Authors
Department of Biology, Faculty of Sciences, Shahid Bahonar University of Kerman, Kerman, Iran
Abstract
Keywords
جنس Pycnocycla Lindl. متعلق به تیره Apiaceae (چتریان) و زیرتیره Apioideae است که دارای 20 گونه شناساییشده در سراسر جهان است (IPNI). این جنس در ایران دارای 8 گونه است که همگی، بومی ایران هستند (Mozaffarian, 2007).
تیره چتریان یکی از شناخته‌شده‌ترین تیره‌‌های گیاهان گل‌دار است (Duran et al., 2010). این تیره، در بردارنده جنسهای فراوان با ارزش اقتصادی و پزشکی بالا و غنی از متابولیت‌های ثانویه است (Olle and Bender, 2010). تیره Apiaceae بر اساس تقسیم‌بندی Drude (1898) به سه زیرتیره تقسیم می‌شود که بزرگترین آنها زیرتیره Apioideae است. این زیرتیره‌‌ها توسط نوع گل‌آذین و چندین ویژگی ریخت‌شناختی و تشریحی میوه مانند: حضور کارپوفور، چوبی‌شدن اندوکارپ، شکل و موقعیت کریستال‌های اگزالات کلسیم و حضور مجاری روغنی از یکدیگر مجزا می‌شوند (Calvino et al., 2008).
گونه‌های متعلق به جنس Pycnocycla، علف‌هایی پایا با پایه چوبی، خاردار یا فاقد خار هستند. گل‌آذین به صورت چتر مرکب، گل‌ها پلی‌گام، گل مرکزی چترک‌ها، نر-ماده و گل‌های بیرونی، تک جنس و نر، کاسه در تمام گل‌ها دارای پنج دندانه و گلبرگ‌ها در انتها با نوکی برگشته، همگی از نظر اندازه، مساوی یا بیرونی‌ها بزرگ‌تر از درونی‌ها هستند. میوه، تقریباً استوانه‌ای یا پهن دراز و در بین برجستگی‌ها، دارای دو یا سه مجرای ترشح کننده است (Ghahreman, 1993).
تا‌کنون پژوهش‌هایی در زمینه استخراج اسانس‌ها و شناسایی آثار آنها در تعدادی از گونه‌هایPycnocycla انجام شده است Yari et al., 1999)؛ Asghari et al., 2002؛ Heravi et al., 2005؛ Sadraei et al., 2006؛ (Sadraei et al., 2008. همچنین، ریخت‌شناسی گل در تعدادی از گونه‌های جنس مورد نظر به اختصار در بعضی از کتاب‌های مربوط به فلور ایران Ghahreman, 1993)؛ (Mozaffarian, 2007 بیان شده است اما از مجموع منابع مطالعه شده، چنین به نظر می‌رسد که نه تنها مطالعه جامعی پیرامون ساختمان گل، بررسی نمو گل و ساختار تشریحی آن در هیچ یک از گونه‌های جنس Pycnocycla صورت نگرفته، بلکه اغلب بررسی‌های آناتومیکی انجام شده پیرامون گل در سایر اعضای تیره چتریان نیز مربوط به سال‌های دور هستند و اگر هم مطالعه جدیدی انجام شده باشد در ارتباط با ساختار میوه در این تیره است Yankova, 2004)؛ (Khajepiri et al., 2010. امروزه به علت مشکلاتی که در طبقه‌بندی اعضای تیره چتریان وجود دارد، بیشتر پژوهش‌ها در سطح مقایسه ویژگی‌های مولکولی متمرکز شده است در حالی که هنوز گونه‌های ناشناخته بسیاری با ویژگی‌های مورفولوژیک و آناتومیک جذاب و قابل توجه در این تیره وجود دارند.
زیست‌شناسی تکوینی زایشی که مطالعه مراحل مختلف تکوین گل یعنی اندام‌زایی گل، تکوین پرچم و دانه گرده، تکوین مادگی، تکوین تخمک و مگاگامتوفیت را شامل می‌شود، در سال‌های اخیر بیشتر مورد توجه قرار گرفته است. توسعه دانش زیست‌شناسی تکوینی و مطالعه چگونگی و مراحل تکوین اندام‌های تولید مثلی، برای حفظ گیاهان، به ویژه گیاهان نادر و در حال انقراض و با اهمیت در بخش کشاورزی ضروری است (Chehregani rad et al., 2010).
در پژوهش حاضر، ساختار گل نر گونه
P. nodiflora Decne. ex Boiss.(سگ‌دندان گل‌گره‌ای) در مراحل نموی مختلف از جنبه ریخت‌شناختی و تشریحی بررسی شده است. انجام پژوهش‌هایی از این دست به معرفی گونه‌های بومی، آشنایی با ویژگی‌های بیشتری از گونه‌های مورد مطالعه و به کارگیری این ویژگی‌ها در زمینه‌های تحقیقاتی پایه‌ای دیگر همچون شناسایی دقیق‌تر گونه‌ها و جغرافیای گیاهی مربوط به آنها، مطالعه روابط تکاملی، شناسایی ترکیبات ثانویه و مطالعات مرتبط با گرده و نحوه گرده‌افشانی منجر می‌گردد. از سوی دیگر، با توجه به یکنواختی بسیار زیاد ساختارهای رویشی در تیره Apiaceae و اهمیت ویژگی‌های ساختارهایی همچون: گل‌آذین، گلچه‌های چتر و میوه‌ها در طبقه‌بندی گیاهان این تیره و همچنین، تراکم ساختارهای ترشحی در اندام‌های مختلف جنسهای تیره مورد نظر، مشخص شدن ساختار تشریحی گل میتواند اثر قابل توجهی در نتیجه‌گیری بهتر از بررسی‌های انجام شده در مورد تیره چتریان داشته باشد.
