تحقیق درباره زیست شناسی
زیست شناسی :
زیست شناسیعلم شناخت حیات است( این لغتاز کلمهیونانی بیاس به معنی زندگی و لوگاس یعنیدلیل منطقی تشکیل شده است). زیست شناسی به ویژگیها ورفتارهای موجودات، چگونگی تشکیلگونه ها و انواعموجودات و روابطی که آنها با هم دارند و به محیط زیست آنها مربوط می شود. زیستشناسی طیف گسترده ای از رشته های علمی که اغلب رشته های علمی مستقل بحساب می آیندرا شامل می شود. روی هم رفته زیست شناسان حیات را از روی دامنه وسیعی از شاخصهامورد مطالعه قرار می دهند.
در مقیاس ذره ای ومولکولی،زندگی مورد بررسیزیست شناسی مولکولی،زیست شیمیو علموراثت مولکولیاست. در مقیاسسلولی، مورد مطالعه زیست شناسی سلولی و درمقیاس های چند سلولی، مورد نظرفیزیولوژی،کالبد شناسیوبافتشناسی است. زیست شناسی رشدی حیات را در مقیاس رشد و نمو اندام یک موجود موردمطالعه قرار می دهد.
با بالا بردن مقیاس ها به بیش از یک موجود،علموراثت چگونگی عملکردوراثتبین والدین و فرزندان را مورد بررسیقرار می دهد. رفتار شناسی جانوریرفتار گروهی بیش از یکموجود را مطالعه می کند. علموراثت جمعیتیمیزان یک جمعیت کل را در درنظر دارد و علمسیستماتیکشاخص چند گونه ای اجداد موجوداترا بررسی می کند. جمعیتهای بهم وابسته ومحل سکونتشان دربوم شناسیو زیست شناسی تکاملی مورد مطالعهقرار می گیرد. یک رشته نظری جدیدستاره شناسی( یا زیست شناسىگاز بى اثرگزنون ) نام دارد که احتمالات وجود حیات درکرات دیگر غیر از زمین را مورد بررسی قرار می دهد.
زیست شناسی تنوع حیات رامورد برررسی قرار می دهد( در جهت عقربه های ساعت از سمت چپ در بالا) ای . کولی،درخت سرخس، بز کوهی و سوسک جالوت.
اصول زیست شناسی
گرچه زیست شناسی بر خلاف علمفیزیک که معمولاسیستم های زیست شناختی را بر حسب اشیایی که تسلیم قوانین فیزیکی تغییر نا پذیرتشریح شده باریاضیات را توصیفنمی کند، با اینحال توسط بسیاری از اصول و مفاهیم اصلی توصیف می گردد که شامل: جامعیت، تکامل، تنوع، تسلسل، هم ایستایی و فعل و انفعالات می گردد.
|
نمایش نمودار DNA در ابتدای |
جامعیت: زیست شیمی، سلول ها و کد وراثتی
مقاله اصلی: حیات
واحد ها و فرهایند های رایججامع بسیاری وجود دارد که برای گونه های مشخصحیاتضروری می باشد. بعنوان مثال تمام گونههای حیات ازسلولهایی تشکیل شده اند، که در عوض، اینسلول ها بر پایه یک سری زیست شیمی عمومی با زیر ساختکربن استوارند . تمام موجودات از طریق ماده وراثتی که بر پایهنوکلئیک اسید دی ان ایاستوار است از یککد وراثتیجامع استفاده می کنند.در مبحثرشد،موضوع فرایند های جامع نیز بیان می شود ، مثلا در بیشتر موجودات چندیاختهاى قدمهای اولیه در رشد رویان مراحلریخت شناسی مشابهی دارد وژنهای مشابهی را شامل می شود .
تکامل : هدف اصلی زیست شناسی
مقاله اصلی : تکامل
یکی از اهداف اصلی و سازماندهدر زیست شناسی این است که تمام حیات از طریق یک فرایندتکاملاز یکخاستگاه مشترکناشی شده است . در واقع اینیکی از عللی است که موجود زیستی تشابه قابل توجهی از واحدها و فرایند هایی که دربخش قبل تشریح شد را بروز می دهد . چارلز دارویننظریه تکامل را بعنوان یکنظریه قابل دوام با برشمردن نیروی محرک آن بنا نهاد : نظریه انتخاب اصلح درطبیعت . ( الفرد راسل والاسیکی از همکاران شخص پیبرنده به این مفهوم شناخته می شود ) . رانش وراثتیبعنوان یکی از شیوه های بهاصطلاح ترکیب امروزی پذیرفته شده است .
تاریخچه تکاملیگونه ها که گویایخصوصیات اجزای مختلفی است که از آن ناشی شده، به همراه رابطه شجره ای اش با دیگرگونه ها ،تاریخ نژادی جانوریا گیاه نامیده می شود. دیدگاه های گوناگون زیادی در زیست شناسی اطلاعات مربوط به زیست شناسی را به وجودآورده است. این اطلاعات مقایسه های زنجیره های اسید دزوکسی ریبونوکلئیک که منجر بهزیست شناسی مولکولیوژنومیکمی شود، و مقایسه های سنگواره ها بادیگر گونه های موجودات باستانی در علمفسیلشناسی را شامل می شود. زیست شناسان روابط تکاملی را با روش های مختلف سامانداده و بررسی می کنند که این شیوه ها شاملتکامل نژادی،فنتیک، وردهبندی جانداران بر حسب جد مشترک می شود. وقایع مهم در تکامل حیات، آنگونه کهبتازگی زیست شناسان به آنها پی برده اند در این خط زمانی تکاملی بطور مختصر بیانشده است.
گوناگونی موجودات زنده
|
درخت روند تکامل تمام موجودات زنده مبنی بر اطلاعات |
یک شجره تکاملنژادی از تمام موجودات زنده، مبنی بر داده های ژن اسیدیبونوکلئیک، نشانگر تفکیک سهمقوله باکتری، جانوران اولیه و موجوداتی که سلول تک هسته ای دارند می باشد. شجرههایی که با دیگر ژنها درست شده اند معمولا شبیه هم هستند، اگر چه ممکن است آنهابرخی از گروههای زود دسته بندی شده را خیلی متفاوت از هم قرار دهند که احتمالا بهسبب تکامل سریع اسید ریبونوکلئیک می باشد که در ابتدا توسط کارل ووس تشریح شد. روابط دقیق این سه مقوله هنوز مورد بررسی است.
