Table of Contents
يسأل كثيرون : كيف تتنفس الأشجار ؟ بأي طريقة ولمعرفة الجواب إليك هذا التقرير بالتفصيل عن دورة حياة الأشجار بشكل عام .
الأشجار ليست مجرد مأوى للحيوانات وملجأ لها ومساكن للطيور أو مناظر طبيعية تسحر العيون وتشرح الصدر أو مصدر للأخشاب والتدفئة ،وإنما تقوم بما هو أهم من ذلك ألا وهو مساعدتنا في عملية التنفس حيث تتمتع الشجرة بالقدرة على توفير عنصر أساسي من عناصر الحياة لجميع الكائنات الحية على كوكب الأرض ألا وهو عنصر الأكسجين.
كما تتمتع بقدرتها على إزالة الغازات الضارة مثل غاز ثنائي أكسيد الكربون مما يجعل الهواء الذي نتنفسه أكثر صحة ،ونحن كبشر نتنفس الهواء الذي يحتوي على غاز الأكسجين الضروري لنا ولجميع الكائنات الحية الأخرى للبقاء على قيد الحياة ،وبمجرد تنفس الأكسجين يتم إنتاج كل من الطاقة والغاز المعروف بثاني أوكسيد الكربون الناتج في الهواء، وبينما النباتات تقوم بامتصاص co2وهو غير صالح للاستخدام بالنسبة للإنسان وتستخدمه لإنتاج طاقتها الخاصة .
لذلك تعتبر الأشجار بمثابة الرئة الطبيعية للأرض في إطلاقها لغاز الأوكسجين تنقي الهواء وتلطف الجو وتمنح الحياة لكافة المخلوقات على الكوكب وتمتص غاز الكربون الضار بصحة الإنسان ،إضافة إلى امتصاصها للملوثات والغبار وبالتالي المحافظة على التوازن البيئي والمساهمة في تخفيف آثار التلوث الذي يسببه بشكل رئيسي الإنسان.
كيف تتنفس الأشجار ؟
عملية التنفس الخلوي للأشجار هي إنتاج النباتات لجزيئات الجلوكوز من خلال عملية البناء الضوئي عن طريق التقاط الطاقة الشمسية وتحويلها إلى جلوكوز، وهناك العديد من التجارب الحية لإثبات أن هذه النباتات تتنفس حيث جميع النباتات تتنفس لتوفير الطاقة لخلاياها لتبقى نشطة أو حية .
عملية التنفس
أثناء التنفس تحدث كمية قليلة جداً من تبادل الغازات داخل أجزاء مختلفة من النباتات لذلك كل جزء يهتم بمتطلبات الطاقة الخاصة به، وتتبادل جذور وسيقان وأوراق النباتات الغازات للتنفس بشكل منفصل، وكما نعلم جميعاً تحتوي الأوراق على مسام صغيرة تسمى الثغور التي تستخدم لتبادل الغازات يتم استخدام الأوكسجين الذي يتم امتصاصه من خلال الثغور بوساطة الخلايا الموجودة في الأوراق لتفكيك الجلوكوز إلى ثاني أكسيد الكربون والماء .
تتكون الشجرة من أوراق وسيقان وجذوع وجذور ،وتتكون في الأوراق حوالي خمسة بالمئة من الشجر و15% في السيقان و6%في الجذوع و20% في الجذور، والبطل الخارق في الشجرة هي الأوراق التي تسحب ثاني أكسيد الكربون والماء وتستخدم طاقة الشمس لتحويلها إلى مركبات كيميائية مثل السكريات التي تغذي الشجرة، وتوفر الشجرة الواحدة إمداداً يومياً من الأوكسجين لما يصل إلى أربعة أشخاص ،وتقوم الأشجار بتخزين CO2في أليافها مما يساعد في تنظيف الهواء وتقليل الآثار السلبية لـ CO2 وتمتص الشجرة الناضجة حوالي 47رطل من CO2من الغلاف الجوي وتطلق الأكسجين في المقابل .
اقرأ أيضاً:
أهمية درجة حرارة الهواء في عملية تنفس الأشجار
تتنفس الأشجار بمعدل 24ساعة يومياً ولكن عملية التنفس التي تتم في الليل تكون واضحة بشكل أكبر ،وذلك بأنه أثناء الليل تتوقف عملية التمثيل الضوئي ومن المعروف بأنه في الليل تنخفض درجات الحرارة بشكل أكبر عن النهار، حيث النباتات تعاني من نسبة إجهاد أعلى، ويزداد معدل التنفس في الليل بازدياد درجات الحرارة وبالتالي درجة حرارة النبات سوف تزداد وهذا الشيء يمكن أن يسبب ضعف في نمو النبات وفشل عملية الأزهار .
التنفس عن طريق الجذور
الجذور هي الجزء الموجود تحت الأرض من النباتات يمتص الهواء من الفراغات الهوائية الموجودة بين جزيئات التربة وبالتالي يتم استخدام الأوكسجين الممتص من خلال الجذور لإطلاق الطاقة التي تستخدم لنقل المعادن والأملاح من التربة و نحن ندرك حقيقة أن النباتات لديها قدرة فريدة على التمثيل الضوئي وهذه العملية يتم من خلالها إعداد الطعام للنباتات ويحدث فقط في أجزاء النباتات التي تحتوي على الكلوروفيل أي فقط الأجزاء الخضراء من النباتات.