مواد و روشها
گل‌آذین‌های چتر مرکب P. nodiflora در مراحل مختلف نموی گل از منطقه شمال جیرفت (رویشگاهی حد واسط دو منطقه گرمسیری جیرفت و سردسیری دلفارد) در خرداد ماه سال 1390 جمع‌آوری شد. شایان ذکر است به علت این که گل‌آذین این گونه به صورت چتر مرکب از نوع گل‌آذین‌های نامحدود است، در یک گل‌آذین، گل‌هایی با مراحل نموی مختلف دیده می‌شود و از آن‌جا که اندازه گل‌های این گونه بسیار کوچک است امکان تفکیک دقیق آنها بر اساس اندازه به منظور مطابقت با نتایج تشریحی وجود ندارد و جمع‌آوری و تثبیت نمونه‌ها، اغلب در مرحله گل‌آذین صورت می‌گیرد. برای مطالعات ریخت‌شناسی، بخشی از نمونه‌ها به صورت تازه و زنده با استفاده از استریومیکروسکوپ (Olympus TL2) یا با چشم غیر مسلح، مطالعه و عکس‌برداری (با دوربین دیجیتال Canon مدل IXY) شدند. سایر نمونه‌ها، ابتدا در محلول FAA (فرم‌آلدئید تجارتی 37 درصد، استیک اسید خالص و اتانول 70 درصد با نسبت 1: 1: 18) تثبیت شده، سپس مراحل آبگیری با استفاده از درجات رو به افزایش اتانول، شفافسازی (جانشینسازی اتانول توسط گزیلن با به کارگیری محلولهای اتانول-گزیلن) و پارافیندهی توسط مخلوطهای گزیلن-پارافین و در پایان، پارافین خالص، انجام شد تا تهیه بلوکهای پارافینی حاوی نمونه‌های مورد نظر امکان‌پذیر شود. برش‌گیری نمونه‌ها توسط میکروتوم چرخان با ضخامت 5-7 میکرومتر انجام شد و برش‌های حاصل پس از پارافین‌زدایی، با هماتوکسیلین و ائوزین الکلی رنگ‌آمیزی شدند (Rezanejad and Majd, 2012). مطالعه لام‌های تهیه شده، با استفاده از میکروسکوپ نوری (Olympus BH-2) و عکس‌برداری از نمونه‌های مناسب توسط دوربین دیجیتال Canon انجام شد.
نتایج
.ریخت‌شناسی P. nodiflora: گیاهان این گونه‌به صورت بوته‌هایی به رنگ سبز مات با ارتفاع حدود 50 سانتی‌متر، دیده شدند (شکل 1-A و B) که دارای گل‌آذین‌های چتر مرکب با دم‌گل‌آذین‌های کوتاهی بودند (شکل 1-C و D). این دم‌گل‌آذین‌ها در تمام طول ساقه در زاویه برگ (جوانههای جانبی) ایجاد می‌شوند و مانند ساختارهای رویشی، دارای سطح شیاردار و پوشیده از کُرک‌های ریز هستند (شکل 1-E و F). هر چترِ مرکب از تجمع 3 تا 5 چترک تشکیل می‌شود (شکل 2-A تا C) که به نظر می‌رسد تعداد 5 چترک، معمول‌تر باشد (شکل 2-D و E). چترک‌ها روی صفحه‌ای به نام گریبان قرار می‌گیرند (شکل 2-E). براکته‌های گریبان، اندام‌هایی کوتاه، مثلثی‌شکل، نوک‌تیز و پوشیده از کُرک هستند و هر گریبان به طور معمول از تجمع 5 براکته تشکیل می‌شود (شکل 2-E). تعداد گل‌های موجود در چترک‌های مختلف، ثابت و برابر با 7 عدد است که یک گل نر-ماده را در مرکز و شش گل نر را در اطراف شامل می‌شود (شکل 2-F تا H).
شکل 1- ساختار رویشی P. nodiflora. A و (B بوته‌های گیاه به رنگ سبز مات؛ (C دم‌گل‌آذین‌های کوتاه؛ (D گل‌آذین چتر مرکب بالغ؛ بساک‌ها به صورت افراشته در سطح گل‌آذین دیده می‌شوند؛ (E دم‌گل‌آذین‌ها در محل جوانههای برگی؛ (F دم‌گل‌آذین دارای سطح شیاردار و پوشیده از کُرک.
گل‌های جمع شده در یک چترک روی صفحه‌ای به نام گریبانک واقع می‌شوند (شکل 2-E). براکتئولهای گریبانک همانند براکته‌های گریبان، مثلثی‌شکل، نوک‌تیز و پوشیده از کُرک هستند. این براکتئول‌‌ها دارای طول‌های متفاوتی هستند به طوری که براکتئولهای قرار گرفته به سمت بیرون چترک، رشد بیشتری یافته‌اند. تعداد براکتئولهای سازنده گریبانک، به طور معمول برابر با 6 عدد است (شکل 2-E).
گل‌های نر موجود در هر چترک در یک حلقه، قرار می‌گیرند و از نظر مرحله نموی تقریباً یکسان هستند. دمگل‌های نر، حجیم شده و شباهت زیادی به تخمدان گل نر-ماده پیدا کرده‌اند. این دمگل‌ها، پوشیده از کُرک‌های پنبه‌ای هستند و با پیشرفت مراحل نموی، تراکم کُرک روی آنها افزایش می‌یابد (شکل 2-H).