علیرغم این وحدت اصولی، حیاتنشانگر یک نوع گوناگونی زیاد حیرت انگیز در ساختار شناسی،رفتار شناسیوتاریخچه های حیاتاست. برای گلاویز شدن بااین گوناگونی، زیست شناسان تلاش می کنند تا تمام موجودات را رده بندی کنند. ردهبندی علمی باید منعکس کننده شجره های تکاملی ( شجره های وابسته بهتکامل نژادی( موجودات مختلف باشد. این قبیلرده بندی ها قلمرو رشته های سیستماتیک و رده بندی جانداران را نشان می دهد. علم ردهبندی جانوران ، جانداران را در رده هایی قرار می دهد کهتاکزانامیده می شود، حال آنکه علمسیستماتیکبه دنبال روابط بین جانداران است. معمولا موجودات زنده به پنج سلسله تقسیم می شدند:
جلبک ها — آغازیان – قارچها — گیاهان — جلبکها
بهرحال این پنج سیستم پنج سلسله ای اکنون دیگر بسیار قدیمی بحساب میآید. جایگزین های بسیار جدیدتر معمولا باسیستم سه مقوله ایآغاز می شود:
جانوران اولیه) در ابتداسلسله اصلی باکتریها( ،باکتری ها) در ابتدا ای یو باکتری( ،موجودات چند سلولی
این سه مقوله نشانگراین است که آیا سلولها هسته دارند یا خیر و همچنین منعکس کننده تفاوت ها در سطحخارجی سلولها است. همچنین یک سری از "انگل های" درون سلولی وجود دارند که به طورپیش رونده بر حسب فعالیت سوخت و سازی کمتر عمر می کنند: ویروسها — ویریدها — پریونها
تسلسل: نژاد مشترک موجودات
مقاله اصلی: نژاد مشترک
اگر گروهی از جاندارانبا همجدمشترکی داشته باشند ، گفته می شود که اینجانداران با هم نژاد مشترکی دارند. تمامموجودات زندهرویزمین از یکجد مشترک و یاآبگیز ژناجدادی زاده می شوند. گمان می رودآخرین جد همگانی ، یعنی ، جدیدترین جد مشترک تمام موجودات زندهسه و نیم میلیون سال قبلبوجود آمده باشد) به مبحثمنشا حیاترجوع کنید( .
تصور اینکهمنشأ " کل حیات از" یک تخم مرغ بوجود آمده است یکی از مفاهیم بنیادی زیست شناسیامروزی است ، بدین معنی که یک تسلسل نا شکسته از منشأ اولیه زندگی تا زمان حاضروجود داشته است.تاقرن نوزدهممعمولا اعتقاد بر این بود کهگونه های حیات می توانند تحت شرایط خاصی خودبخود بوجود آیند. ( رجوع کنید به مبحثایجادموجود زنده از مواد بی جان ). اصل عمومیتکد وراثتیمعمولا به عنوان ملاک تعیین کنندهموافق نظریه جد مشترک جهانی ( یو سی دی ) برای تمامباکتری ها،موجودات اولیهو موجوداتی که یک هسته درسلولهایشان دارند مورد نظر زیست شناسان است. ( رجوع کنید به مبحثسیستم سه مقوله ای(.
هم ایستایی: سازگار با دگر گونی
مقاله اصلی: هم ایستایی
هم ایستایی خاصیت یکنظام بازبرای تنظیم محیط درونی خودش است ،طوری که بوسیله چندین بار تطبیق همتراز حرکتی کنترل شده با ساز و کارهای قانونی بهموابسته ، یک وضعیت ثابت را حفظ کند. تمامموجودات زنده، چهتک سلولیو چهچند سلولیهم ایستایی بروز می دهند . هماستایی در سطح سلولی می تواند با حفظ یک قدرت اسیدی ثابت خود را بروز دهد) پی اچ( ؛ در سطح موجود زنده حیواناتخون گرمیک درجه حرارت ثابت درونی را حفظ میکنند ؛ و در سطحبوم سازگان، مثلا وقتی که میزاندی اکسید کربنموجود درجوافزایش می یابد ،گیاهان قادر به رشد بهتری هستند و بنابراین دی اکسید کربن بیشتری از جو می زدایند. بافت هاو اندامها تیز می توانند هم ایستایی داشته باشند.
فعل و انفعالات : گروهها و زیستگاه ها
|
همزیستی متقابل بین دلقک ماهی از جنس آمفیبریوناست که در میان شاخک شقایق دریایی مناطق استوایی است وجود دارد. ماهی منطقه ایشقایق نعمان را از دست ماهی شقایق نعمان خوار محافظت می کند و در عوض شاخک حساس نیشزن شقایق نعمان از ماهی شقایق در برابر شکارچیان محافظت می کند. هر موجود زنده ایبا دیگر مو جودات و محیط زیست خودش فعل و انفعال داخلی دارد. یکی از دلایلی کهمطالعه سیستم های زیست شناختی را مشکل می سازد این است که فعل و انفعالات امکانپذیر مختلف بسیار زیادی با دیگر موجودات زنده و محیط زیست آنها وجود دارد. واکنش یکمیکروب گیاهی بسیار ریز به یک شیب در حبهقندبه میزان واکنش آن به محیط زیست خودبهمان اندازه است که یک شیر هنگامی که دردشت بی علف آفریقادر جستجوی غذاست نسبت بهمحیط زیست خود واکنش نشان می دهد. در گونه های خاصیرفتارها می تواند دوستانه ،تهاجمی،انگلی یاهمزیگریباشد. مسائل هنوز هم پیچیده تر میشود وقتی دو یا بیشتر گونه های مختلف در یکبوم سازگانبا هم فعل و انفعال داشته باشندو اکو سیستم یکی از شاخه هایبوم شناسیاست .
سیستماتیک گیاهی
مقدمه
سیستماتیک یکی از شاخههای بسیار قدیمی و مهم علم گیاه شناسی است. انسانهای اولیه به گیاهان خوراکی و دارویی اطراف خود توجه خاصی داشتند و صدها نوعاز آنها را میشناختند و به این ترتیب نخستین گروههای تاکسونومیک گیاهی بر اساسچنین شناختی شکل گرفت. سیستماتیک گیاهی اختلافات بارز و برجسته گروههای گیاهی راتصویر میکند.
