ت.؛ بورغيرت، إ. (2011). "سيقان النباتات: التصميم الوظيفي والميكانيكا". المراجعة السنوية لبحوث المواد . 41 : 169-193 . Bibcode : 2011AnRMS..41..169S . doi : 10.1146/annurev-matsci-062910-100425 .

• وسائط متعلقة بسيقان النباتات على ويكيميديا ​​كومنز
• لمحة عامة عن تشريح الخلايا الجذعية