در گل‌های نر، حلقه کاسبرگی، به طور کامل، مشخص و دارای کاسبرگ‌هایی با اندازههای متفاوت است (شکل 3-A، C و E). همچون براکته‌های گریبانک، در حلقه کاسبرگی نیز، کاسبرگ‌هایی که به سمت بیرون گل قرار می‌گیرند، توسعه بیشتری یافته‌اند و کاسبرگ‌های درونی تحلیل رفته‌اند یا اصلاً دیده نمی‌شوند. کاسبرگ‌ها، قهوه‌ای رنگ و حاشیههای آنها، پوشیده از کُرک است (شکل 3-A، C و E).
جام گل، شامل 5 گلبرگ جدا از هم است (شکل‌های 3-A و E و 4-A و B) که قسمت رأسی هر گلبرگ به سمت مرکز گل خم می‌شود (شکل 4-E). گلبرگ‌ها در مراحل نمو ابتدایی به رنگ سبز مات هستند و با پیشرفت مراحل نموی، به تدریج از رأس به سمت قاعده‌ای دچار تغییر رنگ می‌شوند (شکل 3-A، C و E) به طوری که در نهایت، هر گلبرگ دارای قسمت میانی بنفش و حاشیههای سفید رنگ می‌شود (شکل 4-C و D). شدت رنگ بنفش در ناحیه پشتی گلبرگ (شکل 4-D)، بیش از ناحیه شکمی (شکل 4-C) است. ویژگی قابل توجه گلبرگ‌ها، تراکم بالای کُرک‌ها است که در سطح پشتی گلبرگ و ناحیه خم شده رأسی، بیش از سایر نواحی است (شکل 4-A تا E).
نافه، پنج تایی است و پرچم‌ها به طور متناوب با گلبرگ‌ها قرار می‌گیرند (شکل‌های 2-F و H و 3-A تا F). میله پرچم‌ها از مراحل نمو ابتدایی تا مراحل نزدیک به بلوغ کامل (مرحله میانی) حالت تا‌شده دارد و همین حالت به قرار‌گیری بساک در داخل گل منجر می‌شود (شکل 3-B و D). در مرحله شکوفایی بساک و باز شدن کامل گل، با توسعه میله و راست شدن آن، بساک‌ها در بیرون گل قرار می‌گیرند (شکل 3-E و F). بساک‌ها در مراحل نمو ابتدایی به رنگ سبز روشن دیده می‌شوند و با پیشرفت مراحل نموی در نهایت به رنگ سفید مایل به زرد در می‌آیند (شکل 3-B، D، F). شکوفایی بساک‌ها به صورت طولی رخ می‌دهد و نحوه اتصال میله به بساک به صورت پشت‌چسب (dorsifix) است (شکل 3-F).
گل‌آذین، طی مراحل نموی گل، ابتدا به دلیل پُر کُرکی کاسبرگ گل‌ها به رنگ سفید دیده می‌شود و در اثر شکوفایی (باز شدن) تدریجی گل‌ها و تغییر رنگ گلبرگ‌ها، رنگ گل‌آذین به صورتی و در نهایت به صورتی مایل به بنفش، تغییر می‌کند. همچنین، در مرحله نهایی، پرچم‌ها از گل‌ها خارج شده و به حالت افراشته در سطح گل‌آذین قرار می‌گیرند (شکل 5-A تا D). در بخش میانی نهنج گل‌های نر، بخش صفحه‌مانندی با حاشیههای کنگره‌ای وجود دارد که اجزای گل در اطراف آن قرار می‌گیرد. این ساختار، با پیشرفت مراحل نموی توسعه یافته، رنگ آن از سبز روشن به زرد تغییر می‌یابد (شکل 5-E). در همه گل‌ها، طی بلوغ میوه، گلبرگ‌ها و پرچم‌ها می‌ریزند اما کاسبرگ‌ها پایا بوده، نسبت به مراحل قبل تا حدودی توسعه‌یافته‌تر می‌شوند (شکل 5-E). دمگل‌های نر به تدریج به یکدیگر نزدیک می‌شوند و اطراف تخمدان را احاطه می‌کنند (شکل 5-F).
شکل 2- ساختار زایشی گونه P. nodiflora. A، B و C: گل‌آذین‌های چتر مرکب به ترتیب شامل 3 و 4 و 5 چترک؛ D: گل‌آذین چتر مرکب بالغ شامل 5 چترک؛ E: نمای پشتی گل‌آذین شامل گریبان چتر در مرکز و گریبانک چترک‌ها در پیرامون؛ F: یک چترک از نمای فوقانی؛ G: یک چترک از نمای جانبی؛ H: گل‌های سازنده یک چترک شامل یک گل نر-ماده در مرکز و شش گل نر در اطراف آن؛ i: براکته گریبان؛
in: براکتئول گریبانک.
شکل 3- مراحل نموی گل و نافه در گونه P. nodiflora. A و B: گل نر نابالغ و پرچم‌های آن؛ C و D: گل نر نیمه‌بالغ و پرچم‌های آن؛ E و F: گل نر بالغ و پرچم‌های آن؛ se: کاسبرگ؛ pe: گلبرگ؛ f: میله پرچم؛ ped: دمگل؛ ld: شکوفایی طولی بساک؛ dc: اتصال پشت‌چسب میله به بساک.
شکل 4- جام گل در گونه P. nodiflora. A: گل نر بالغ؛ B: پنج گلبرگ یک گل بالغ؛ C: نمای شکمی گلبرگ؛ D: نمای پشتی گلبرگ؛
E: نمای جانبی گلبرگ (محل خم‌شدگی مشخص شده است)، تراکم بالای کُرک‌ها در همه گلبرگ‌ها دیده می‌شود.