نام هرگیاه در واقع کلیدی است که با آن دریچهای بر زیستشناسی آن گیاه گشوده میشود. سیستماتیک گیاهی باشناخت و نامگذاری گیاهان و به نظمکشیدن آنها در گروههای خویشاوند و بسیار نزدیکی همچون جنس ، خانواده و ... سروکاردارد. بطور کلی این علم شامل مجموعه فعالیتهایی است که به منظور سازماندهی و ثبتتنوع گیاهان انجام میشود.
تاریخچه
تا سده هجدهم میلادی ، بیشترین توجه به شناخت و طبقه بندی گیاهانزراعی و دارویی معطوف میگردید و طبعا سیستمردهبندیمصنوعی ، که غالبا بر اساسمشخصات کاربردیگیاهاناستوار بود مورد استفاده قرار میگرفت از اواسط این سده سیستمنامگذاری و طبقه بندی پیشنهاد توسطلینهتحولی در علم طبقه بندی گیاهانپدید آورد.
در اواخر سده هجدهم میلادی نظر غالب گیاه شناسان به سیستمهایطبقه بندی طبیعی کهبر پایه صفات ریختشناسیگیاهان استوار بود جلب گردید. در سده نوزدهم میلادی با ارائهنظریه تکاملی داروین و توجه به توالی تکاملی در طبقه بندی گیاهان ، مبنایطبقه بندی فیلوژنتیکپایه گذاری شد و در سدهبیستم میلادی به سیستمهای فیلوژنتیک واقعی رسید که اساس رده بندی نوین معاصر راتشکیل میدهد.
|
اهداف سیستماتیک گیاهی
سیستماتیک گیاهی 4 هدف را دنبال میکند.
- فهرست کردن فلور جهان
- ارائه راه به منظور شناسایی و ایجاد ارتباط
- بوجود آوردن یک سیستم ارتباطی مستقیم و جهانی
- نشان دادن مفاهیم تکاملی تنوع در عالم گیاهی
سیستمهای طبقهبندی امروزی بر خلاف سیستمهای قدیمیتر ، تنها بر پایه مشخصات مورفولوژیک استوارنبوده بلکه سایر اختصاصات بیولوژیک گیاهان را در طبقه بندی بکار میگیرد و در اینراستا ، توجه بهجنبههای تکاملی،وابستگیهای ژنتیکیوساختارشیمیاییآنها از تاکید بیشتری برخوردار است.
توجه بهاصل عمومی تک نیایی تاکسونهادر سیستماتیک گیاهیاهمیت شناخت و کاربرد علم تکامل گیاهان را برای دستیابی به قرابتها و دودمانهایتکاملی در سطوح نظام سلسه نسب روشن میسازد. چون در سیستمهای طبقه بندی امروزی کهبر پایه صفات متعددی استوارند ریخت شناسی به تنهایی اساس طبقه بندی را تشکیلنمیدهد، لذا لزوما تمام صفات مورفولوژیک دارای ارزش یکسانی در طبقه بندی و توصیفتاکسونها نبوده و در هر مورد دارای کاربرد خاص خواهند بود.
مراحل سیستماتیک گیاهی
- سیاحت و اکتشاف و جمع آوری گیاهان
- پرس کردن و خشک کردن گیاهان و تهیه هرباریوم گیاهی
- دوره سنتز یا استفاده از ویژگیهای ریخت شناسی ، شکل و ساختار گیاهان به منظورطبقه بندی آنها
- مرحله تجربی که به تفسیر اطلاعات بدست آمده در قالب واژههای تکاملی وفیلوژنتیکمربوط میشود.
شاخصهای ریخت شناسی فیلوژنی
صفات ابتداییدر طبقه بندی فلوژنی بهمفهوم صفاتی است که مقدمتر از صفات دیگر بوجود آمدهاند نه صفات سادهتر در قبالپیچیدهتر و این امر بخصوص در موردگیاهانگلدار مشهورتر است برای مثال گیاهان یکساله پایا و دو ساله و این گروهها ازگیاهان چوبیاشتقاق یافتهاند و یاگلهای دو جنسیمقدم بر گلهای تکجنسیاند. میزان تکامل در تمام اندامهای گیاه همیشه یکسان نیست و ممکن است برخی از اندامهاتخصصیتر از سایر اندامها شده و بعضی از تاکسونها هر دو صفات پیشرفته و ابتدایی رادر خود داشته باشند.
|
طبقه بندی سلسله گیاهان
گیاهان خشکی اولیه در دورهدونینظاهر شدهو فاقدریشهوساقه وبرگ بوده و ظاهری شبیهجلبکها داشتهاند. قدیمیترین سنگوارههای بدست آمده که به عنوان نیاکانگیاهان آوندیشناخته میشوند مربوط به دوگیاه منقرض شده Zosterophllumo و Phynia میباشد. به احتمال زیادبریوفیتا قبل از شکل گیری وتمایز دستگاههای آوندی این گیاهان از مسیر تکاملی آنها منشعب شدهاند. در هر صورتسنگوارهای از بریوفیتهای اولیه در دست نیست.
گیاهان نوعZosterphyllum منشالیکوپودیوفیتا میباشند. این گروه در اواخر دوارن پالئوزوئیک دارای پراکندگی وسیع وانواع متعددی بوده اند. لیکن امروزه فقطمعدودی از جنسهای علفی به حیات خود ادامهمیدهند. گیاهان نوع Phynia به عنوان نیاکان سایر گیاهان آوندی به شمار میآیند کهبه نوبه خود در مسیرهای متفاوتی تکامل یافتهاند.
سیستماتیک گیاهی: زمینهای علمی مربوط به دنیای امروز
در دنیای امروز دانشمربوط به شناسایی ، نامگذاری و رده بندی گیاهان زمینه مطالعاتی مهیجی است. کاربردهای بالقوه اقتصادی گیاهان شاید بلافاصله مشهود نباشد، اما ناگزیریم گیاهانخویشاوند را بشناسیم. خویشاوندهای وحشی گیاهان زراعی معمولا حاوی ژنهایی هستندکهخصوصیت مطلوبی چون مقاومت در برابر بیماریها را که برای اصلاح محصولات زراعیموردنیاز متخصصین اصلاح نژاد است فراهم میکنند.