إن عملية التمثيل الضوئي بارزة جداً لدرجة أنها تخفي عملية التنفس في النباتات ومع ذلك يجب أن تعلم أن التنفس في النباتات يحدث على مدار اليوم بينما تحدث عملية التمثيل الضوئي فقط في وجود الضوء، لذلك في الليل يصبح التنفسواضحاًًوهذا السبب الذي يجعلنا نسمع بأنه يطلب من الناس عدم النوم تحت شجرة في الليل فقد تسبب له الاختناق بسبب الوجود المفرط لثاني أكسيد الكربون الذي تطلقه الأشجار نتيجة التنفس .
التنفس من الجذع:
في حالة الجذع ينتشر الهواء في الثغور ويمر عبر أجزاء مختلفة من الخلية للتنفس وينتشر غاز ثاني أكسيد الكربون الناتج خلال هذه المرحلة من خلال الثغور في النباتات العليا أو النباتات الخشبية ويتم إجراء التبادل الغازي .
التنفس في الأوراق:
تتكون الأوراق من مسام صغيرة يشار إليها بالثغور ويتم تبادل الغازات عبر الثغور من خلال عملية الانتشار، ويتم التحكم في كل ثغرة بوساطة الخلايا الحامية التي تساعد في فتح وإغلاق الفتحة من أجل تبادل الغازات بين الغلاف الجوي وداخل الورقة .
ماهي الثغور ؟
النباتات لها أفواه في الأجزاء الخضراء منها مغطاة بوحدات صغيرة تدعى الثغور وتتكون الثغور من خليتين تسمى الخلايا الحامية كل منهما عبارة عن صورة معكوسة للأخرى والتي تشكل معاً حلقة مثل الدونات التي فيها ثقب ،والثغور منظمة بشكل رائع و ديناميكية ويتسبب الضوء في فتح وإغلاق الثغور وتكون الثغور مفتوحة عادةً خلال النهار ومغلقة في الليل .
تسمح الثغور المفتوحة بدخول CO2 إلى النبات ومع ذلك يمكن أن يخرج بخار الماء لذلك تنظيم الثغور بالغ الأهمية للحفاظ على حالة المياه في النباتات ،وعادة ما يبلغ عدد الثغور بين 25000إلى 250000في بوصة واحدة من سطح الورقة وهي ضرورية لضبط تبادل الغازات مع درجة حرارة ورطوبة وأشعة شمس لامعة وكمية الماء داخل النبات.
كيف تتنفس الأشجار المتساقطة الأوراق؟
الأشجار المتساقطة الأوراق التي تتساقط أوراقها تبطىء جميع عملياتها الخلوية خلال فصل الشتاء وتتوقف أغصانها البنية العارية عن الإطالة وتتشكل براعمها السرية ببطء شديد ،وتشكل طبقات قليلة من الخلايا الخشبية الصغيرة حلقات رفيعة حول جذوعها الخشبية تحت اللحاء خلال فصل الصيف وتوفر الأغصان المورقة الكثير من الأكسجين لتصنيع الأطعمة النباتية السكرية وتوفير الوقود للعديد من الأنشطة الخلوية المزدحمة .
مسام التنفس الصغيرة المسماة الثغور تتزاحم في الأوراق وعلى أسطح السيقان والأغصان الرقيقة في وقت لاحق من الحياة ،وتتضخم الثغور الموجودة في الأغصان والفروع جزئياً بوساطة الخلايا المسامية من اللحاء ويبقى عدداً معيناً مفتوحاً ،وقد تسمح هذه الجزيئات بدخول ما يكفي من جزيئات الأوكسجين لتوفير الحد الأدنى من العمليات التي تجري في فصل الشتاء الخالي من الأوراق.
ولكن لا يتعين على الأشجار الاعتماد فقط على ذلك لأن خلاياها الحية المعجزة لها نظام آخر للحفاظ على أنشطتها الكيميائية، حيث يتم تأمين إمداد الوقود في جزيئات السكر التي تصنعها الأوراق الصيفية ويتم تخزينها في الخلايا بدون مساعدة الأوكسجين، ويتم تكسير السكر لإنتاج ثاني أكسيد الكربون والكحول والطاقة الكيماوية لمواصلة الأنشطة الخلوية وتسمى هذه العملية بعملية التنفس اللاهوائي أي التنفس بلا هواء وتستمر خلال فصل الشتاء الخالي من الأوراق، ويستمر قدر معين من التنفس اللاهوائي خلال فصل الصيف في الخلايا المدفونة بعمق والتي تحصل على أقل من حصتها من الأوكسجين من الهواء الطلق .
قد يهمك :
المراجع :
- Do trees still create oxygen and clean the air after their leaves fall off?
- Do Plants Breathe? | Wisconsin Pollinators
- How do trees breathe after they lose their leaves?