شکل 5- مراحل نموی گل‌ها در گل‌آذین در گونه P. nodiflora. A تا D: بازشدن تدریجی گل‌ها و تغییر رنگ گلبرگ‌ها که به تغییر رنگ گل‌آذین طی نمو منجر می‌گردد؛ E و F: مراحل تشکیل میوه؛ طی تشکیل میوه دمگل‌های مربوط به گل‌های نر متورم شده و به یکدیگر نزدیک می‌شوند به طوری که اطراف تخمدان گل نر-ماده را که طی نمو به میوه تبدیل می‌شود، می‌پوشانند؛ se: کاسبرگ.
ساختار تشریحی گل نر P. nodiflora طی نمو
در مطالعات تشریحی، پس از برش‌گیری غنچه‌هایی با اندازههای مختلف و با استفاده از کل برش‌های تهیه شده، هفت مرحله نموی شاخص طی بلوغ گل‌های نر شناسایی شد که این مراحل از تشکیل اندام‌های گل که تمایز خاصی ندارند آغاز می‌شوند و تا شکوفایی کامل گل ادامه می‌یابند. در ادامه، ویژگی‌های اندام‌های گل در هر یک از این مراحل توصیف می‌شود.
مرحله نخست (شکل 6-A تا F)
در برش تهیه شده از گل در مرحله نخست، مقطع 3 کاسبرگ، 5 گلبرگ و 5 بساک، قابل مشاهده است (شکل 6-A). همان طور که در قسمت نتایج ریخت‌شناختی اشاره شد، کاسبرگ‌ها در گل‌های این گونه اندازههای متفاوتی دارند و به همین علت، همه آنها در برش گل در یک سطح قرار نمی‌گیرند. در این مرحله، شکل کلی هر یک از کاسبرگ‌ها و گلبرگ‌ها مشخص شده است (شکل 6-A تا C). با توجه به ویژگی‌های بافت‌شناختی، کاسبرگ‌ها از نظر مرحله تمایزی نسبت به گلبرگ‌ها پیشرفته‌تر هستند زیرا همان طور که در شکل مشاهده می‌شود رنگ‌پذیری آنها نسبت به گلبرگ‌ها کمتر است و محدوده و شکل بافت‌های تشکیل‌دهنده آنها شامل: اپیدرم، پارانشیم و بافت ترشحی تقریباً مشخص شده است. اپیدرم بیرونی شامل یک ردیف سلول‌هایی با ابعاد نسبتاً بزرگ است که برخی از آنها به سمت بیرون برآمده شده‌اند و در بعضی نواحی نیز کُرک‌ها از آنها منشأ گرفته‌اند (شکل 6-B). بافت ترشحی شامل مجاری ترشحی است که در قسمت میانی هر یک از کاسبرگ‌ها مشاهده می‌شوند. سلول‌های احاطه‌کننده مجرای ترشحی، تا حدودی تمایز خود را به دست آورده‌اند و دارای سیتوپلاسم متراکم و رنگ‌پذیر هستند که مطابق با عملکرد آنهاست (شکل 6-B). در مورد گلبرگ‌ها، تمایزی بین سلول‌های سازنده بافت‌های مختلف دیده نمی‌شود و همه سلول‌ها با اندازههای نسبتاً یکسان، به شدت رنگ‌پذیر و دارای هسته‌های بزرگ هستند که این ویژگی ها نشاندهنده تقسیمات سلولی فعال به منظور توسعه بافت گلبرگ است. محدوده اپیدرم و فضای مجرای ترشحی، تا حدودی مشخص شده‌اند (شکل 6-C تا E). بخش‌‌هایی که در مرکز گل دیده می‌شوند امتداد رئوس خم شده گلبرگ‌ها هستند که در مراحل بعدی نمو مجرای ترشحی نیز در ساختار آنها مشاهده می‌شود (شکل 6-A).
بساک‌ها به شکل توده‌هایی از سلول‌های مریستمی بدون تمایز بوده، به صورت متناوب با گلبرگ‌ها مشاهده می‌شوند (شکل 6-A، C، E و F).
مرحله دوم (شکل 7-A تا D)
تغییرات مشاهده شده در ساختار کاسبرگ نسبت به مرحله قبل به این صورت است که وسعت بافت آن افزایش یافته، فضاهای بین سلولی گسترده‌تری در بافت پارانشیم مشاهده می‌شود. سلول های ترشحی پیرامون مجرا پهن شده‌اند (شکل 7-B). گلبرگ‌ها نیز در این مرحله، توسعه بیشتری یافته‌اند و از شدت فشردگی و رنگ‌پذیری سلول‌های سازنده آنها کاسته شده است. سلول‌های ترشحی گلبرگ در پیرامون مجرا تقریباً سازمان یافته‌اند و در کنار مجرای ترشحی اصلی مجرای کوچک‌تری نیز در بافت زمینه برخی از گلبرگ‌ها مشاهده می‌شود که به نظر می‌رسد از جنبه تمایزی نسبت به مجرای اصلی عقب‌تر باشد. محدوده اپیدرم به طور کامل مشخص است و کُرک‌های فراوانی از آن منشأ گرفته‌اند (شکل 7-C).
مقطع پنج بساک به طور کامل در برش گل مشاهده می‌شود (شکل 7-A). در این مرحله، بساک شکل چهار گوشه خود را به دست آورده، محدوده اپیدرم آن تقریباً مشخص شده است. در هر یک از چهار گوشه و در زیر اپیدرم، تعدادی سلول آرکسپوری (archesporial) دیده می‌شود که این سلول‌ها، منشأ تشکیل لایه‌های مختلف دیواره بساک و بافت هاگزا هستند (شکل 7-D).