اکولوژی گیاهی
نظر انواع موجودات زنده مورد مطالعه ، دانشبوم شناسیبهبوم شناسی گیاهی ،جانوریوانسانیتقسیم میشود. موضوع بوم شناسی گیاهیبررسی روابط بین گیاهان مختلف با خود و با محیط پیرامون آنهاست .
مقدمه
هر موجود زندهای برای برخی از فرآوردهها و فرایندهای زیستی اساسیبطور انکارناپذیری بهمحیطزیست خود و بویژه به موجودات زنده دیگر وابسته است. لازمه بقا ، همبستگی گروهیاست و بررسی چگونگی این همبستگیها مورد توجه دانشاکولوژی است. دانش اکولوژی مجموعه شناختهایی است که انسان درباره اثرات محیط بر روی موجوداتزنده ، اثرات موجود زنده بر روی محیط و ارتباطات متقابل بین موجودات زندهدارد.
وقتی موجود زندهای از لحاظ بوم شناسی موردمطالعه قرار میگیرد، هدف این است که معلوم شود، چرا موجود مورد نظر در محیطهای خاصو تحت شرایط معینی زندگی میکند؟ شرایط محیطی چه اثراتی بر موجود زنده دارند؟ وموجود زنده به نوبه خود چه تحولاتی در محیط پدید میآورد؟ طبیعی است که خود انسانبه عنوان یک موجود زنده ، متاثر از عوامل محیط و موثر بر روی عوامل طبیعت در چارچوپمطالعات اکولوژی از توجه و اهمیت ویژهای برخوردار است.
تعریف جامعه گیاهی
کوچکترین واحد اجتماعات گیاهی راجامعه گیاهیمینامند. یک جامعه گیاهی مانند سایرجامعهها از افراد متعددی تشکیل یافته است که در بعضی صفات با یکدیگر شباهت دارند وهمین اشتراک منافع و وجود صفات مشترک سبب شده است که در شرایط واحد برویند و بهطریق همزیستی معنوی با یکدیگر زندگانی کنند. بنابراین دو اجتماع گیاهی که از لحاظسیمای ظاهری و ترکیب و صفات بوم شناختی (فراوانی ، بارز بودن یا غلبه ، تراکم ،اهلیت ، توانایی زیستی ، طبقه بندی ، وابستگی و ...) با یکدیگر مشابه باشند، جامعهگیاهی واحدی را تشکیل میدهند.
تعریف جامعه شناسی گیاهی
دانشی که اجتماعات گیاهی را مورد بررسی قرارمیدهد و درباره صفات مختلف آنها ، تغییرات حاصل از نفوذ شرایط محیط در اجتماعاتمذکور و همچنین تکامل این اجتماعات بحث و گفتگو میکند،جامعه شناسیگیاهینامیده میشود. دانش جامعه شناسی اعم از اینکه جامعه موردنظر انسانی یا جانوری یا گیاهی باشد، هیچ گاه با یک فرد از آن اجتماع سروکار ندارد،بلکه با گروه و توده افراد در ارتباط است.
|
صفات بوم شناسی
صفات بوم شناسی عبارتند از: فراوانی ، بارز بودن ، تراکم ،اهلیت ، توانایی زیستی ، طبقه بندی ، وابستگی و غیره.
صفات مختلف بوم شناختی، جامعههای گیاهی را از یکدیگر مشخص میکند و سبب تمایز آنها از یکدیگر میشود. مثلافراوانی، تعداد افراد یک گیاه در واحد سطح است وغلبهمعرف پوشش و سطحی است که گیاه اشغال کردهاست. بنابراین فراوانی و غلبه یک گونه گیاهی ، در جامعههای مختلف متفاوت است و یکگیاه ممکن است فراوان باشد، ولی پوشش زیاد نداشته باشد. بالعکس گیاه دیگر هر چند بهفراوانی نوع اول نباشد، ولی ممکن است پوشش زیادی داشته باشد و از لحاظ غلبه بر اوپیشی بگیرد.
بطور کلی در یک جامعه گیاهی یک یا دو گیاه غالب وجود دارد. گیاهان غالب ممکن است یک ساله ، چند ساله ، درختچه و یا درخت باشند که به نسبتبیشتری از محیط خود بهرهمند میشوند. نامی که به یک جامعه گیاهی داده میشود، ازگیاهان غالب آن جامعه گرفته شده است. مانندجامعه راشستانوبیدستان.
وابستگی گیاهان به جامعههای مختلف یکسان نیست. مثلا بعضیاز گیاهان در جامعههای مختلف دیده میشوند وگیاه هر منطقهایمحسوبمیگردند. در حالی که بعضی دیگر در جامعههای محدودتری ظاهر میشوند، لذانمیتوانند خود را با محیطهای مختلف و عوامل گوناگون سازش دهند و ناچار در همهجوامع دیده نمیشوند. بعضی دیگر فقط به جامعه خاصی بستگی دارند و در شرایط محدودیکه در آن جامعه برایشان فراهم است، ظاهر میگردند. در چنین حالتی این گیاهان معرفآن جامعه محسوب میشوند.
عوامل پراکنش گیاهان
شرایط مختلف محیط در همه نقاط سطح زمین به یک میزانفراهم نیست و از این رو در نقاط مختلف ، گیاهان متفاوتی دیده میشوند. بطور کلیعوامل اکولوژی عبارتند از : عوامل آب و هوایی یااقلیمی ، عوامل خاکی ، عوامل زیستی. این است که ترکیب و سیمای رستنیهایمختلف در هر گوشه جهان مشخص است و با نقاط دیگر تفاوت فاحش دارد. به عنوان مثالاختلاف تابش نور خورشید در عرضهای جغرافیایی مختلف در ترکیب و سیمای مدارات مختلفتغییراتی ایجاد میکند. بطوری که سیمایجنگلهای استوایی کاملابا سیمای جنگلهای معتدل فرق میکند.