شکل 6- ساختار تشریحی مرحله اول نمو گل نر P. nodiflora. A: مقطع کامل یک گل شامل: 3 کاسبرگ؛ 5 گلبرگ و 5 بساک؛
B: کاسبرگ در مرحله تمایز نسبی بافت ترشحی و اپیدرم (منشأگیری کُرک از سلول اپیدرمی مشخص شده است)؛ C: گلبرگ در مرحله شروع تمایز بافت ترشحی؛ D: مجرای ترشحی در بافت گلبرگ؛ E: گلبرگ در شروع تمایز بافتی؛ F: بساک بدون تمایز. s: کاسبرگ،
p: گلبرگ، a: بساک، sd: مجرای ترشحی.
شکل 7- ساختار تشریحی مرحله دوم نمو گل نر در گونه P. nodiflora. A: مقطع کامل یک گل شامل 3 کاسبرگ، 5 گلبرگ و 5 بساک؛
B: کاسبرگ در مرحله تمایز کامل بافتی؛ C و D: گلبرگ در مرحله تمایز نسبی بافت ترشحی و اپیدرم، بساک به شکل چهارگوش دیده می‌شود. s: کاسبرگ، p: گلبرگ، a: بساک، sd: مجرای ترشحی، ar: سلول آرکسپوری.
مرحله سوم (شکل 8-A تا F)
شکل 8-A نشاندهنده برش یک چترک است که محدوده هفت گل سازنده آن کاملاً قابل تشخیص است. در برش گل در مرحله سوم، مقطع 5 گلبرگ و 4 بساک تقریباً به طور کامل و یک کاسبرگ نیز به صورت جزیی دیده می‌شود (به دلیل فشرده بودن گل‌ها در گل‌آذین و مراحلی که نمونه طی فرآیند آماده‌سازی از آنها عبور می‌کند یکی از بساک‌ها در برش دیده نمی‌شود). در ساختار گلبرگ، میزان فضاهای بین سلولی در بافت پارانشیم افزایش یافته، سلول‌های ترشحی احاطه‌کننده مجرا در حال ترشح مواد به درون فضای مجرا هستند (شکل 8-B تا D).
در همه بساک‌ها، محدوده چهار لایه سازنده دیواره تقریباً مشخص شده است که این لایه‌ها از بیرون به درون شامل اپیدرم، لایه مکانیکی (اگزوتسیوم)، لایه گذر و لایه مغذی (تاپی) هستند (شکل 8-E و F). تمایز چندانی بین سلول‌های تشکیل‌دهنده سه لایه بیرونی دیده نمی‌شود و تنها سلول‌های لایه مغذی اندکی متمایز شده‌اند. هر یک از 4 حفره بساک یا به عبارتی، هر یک از کیسه‌های گرده حاوی سلول‌های مادر میکروسپور هستند. سلول‌های مادر میکروسپور، دارای اندازه بزرگ، سیتوپلاسم متراکم و هسته مشخص هستند (شکل 8-F) و این امر، نشاندهنده آمادگی آنها برای شروع تقسیم میوز و تولید میکروسپور است.
شکل 8- ساختار تشریحی مرحله سوم نمو گل نر در گونه P. nodiflora. A: مقطع کامل چترک شامل 7 گل؛ B: مقطع کامل یک گل شامل 5 گلبرگ و 4 بساک؛ C و D: گلبرگ دارای سلول‌های ترشحی در حال ترشح مواد به درون فضای مجرا؛ E: بساک در مرحله تمایز سلول‌های مادر میکروسپور و تشکیل چهار لایه در دیواره؛ F: نیمه بساک نمایش‌داده‌شده در شکل E با بزرگ‌نمایی بیشتر. fl: گل‌ها در گل‌آذین؛ p: گلبرگ؛
a: بساک؛ sd: مجرای ترشحی؛ f: میله پرچم؛ mmc: سلول مادر میکروسپور؛ ep: اپیدرم؛ en: لایه مکانیکی؛ ml: لایه میانی (گذر)؛ tp: لایه مغذی.
مرحله چهارم (شکل 9-A تا G)
در مرحله چهارم، کاسبرگ‌ها نسبت به مراحل قبل تغییر چندانی را نشان نمی‌دهند بنابراین، ویژگی‌های ساختاری آنها ذکر نمی‌شود. در ساختمان گلبرگ، سلول‌های احاطه‌کننده مجرای ترشحی در حال تحلیل هستند (شکل 9-A تا C).
از پنج بساک مشاهده‌شده در برش گل، یکی در مرحله سلول تتراد (شکل 9-D و E) و چهار بساک دیگر در مرحله تتراد میکروسپور (شکل 9-F و G) قرار دارند. تتراد میکروسپور از نوع چهار وجهی است و توسط دیواره‌های کالوزی شفافی احاطه شده است. این دیواره‌ها حد فاصل میکروسپورهای موجود در تتراد نیز مشاهده می‌شوند. لایه‌های دیواره‌ای نسبت به مرحله قبل تغییری را نشان نمی‌دهند.
مرحله پنجم (شکل 10-A تا F)
در مرحله پنجم، سلول‌های ترشحی احاطه‌کننده مجرای کاسبرگ‌ها به طور کامل تجزیه شده‌اند. بافت پارانشیم آن شامل سلول‌هایی با ابعاد بزرگ و دیواره‌های نازک است. یک دسته آوندی در میان سلول‌های پارانشیمی و در نزدیکی مجرای ترشحی کاسبرگ، مشاهده می‌شود (شکل 10-A و B). گلبرگ‌ها در مقایسه با مرحله قبل، تغییر قابل ملاحظه‌ای نشان نمی‌دهند (شکل 10-A، C و D).
بساک‌های مشاهده شده حاوی میکروسپورهایی هستند که به لایه مغذی نزدیک بوده، در مراحل اولیه نموی (نابالغ) هستند. لایه مغذی به صورت رشد یافته و لایه گذر به میزان زیادی تجزیه شده است (شکل 10-E و F).
مرحله ششم (شکل 11-A تا F)
کاسبرگ‌ها که در مرحله ششم، مقطع دو عدد از آنها دیده می‌شود، ساختاری شبیه مرحله قبل دارند (شکل 11-A و B). توسعه گلبرگ‌ها نسبت به گذشته بیشتر شده است اما از نظر تمایز بافتی ویژگی خاصی را نشان نمی‌دهند (شکل 11-A، C و D).
برخی میکروسپورها به مرحله بلوغ نهایی نزدیک شده‌اند و تعدادی نیز شکل نهایی خود را به دست آورده‌اند (شکل 11-E). در مورد لایه‌های دیواره، لایه مغذی به صورت یک لایه پیوسته میکروسپورها را احاطه می‌کند و سلول‌های سازنده آن حاوی سیتوپلاسم با رنگ‌پذیری بالا هستند که نشاندهنده فعالیت ترشحی زیاد آنها به منظور بلوغ دانههای گرده است (شکل 11-F). محدوده اپیدرم و لایه مکانیکی چندان قابل تشخیص نیست اما به نظر می‌رسد که دیواره مماسی بیرونی برخی از سلول‌های اپیدرمی، ژله‌ای شده و اندکی به سمت بیرون برآمدگی پیدا می‌کند (شکل 11-E و F).
مرحله هفتم (شکل 12-A تا G)
در مرحله هفتم، پدیده‌هایی در اندام‌های گل مشاهده می‌شود که نشاندهنده بلوغ نهایی گل است (شکل 12-A). گلبرگ‌ها، کاملاً توسعه‌یافته هستند و از یکدیگر فاصله گرفته‌اند (شکل 12-B). سلول‌های ترشحی پیرامون مجرا به طور کامل تجزیه شده‌اند و بقایای آنها در پیرامون مجرا، مشاهده می‌شود (شکل 12-C).
همه بساک‌های مشاهده‌شده در مقطع گل، در مرحله شکوفایی طولی قرار دارند و دانههای گرده، بالغ و دمبلی شکل هستند (شکل 12-D). تیغه جداکننده دو حفره بساک در هر نیمه بساک در حال تجزیه است، در نتیجه، دو حفره به شکل یک ساختار واحد در می‌آیند (شکل 12-D و E). دیواره بساک، تنها شامل لایه مکانیکی است (شکل 12-D و F) که سلول‌های آن به میزان قابل توجهی بزرگ شده و ضخیم‌شدگی‌های فیبری را روی دیواره‌های شعاعی و مماسی داخلی خود ایجاد کرده‌اند و تنها بقایایی از سلول‌های اپیدرمی روی آنها باقی مانده است (شکل 12-E). در محل شکوفایی، گسستگی سلول‌های لایه مکانیکی که فاقد تزیینات فیبری هستند به رهاسازی گرده‌ها منجر می‌گردد (شکل 12-G).
شکل 9- ساختار تشریحی مرحله چهارم نمو گل نر در گونه P. nodiflora. A: مقطع کامل یک گل شامل یک کاسبرگ، 5 گلبرگ و 5 بساک، B و C: گلبرگ دارای مجاری ترشحی با سلول‌های ترشحی در حال تجزیه؛ D و E: بساک و نیمه آن حاوی سلول‌های تترادی؛ F و G: به ترتیب بساک و کیسه گرده در مرحله تتراد میکروسپور. p: گلبرگ، a: بساک، sd: مجرای ترشحی، f: میله پرچم، tc: سلول تترادی، t: تتراد.
شکل 10- ساختار تشریحی مرحله‌پنجم نمو گل نر P. nodiflora. A: مقطع کامل یک گل شامل سه کاسبرگ، 5 گلبرگ و 4 بساک؛
B: کاسبرگ در مرحله تمایز کامل؛ C و D: گلبرگ دارای مجاری ترشحی و سلول‌های ترشحی در حال تجزیه و اپیدرم کُرک‌دار؛
E و F: بساک در مرحله میکروسپور نابالغ؛ s: کاسبرگ؛ p: گلبرگ؛ a: بساک؛ sd: مجرای ترشحی؛ f: میله پرچم؛ im: میکروسپور نابالغ؛
ep: اپیدرم؛ en: لایه مکانیکی؛ ml: لایه میانی (گذر)؛ tp: لایه مغذی؛ vb: دسته آوندی.
شکل 11- ساختار تشریحی مرحله ششم نمو گل نر P. nodiflora. A: مقطع کامل یک گل شامل 2 کاسبرگ، 5 گلبرگ و 3 بساک؛
B: کاسبرگ در مرحله تمایز کامل؛ C و D: گلبرگ دارای مجرای ترشحی و سلول‌های ترشحی در حال تجزیه و اپیدرم کُرک‌دار؛
E و F: بساک در مرحله میکروسپورهای در حال بلوغ و لایه اپیدرمی غیرقابل تشخیص از لایه مکانیکی، لایه مغذی رشدیافته و با رنگ‌پذیری بالا. s: کاسبرگ؛ p: گلبرگ؛ a: بساک؛ sd: مجرای ترشحی؛ sc: سلول ترشحی؛ f: میله پرچم؛ im: میکروسپور نابالغ؛ tp: لایه مغذی.
شکل 12- ساختار تشریحی مرحله هفتم نمو گل نر P. nodiflora. A: مقطع کامل یک گل شامل 5 گلبرگ و 5 بساک؛ B و C: گلبرگ و مجرای آن در مرحله تمایز کامل؛ D تا G: بساک بالغ شکوفا دارای دانههای گرده بالغ و لایه مکانیکی با ضخیم‌شدگی‌های فیبری روی دیواره‌های شعاعی و مماسی داخلی؛ sd: مجرای ترشحی؛ se: تیغه جداکننده کیسه‌های گرده در هر نیمه بساک؛ f: میله پرچم؛ en: لایه مکانیکی؛ ft: ضخیم‌شدگی‌های فیبری لایه مکانیکی؛ po: گرده بالغ؛ ad: محل شکوفایی بساک.