با این حال اگر شرایط محیط در دو نقطهمساوی و یکنواخت باشد، نیز ممکن است در ترکیب رستنیهای آن دو نقطه اختلاف شدیدمشهود گردد، زیرا موانع طبیعی بسیاری میتوانند از پراکنش گیاهان در نقاط مناسبجلوگیری کنند. عوامل طبیعی ماننداقیانوسها ، کوهها و بیابانها مانع کلی پراکندگی گیاهان در دو محیط مشابهاند و اگر این سدهایطبیعی ، قارهها و خشکیها را از یکدیگر جدا نمیساخت، شاید پراکنش بسیاری از گیاهانمختلف جهان سریعتر صورت میگرفت.
عوامل آب و هوایی
گیاهان تحت تاثیر آب و هوا قرار گرفته و شکل زیستی خاصیمییابند، یعنی شکل و سیمای ظاهری آنها تا حدی تابع آب و هوای محیطشان میشود و دراین صورت میتوانند کم و بیش از تقسیمات کلی آب و هوایی موثر واقع شوند. بدیهی استدرختان و جنگلها همواره بر اثر تعریق ، مقدار متنابهی بخار آب دفع میکنند و برمقدار بخار آب جو به میزان قابل ملاحظهای میافزایند. در این صورت مناطق جنگلیهمواره در اثر باران مشروب میشوند و دارای آب و هوای مرطوباند. هر قدر تعداد درختدر محیطی کمتر باشد و به جای آن بوتههای گیاه و چمنزار سطح خاک را بپوشاند، بههمان نسبت از بارندگی محیط و رطوبت زمین کاسته میشود.
دما و بارندگی ازعوامل اقلیمی مهمی هستند که ظهور گونههای مختلف گیاهی و رویش آنها را تعیینمیکنند. دما بر فعالیتهایتعرق ،تنفس ، رویش ، رشد وتولیدمثل تاثیر میگذارد. بارندگی سالیانه عامل اصلی در تعیین انتشار گیاهان است. بطور کلی جنگلها ، نواحی پرباران را اشغال میکنند. صحراها در نواحی کم باران دیدهمیشوند و علفزارها در نواحی دارای بارندگی متوسط وجود دارند. نورسومینعامل اقلیمی مهمی است که در رشد گیاه ، گل دادن وفتوسنتز آن تاثیر بسزایی دارد. بسیاری از گونهها نیازهای نوری نسبتا معینی دارند. برخی ازآنها مانند رستنیهای کف جنگل ، برای رشد به نور کم و بعضی دیگر مانند درختان به نورزیاد دارند.
عوامل خاکی
عواملی که در پراکنش ، رشد و بقای گیاه تاثیر میگذارند،عبارتند از: دمای خاک ، مقدار آب ،اکسیژن ،مواد آلی ، مواد کانی و درجه اسیدی خاک. دمای خاک در رشد گیاه بویژه از لحاظتاثیر در جذب آب و مواد کانی ، عامل موثری به شمار میآید. در دماهای پایین ، درازشدن ریشه متوقف گشته، سبب کندی نفوذ آن به طبقات واجد آب و مواد کانی میشود، لذامیزان جذب آب و مواد کانی کاهش مییابد. باکتریها نیز در خاک سرد غیر فعالاند. بنابراین مواد کانی به اندازه کافی در دسترسریشه قرار نمیگیرد. در این صورت کشتکاران ناگزیرند ازکودهای نیتروژنداراستفاده کنند. دمایپایین خاک و هوا ، همراه با بادهای شدید ، سبب کوتاه ماندن گیاهان نواحی کوهستانیمیشوند.
|
عوامل زیستی
گیاهان در طبیعت همراه با سایر موجودات زنده ، اعم از جانور وگیاه ، زندگی میکنند و از این رو هر یک از آنها کم و بیش در زندگی موجودات دیگرتاثیر دارد. بطور کلیطبیعت میدان تنازع بقاستو ضعیف همواره مغلوب قویتر ازخود میشود. جانوران و پستانداران گوشتخوار ، پستانداران علفخوار را طعمه خودمیسازند و علفخواران از رستنیها و گیاهان وحشی تغذیه میکنند و کمک آنها به جامعهگیاهی فقط ریختن فضولات و تقویت جزئی خاک است.
خرگوشوموشومورچه خساراتزیادی به جامعههای گیاهی وارد میسازند، ولی در اثر احداث راهروهای زیر زمینی خاکرا تهویه میکنند و یا آنکه در پراکندگیدانههاو سایر فعالیتهابومشناسی موثرند. بنابراین جانورانی که در جامعه گیاهی زیست میکنند، هر در وضعمحیط زیستی خود موثرند و اثرات سودمند یا زیانبخش بر روی آن جامعه باقی میگذارند وحالت تعادل را برقرار میسازند، بطوری که از بین رفتن یکی از آنها موازنه طبیعی آنجامعه را بر هم میزند و دگرگون میسازد.
تنازع بقایکیاز مسائل مهم زیستی جهان گیاهی و از خواص عمومی جوامع گیاهی به شمار میرود و دربین افراد یک گونه و یا گونههای مختلفی که در مجاورت یکدیگر میرویند و داراینیازهای مشترکاند و به وجود دیگری نیاز ندارند، حکمفرماست. بنابراین تنازع بقا ازمشخصات جامعههای گیاهی است.هنگامی که گیاه در شرایط مناسب میروید و در معرفیکمبود مواد غذایی و عواملی مانندنور و هوا واقع نشده است،یعنی ریشه آن به راحتی از آب و مواد غذایی استفاده میکند و ساقه و برگ آن نیز ازنور و هوا بهرهمند میگردد و بطور کلی مزاحمتی برای گیاه مجاورش فراهم نمیسازد،مسئله تنازع بقا مفهومی ندارد.
ولی پس از آنکه تعداد افراد رو به افزایشگذاشت و گیاهان مختلف با یکدیگر تماس نزدیک حاصل کردند و به عبارت دیگر ، اصطکاکمنافع بین آنها ایجاد شد، گیاه قویتر ، گیاه ضعیفتر را حتی اگر از افراد همان گونهباشد، در مضیقه میگذارد و از شرایط زندگی و حق حیات محروم میسازد تا حدی که باعثاز بین رفتن آن میشود. بنابراین تنازع بقا معرف کمبود مواد و عوامل مورد نیاز برایزندگی گیاه است و نشانگر آن است که آب و نور و مواد غذایی به حد کافی در اختیارکلیه گیاهان دیگر قرار ندارد.