بحث و نتیجه‌گیری
در مطالعه حاضر، ساختمان گل نر در گونه
P. nodiflora (سگ‌دندان گل‌گره‌ای) در مراحل نموی مختلف، از نظر ریخت‌شناختی و تشریحی بررسی شد. این گونه، دارای گل‌آذین چتر، گل‌های منظم پنج‌پَر و چهار چرخه‌ای همراه با تناوب منظم قطعات چرخه‌ها و تخمدان زیرین است که داشتن چنین ویژگی‌هایی در تمام گیاهان تیره چتریان (Apiaceae) عمومیت دارد و در واقع، آخرین مراحل تکاملی در سری جداگلبرگان است Ghahreman, 1993)؛ (Lawton, 2007.
در هر یک از گیاهان این تیره، گل‌آذین‌های مرکب فراوان که در بردارنده گلچه‌های مرتب شده در چترهای کوچک‌تر (چترک) هستند، مکان‌هایی حاوی نکتار و گرده و جذاب برای فرود زنبورها و سایر حشرات است (Proctor et al., 1996). در گونه بررسی شده نیز بر اساس مشاهدات، نحوه آرایش گل‌ها در گل‌آذین‌های چتر، زمینه مناسبی برای جذب حشرات گرده‌افشان مهیا می‌نماید.
با توجه به مراحل نموی مشاهده‌شده به نظر می‌رسد که توالی بنیان‌گذاری اندام‌های گل، از ترتیب رأس‌گرایی (مرکزگرایی) پیروی می‌کند، به این صورت که ابتدا کاسبرگ‌ها سپس گلبرگ‌ها و در نهایت، پرچم‌ها بنیان‌گذاری می‌شوند. در برش‌های تهیه شده از گل‌ها در مراحل نخستین، شکل کاسبرگ‌ها و گلبرگ‌ها تقریباً مشخص شده است، اما بساک‌ها به صورت توده‌های مریستمی بدون تمایز ظاهر می‌شوند. همچنین، بافت زمینه کاسبرگ، رنگ‌پذیری کمتری را نسبت به گلبرگ نشان می‌دهد و این حالت، نشانه فعال‌تر بودن تقسیمات سلولی و در نتیجه، جوان‌تر بودن بافت گلبرگ‌ها است. این نتایج با بررسی‌های Payer (1853 و 1857) و Jochmann (1854) در مورد سایر جنسهای تیره چتریان نظیر: Heracleum، Carum، Aegopodium و Anethum مطابقت دارد. در هر حال، بررسی های SEM و TEM روی گونه مورد نظر به تکمیل و قطعی بودن نتایج، کمک می‌کند.
جام گل از 5 گلبرگ با رئوس خم‌شده به داخل گل و دارای مجاری ترشحی سازمان‌یافته تشکیل می‌شود. برخی صفات گل همچون: رنگ و شکل گلبرگ‌ها به صورت انحصاری روی جذب گرده‌افشان و ایجاد پاداش برای آن تأثیر‌گذار هستند (Strauss and Whittall, 2006). شکل گلبرگ از گذشته به عنوان یک عامل برای جذب گرده‌افشان در نظر گرفته شده است Darwin, 1859)؛ Bradshaw et al., 1998؛ Gomez, 2003) و ممکن است عامل ایجاد گوناگونی نهاندانگان نیز باشد (Sargent, 2004). در گونهP. nodiflora به طور مشابه با سایر گونه‌های تیره چتریان نیز چنین به نظر می‌رسد که شکل ویژه گلبرگ، نوعی سازگاری به منظور جذب گرده‌افشان‌ها و تسهیل دسترسی آنها به شهد تولید‌شده در شهددان در مرکز گل باشد. رنگ گلبرگ، یک راهنمای بصری است که سیستم‌های حسی گرده‌افشان را تحریک کرده، به طور انتخابی انواع خاصی از گرده‌افشان‌ها را جذب می‌کند Grant, 1949)؛ Stebbins, 1974؛ Melendez-Ackerman and Campbell, 1998؛ (Hodges et al., 2002.
از دیگر ویژگی‌های گل در گونه P. nodiflora، حضور مجاری ترشحی در بخش‌های مختلف از جمله کاسبرگ‌ها و گلبرگ‌ها است که در واقع، از ویژگی‌های اختصاصی تیره چتریان است و نه تنها در گل بلکه در سایر اندام‌های گیاهان این تیره نظیر: ساختارهای رویشی و میوه‌ها نیز مشخص شده است (Coassini Lokar and Corsi, 1986؛ Pagni et al., 1986؛ Maffei et al., 1987). با توجه به مطالعه تشریحی مراحل نموی گل گونه P. nodiflora تصور می‌شود که تکوین مجاری ترشحی از نوع شیزوژن باشد زیرا در مراحل نموی ابتدایی، سلول‌های ترشحی به تدریج در اطراف یک حفره که از بزرگ شدن فضای بین سلولی ایجاد شده و مجرای ترشحی آتی را می‌سازد سازمان می‌یابند و به طورکامل از سلول‌های سازنده بافت زمینه گلبرگ قابل تشخیص هستند. با پیشرفت مراحل نموی، سلول‌های ترشحی، حالت پهن شده پیدا کرده، در مراحل پایانی بلوغ گل تجزیه می‌گردند و بقایای آنها وارد فضای مجرا می‌شود، به طوری که در مرحله بلوغ نهایی اثری از این سلول‌ها در پیرامون مجرا مشاهده نمی‌شود. در واقع، تجزیه تدریجی سلول‌های ترشحی در مراحل پایانی نمو گل به دلیل نزدیکی به انتهای چرخه حیات گل است که با تحلیل بافت‌های مختلف از جمله بافت ترشحی همراه است. Luckow و Grimes (1997) چهار فرضیه برای عملکرد غده‌های ترشحی بساک پیشنهاد کردند که به نظر می‌رسد برای سایر ساختارهای ترشحی گل نیز قابل تعمیم باشد. این چهار فرضیه عبارتند از: الف) ترشحات این ساختارها به عنوان یک پاداش غذایی برای گرده‌افشان‌ها عمل می‌کنند؛
ب) ساختارهای ترشحی، ماده‌ای چسبناک تراوش می‌کنند که گرده را به پیکر ملاقات‌کننده گل متصل می‌کند؛ پ) ترشحات از بساک‌ها و تخمدان‌های در حال نمو در برابر حمله‌های حشرات شکارگر حفاظت می‌کنند؛ ت) این ترشحات ممکن است در جذب گرده‌افشان‌ها عمل کنند.