توالی گیاهی
بطور کلی مراحل تغییر تدریجی یکاکوسیستم را که در مدتی طولانی و در طول قرنها رخ میدهد،توالیگویند. در توالی بومشناختی ، اجتماعات مختلف بطور متوالی و منظم در محل معینی پدید میآیند. ترتیباجتماعات که از روی سنگ برهنه آغاز میشود و مثلا تا تشکیل یک جنگل بلوط و گردوادامه مییابد، توالی اولیه نام دارد، یعنی قبلا اجتماعی در این محل وجود نداشتهاست.
در موارد دیگر اجتماعاتی که در گذشته بوده و از بین رفتهاند، همچنانبر ویژگیهای محیط فیزیکی اثر خواهند داشت. به عنوان مثال این اثر وقتی رخ میدهد کهجنگلی با آتش سوزی ویران شود. توالی در این محل یعنی روی خاکی آغاز میشود که بافعالیتهای اجتماعات پیشین تعدیل شده است. بنابراین ترتیب اجتماعات در مناطقی کهقبلا در آنها اجتماع زیستی وجود داشته، نمونههای توالی ثانویه هستند.
روشهای ازدیاد گیاهان
دید کلی
هدف علم ازدیاد گیاهان ، افزودن به تعدادگیاهان با حفظ ویژگیهای ارزشمند آنها میباشد. برای این منظور گیاهان به روشهای جنسی (Sexual) و یا غیر جنسی (Asexael) تکثیر میشوند. اکثرا در طبیعت ، گیاهان ازطریقبذربه ادامه نسل میپردازند. هر کدام ازبذرها از نظر ژنتیکی ساختار منحصر به فرد خود را دارند که ناشی از آمیختگی والدینمیباشد.
برای تولید مثل موفق گیاهان توسط انسان سه جنبه مختلف مورد نظرمیباشد. داشتن اطلاعات عملی و مهارتهای لازم جهت ازدیاد گیاهان ، نظیرکشت بذر، نهال و نشا ، پیوند زدن ، تهیهقلمه و ریشهدار کردن آن هنر ازدیاد نباتات بشمار میآید، داشتن اطلاعات لازم درمورد رشد و نمو ساختار گیاه و شرایط رشد که علم ازدیاد گیاهان محسوب میشود. جنبهسوم ، داشتن اطلاعات کافی در مورد روشهای ازدیاد گونههای مختلف گیاهی میباشد.
تکثیر جنسی گیاهان
تکثیر جنسی گیاهان شامل ترکیب یاختههای جنسی نر و مادهو تشکیل بذر میباشد. تکثیرجنسی با نصف شدن و کاهش کروموزومی گامتهای نر و ماده ، آغاز میشود و بعد ازلقاح تعدادکروموزومها به تعداد اولیه افزایش مییابد و با بوجود آمدنژنوتیپهایجدید همراه است. شکل ظاهری (فنوتیپ) گیاه و انتقال صفات از نسلی به نسلدیگر توسطژنها تعیین میشود.
فرآیند زایشی گیاه
فرآیند زایشی گیاه باتشکیل گل، آغاز میشود و این تغییرات شاملگل انگیزی،گلآغازی،اختصاصی شدنوتشکیل گلوشکوفاییاست. از ترکیب گامتهای نر و ماده ابتدا تخم حاصل میشود وتخمکتلقیح یافته بهدانه تبدیلمیشود. تخمدارای خاصیت "خود تولیدی" بوده و حاویاطلاعات ژنتیکی مورد نیاز برای تولید یک گیاه کامل میباشد. عواملی همچوندما ، طول روز ،هورمونهای گل انگیزیوتغذیه گیاهدر تمایز و تشکیل گل ، دخالتدارند.
تشکیل بذر
دانههایگردهبعد از جوانه زدن بر رویکلاله، لوله گرده را حاصل میکنند. لولهگرده پس از عبور خامه واردتخمدانشده و در نهایت به کیسه جنینی رسیدهو عمل لقاح صورت میگیرد. لوله گرده حاوی دو هسته جنسی میباشد. یکی از هستهها باتخمزا ترکیب شده وتخم دیپلوئیدحاصل میشود. هسته دیگر با هسته ثانویه کیسه جنینی ترکیب شده وآندوسپرم ترپپلوئیدرا بوجود میآورد. پوششهای تخمکبعد از لقاح و در حین رشد و نمو بذر ، تغییر حالت داده و پوسته بذر را حاصلمیکنند. بذر شامل جنین ، مواد غذایی و پوسته بذر میباشد.
جوانه زدن بذر
بذر تخمک لقاح یافته است و در هنگام جدا شدن از پایه مادر ،حاوی جنین ، مواد غذایی و پوسته میباشد. بذرهایی که از پایه مادر جدا میشوندرطوبت آنها کاهش مییابد و فعالیت حیاتی آنها در حد پایین میباشد. فعال شدن ماشینمتابولیکی جنین موجبجوانه زنی بذرو رویش گیاه جدید میشود. جوانهزنی شامل پاره شده پوسته بذر ، ظاهر شده چند میلیمتر ازریشهچه میباشد. در جوانهزنی بذر نوع ویژهای از مولکولهای mRNA دخالت دارند، تعادل هورمونی کنترلمیشود و میزاناسیدجیبرلیک در بذر افزایش مییابد. و با تولیدساقچهوبرگها، گیاه جدید تولید میشود.
مزایای ازدیاد جنسی
امکان انبار کردن بذر در شرایط مناسب و کشت آن درسالهای بعد ، ارزان و اقتصادی بودن ازدیاد توسط بذر ، عدم انتقالبیماریهای ویروسیتوسط بذر ، سازگار بودنبذر به شرایط متغیر محیطی ، امکان ازدیاد اکثر گیاهان زراعی ، تکثیر پایههای بذریبرای درختان میوه ، ازدیاد کلونهای اصلاح شده توسط بذر و ... از مزایای تکثیر جنسیگیاهان محسوب میشوند.
تکثیر غیر جنسی گیاهان
در تولید مثل غیر جنسی ، تقسیم یاختهای بدون کاهشکروموزومی (میوز) اساس کار میباشد. بطوریکه گیاهان تولید شده حاوی اطلاعات ژنتیکی پایه مادرمیباشند. تقسیم یاختهای توسط سلولهای غیر جنسی (سوماتیک) انجام میگیرد. تقسیممستقیم یاختهای عامل تشکیل بافت پینه در محل زخم و باززایی و بهبود زخم است وتکثیر رویشی را بوسیله قلمه ، پیوند و خوابانیدن شاخه ممکن میسازد. این روش تکثیردر کشت بافت نیز مطرح بوده و میتوان گیاهان جدید را از این طریق تولید نمود. سلولرویشی زنده گیاهان ، دارای قدرت تولید یک گیاه کامل میباشد و این پدیده را قدرتخودسازی (Totipotency) مینامند و گیاه تولیدشده بطور کامل اطلاعات ژنتیکی یاخته های مادری را خواهد داشت.
روشهای ازدیاد غیر جنسی گیاهان
قلمه زدن
قلمه قسمتی از گیاه است که معمولا حاوی جوانه بوده و بعد از جداکردن از پایه ، در محیط کشت ریشهدار میگردد. قلمهزدن معمولترین روش ازدیاد غیر جنسی بوده که آسانتر و ارزانتر از دیگر روشهایغیر جنسی میباشد. گیاهان تولید شده از طریق قلمه گیری شبیه پایه مادر و شبیهیکدیگر بوده و در آنها تفرقه صفات حاصل نمیشود.
خوابانیدن شاخه
در این روش شاخه موردنظر را قبل از جدا کردن از پایه مادر ، در محیط کشت ریشهدار نموده، سپس از پایهمادر جدا میکنند و به عنوان گیاه جدید مورد استفاده قرار میدهند. در شاخههایی کهبه عنوان وسیله ازدیاد بکار برده میشوند،ریشههاینابجا حاصل میشود.
پیوندزدن
پیوند عبارت است از اتصال دو قطعه از بافت زنده گیاه بر روی یکدیگر کهمنجر به تشکیل یک گیاه مستقل میگردد. قسمت بالای محل پیوند را پیوندک مینامند. پیوندک وظیفه عملفتوسنتز و تشکیل محصول را به عهده میگیرد. پایه بخش پایین محل پیوند است که قسمتی از تنه وسیستم ریشه را بوجود میآورد.
ازدیاد بوسیله ساختارهای رویشی
برخی از گیاهان نظیرگیاهان چند ساله علفیدارای ساختارهای ویژهرویشی میباشند که میتوان گیاه مورد نظر را توسط این نوع ساختارها ، زیاد کرد. ازاین ساختارها میتوان بهپیاز ،ساقه غدهای،ریزوم،پاجوشو ... اشاره کرد.
ریزازدیادی
این روش شامل تولید گیاه با استفاده از قسمتهای بسیار ریز گیاهنظیر بافتها و یاختهها در شرایط ضد عفونی شده و در محیط کشت مصنوعی با استفاده ازسیستم درون شیشهای میباشد. این روش را بطور کلی ،کشت بافتمیگویند.
مزایای تکثیر غیر جنسی گیاهان
تولید گیاهان یکدست و متجانس و شبیه پایهمادر ، کوتاه کردن دوره نونهالی ،ازدیاد گیاهان بکربار، کنترل شکل و مراحلرشد و گوناگونی روشهای غیر جنسی ، از مزایای این روش تکثیر محسوب میشود.
معایب ازدیاد غیر جنسی گیاهان
از معایب ازدیاد غیر جنسی پر هزینه بودن وامکان انتقال عوامل بیماریزا توسط این روش میباشد. از عوامل بیماریزا میتوان بهقارچها ،باکتریهاوویروسهااشاره کرد.
طبقه بندی هورمونهای گیاهی
هورمون واژهای است یونانی به معنی محرک کهفرآیندهای برنامه ریزی شدهویژهایرا در یاختههای هدف آغاز میکنند
مقدمه
عوامل بیرونی و درونی در رشد گیاهان موثرند از مهمترین عوامل درونی، هورمونها و از مهمترین عوامل بیرونینور ودما را میتوان نامبرد. هورمونها عهدهدار تنظیم و هماهنگی فرآیندهایی هستند که در نقاط مختلف پیکرگیاهان صورت میگیرند. این مواد از ترکیبات آلی هستند که در بافتهای ویژهای ساختهمیشوند و مستقیما از یاختهای به یاخته دیگر و یا از طریق آوندها در سراسرگیاه انتقال مییابند و در محل هدف تاثیر میگذارند.
بعضی از هورمونها نیز اثربازدارندگی دارند. بطور کلی رشد و نمو طبیعی یک گیاه ، بیشتر توسط اعمال متقابلهورمونهای تحریک کننده و بازدارنده تنظیم میشود. بعضی از هورمونهای گیاهی محرک رشدهستند، در حالی که هورمونهای دیگری همین فرآیندها را کند میکنند یا به تاخیرمیاندازند.
انواع هورمونهای گیاهی
اکسینها
فراوانترین اکسین طبیعیاسید اندولاستیکاست. مناطقی از گیاه که فعالیتهای رشد و نمو در آنها شدید استمعمولا بیشترین مقدار اکسین را تولید میکنند. بدین ترتیب مریستمهای مختلف از جملهمریستم نوک ساقه ، مریستم نوک ریشه و کامبیومها سرشار از اکسین هستند. اکسینهاعلاوه بر تاثیری که در افزایش طول یاخته دارند، در کنترل ریزش پاییزیبرگهاومیوهها ، جلوگیری ازرشدریشههاینابجا ، رشد گل و میوه در بسیاری گیاهان دخالت میکنند.
این هورمون بهمقدار کم برای رشد ریشه لازم است و افزایش جزئی آن ازرشد ریشهجلوگیری میکند. اکسین سبب نسخهبرداریRNA ازDNA و در نتیجه افزایشسنتز پروتئینمیشود. در بسیاری ازدولپهایها رشد جوانههای جانبی به وسیله اکسین متوقف میشود. اکسین همچنین دربازدارندگی فعالیت فصلیکامبیوم آوندیو نموچوب پسیننقش دارد.
جیبرلینها
پژوهشگران ژاپنی هنگام پژوهش بر روی نوعی بیماری قارچیبرنج که باعث دراز شدنغیر طبیعی گیاه نورسته میشود جیبرلینها را کشف کردند. این قارچ مادهای به نامجیبرلین Aرا ترشح میکند که وقتی آن راروی بوتههای سالم برنج بپاشند، در آنها هم نشانه چنین بیماری مشاهده میشود. جیبرلین Aمخلوطی از شش نوع ترکیبشیمیایی کاملا متمایز است. تاکنون در حدود 84 نوع جیبرلین متفاوت بطور طبیعی درگیاهان شناخته شدهاند. مهمترین اثر جیبرلینها در افزایش طول ساقهها است. جیبرلینها همچنین سبب تمایز یاختهای میشوند. در گیاهان چوبی ، جیبرلینها سببتحریک کامبیوم آوندی جهت تولیدآبکش پسین میشوند.
|
جیبرلین |
بطور کلی تمام جنبههایمختلف رشد و نمو در گیاهان از رویش دانه تا تشکیل میوه میتوانند تحت تاثیرجیبرلینها قرار بگیرند. اثر تحریک کنندگی جیبرلین دررشدساقه ، بویژه در ساقههای گیاهان طوقهای ، با افزایش ابعاد یاخته و تعداد آنآشکار میشود. جیبرلینها به مقادیر مختلف در همه بخشهای گیاه وجود دارند. ولیبیشترین مقدار آنها دردانههای نارس دیده شدهاست. بطور کلیرویش دانهدر نتیجه تغییر واکنشهایمتابولیسمی از صورت کاتابولیسمی به آنابولیسمی حاصل میشوند و جیبرلین باعث افزایشفعالیت و یا سنتز گروه ویژهای ازآنزیمها میگرددکه متابولیسم قطعات 2 کربنی را تغییر داده موجبات سنتز ترکیبات حد واسط را فراهممیآورد.
سیتوکینینها
سیتوکینینها شامل گروهی از ترکیبات محرک رشد هستند که فرآیندتقسیم را دریاختهها تحریک میکنند. سیتوکینینها در تمام مراحل رشد گیاهان دارای نقش هستند این ترکیباتبر روی متابولیسم از جمله فعالیت آنزیمها و بیوسنتز مراحل رشد تاثیر میگذارند وهمچنین در ظهور اندامکها و انتقال مواد غذایی در گیاهان موثر بود و مقاومت گیاه رانسبت به عواملی مانند پیری ، آلودگیهای ویروسی و علفکشها و همچنین دمای پایینافزایش میدهند.
سیتوکینینها ابتدا در شیر نارگیل که آندوسپرم مایع است پیداشدند. اگر به محیط کشت بافت ساقهتنباکوسیتوکینین اضافه شود یاختههای غولپیکر بوجود میآیند یعنی سیتوکینین باعث بزرگ شدن یاختهها میشود. سیتوکینینمصنوعی که بیشتر در تحقیقات بکار میرود،کینتیننام دارد. مجموعکینتینواسید اندول استیکسبب تسریع تقسیم یاختهای و در نتیجهتولید یاختههای بیشمار میشود. سیتوکینینها در چیرگی راسی (تسلط انتهایی) دخالتدارند با وارد کردن این هورمون در محل جوانهها از رشدشان جلوگیری میشود. نقش دیگرسیتوکینینها جلوگیری از پیری برگهاست.
اتیلن
اتیلن از لحاظ آن که به حالت گاز است یک هورمون غیر معمولی است. دراوایل قرن نوزدهم ، پرورش دهندگانمیوه کوشیدند تا رنگ وطعم مرکبات را با قرار دادن آنها در اتاقی که با بخاری زغال سنگی گرم میشد مرغوبترکنند. مدتها تصور میشد که گرما سبب رسیدن میوه میشود. سپس پژوهشهای فراوان نشانداد که در حقیقت فرآوردههای کروسن سبب رسیدن میوه ها میشوند. از بین اینفرآوردهها ،گاز اتیلن، گاز بسیار فعال تشخیص داده شد. به دنبال آن دانسته شد که اتیلن بوسیله گیاهان هم تولید میشود. این گاز قبل ازرسیدن میوهها در گیاه تولید میشود و مسئول تغییرات رنگ ، بافت و ترکیبات شیمیاییهنگام رسیدن آنهاست.
اکسین در تراکم معین سبب تولید مقدار زیادی اتیلن درگیاه میشود. هنگامی که پیری برگ آغاز میشود اتیلن تنظیم کننده اصلی ریزش برگ استاین گاز سبب تسریع در سنتزآنزیم سلولازو آزاد شدن آن میشود. این آنزیم دیوارههای یاخته را از بین میبرد. اگر پیش ازآغاز پیری برگ اکسین به آن اضافه شود، از پیری برگ جلوگیری میگردد. ولی پس ازتشکیل لایه ریزش ، اکسین ریزش برگ را با تحریک تولید اتیلن ، تسریع میکند.
|
اسید آبسیزیک |
اسید آبسیسیک
این هورمون سبب خواب گیاه میشود. آغشته کردن جوانههایرویشی بهاسید آبسیسیکآنها را به جوانههای زمستانیتبدیل میکند. بدین ترتیب که این اسید بیرونیترین برگهای مریستمی را به پولک مبدلمیسازد. این هورمون در دانههای بسیاری از گونههای گیاهی وجود دارد و سبب خوابدانه میشود. اسید ابسیسیک سبب بسته شدنروزنهها به هنگام کم آبی میشود تا ازتعرق جلوگیری کند. بدینسبب این هورمون به عنوان محافظ گیاه در مقابل شرایط نامساعد محیطی شناخته شدهاست.
اسید ابسیسیک همچنین از تاثیر جیبرلین بر تولیدجوانهها جلوگیری میکند و این بازدارندگی بوسیله سیتوکینین برگشت پذیر است. اسید ابسیسیکعلاوه بر تاثیر بر خواب جوانه و دانه و جداشدن برگ و میوه از گیاه بر رشد گیاه وتشکیل گل نیز اثر بازدارنده و یا گاهی محرک دارد. این ماده بر رشد قسمتهای مختلفبسیاری از گیاهان اثر بازدارنده دارد و اثر ترکیبات طبیعی محرک رشد را خنثی میکند.
http://daneshnameh.roshd.ir
منبع : سايت علمی و پژوهشي آسمان -- صفحه اینستاگرام ما را دنبال کنید
اين مطلب در تاريخ: پنجشنبه 14 اسفند 1393 ساعت: 15:56 منتشر شده است
برچسب ها : تحقیق درباره زیست شناسی,اصول زیست شناسی,هدف اصلی زیست شناسی,