دمگل، کاسه و جام گل پوشیده از کُرک‌های پنبه‌ای هستند که احتمالاً این حالت نوعی سازگاری با اقلیم رویشگاهی است که این گونه در آن مشاهده می‌شود زیرا بر اساس پژوهش‌های Evert (2006) در اندام‌های کُرک‌دار گیاهان، سرعت تنفس به دلایلی همچون افزایش انعکاس اشعه‌های خورشید کاهش می‌یابد، همچنین بسیاری از گیاهان از کُرک‌های گل برای جذب آب و مواد معدنی استفاده می‌کنند.
نافه در گونه P. nodiflora تا پیش از شکوفایی کامل گل از 5 پرچم خم‌شده به درون گل تشکیل می‌شود. به طور معمول، طی بلوغ بساک، تمایز و تخصص‌یافتگی لایه‌های دیواره میکروسپورانژ، همزمان با میوز و تشکیل گرده رخ می‌دهد. در اغلب نهاندانگان (تیپ علف هفت‌بند) دیواره میکروسپورانژ از اپیدرم، لایه مکانیکی، لایه میانی و لایه مغذی ساخته شده است (Batygina, 2002) که در گونه P. nodiflora نیز دیده می‌شود. بیرونی‌ترین لایه سلولی بساک، اپیدرم است که در اغلب گیاهان به میزان اندکی در طول نمو تغییر می‌کند. این لایه، یک بافت چند عملکردی است که نقش‌‌های مهمی را در روابط آبی گیاه، دفاع و جذب گرده‌افشان‌ها ایفا می‌کند (Rezanejad, 2008). در اغلب نهاندانگان، سلول‌های اپیدرمی بساک در مرحله بلوغ متلاشی می‌شوند (Mariath et al., 2006). در گونه
P. nodiflora اپیدرم تا مرحله میکروسپور جوان قابل مشاهده است و به تدریج به سمت تجزیه شدن پیش می‌رود و در مرحله بلوغ نهایی، بقایایی از آن روی لایه مکانیکی مشاهده می‌شود. برخی پژوهشگران در بررسی‌های خود روی تعدادی از جنسهای تیره چتریان نظیر: Cuminum cyminum، Daucus muricatus و Trachyspermum ammi مشاهده کردند که اپیدرم در بساک بالغ باقی می‌ماند و دیواره مماسی بیرونی آن اندکی برجسته می‌شود Sehgal, 1965)؛ (Al-Attar, 1979. لایه مکانیکی، تنها لایه‌ای است که در مرحله بلوغ باقی می‌ماند و با ایجاد ضخیم‌شدگی‌های فیبری روی دیواره‌های شعاعی و مماسی داخلی خود مسؤول شکوفایی بساک است. بر اساس گزارش Davis (1966) لایه گذر که با عنوان لایه میانی نیز شناخته شده است به طور معمول در اغلب تاکسون‌ها، طی بلوغ و در نتیجه فشار ناشی از تکثیر بافت هاگزا و توسعه حفره‌های بساک متلاشی شده یا سازمان‌یابی خود را از دست می‌دهد. در گونه P. nodiflora نیز این لایه در انتهای مرحله تتراد گرده تجزیه می‌شود. این نتیجه با نتایج Sehgal (1965) و Al-Attar (1979) مطابقت دارد. داخلی‌ترین لایه دیواره بساک، لایه مغذی است. این لایه، بافتی چند عملکردی است که در مجاورت بافت هاگزای بساک قرار می‌گیرد و در انجام میوز عملکردی، نمو عادی میکروسپورها و بلوغ دانههای گرده دخالت می‌کند (Batygina, 2002). سلول‌های لایه مغذی به طور مشخص بزرگ می‌شوند و به طور موقت یا ناپایدار هستند، سیتوپلاسم آنها، غنی از ریبوزوم و اندامک‌های فعال است و این سلول‌ها ممکن است چند هسته‌ای یا پلی‌پلوئید باشند (Batygina, 2002). در نهاندانگان دو تیپ اصلی نمو لایه تاپی بساک قابل تشخیص است: ترشحی (جداری) و آمیبی (پلاسمودیومی) (Chehregani rad et al., 2010). در پژوهش حاضر، لایه مغذی در گونهP. nodiflora از نوع ترشحی است که در آن، سلول‌ها در موقعیت اولیه خود باقی می‌مانند و ترشحات خود را به درون کیسه گرده می‌فرستند. این لایه، از مرحله ظهور سلول‌های مادر میکروسپور به صورت لایه‌ای متمایز قابل تشخیص است و تا مرحله میکروسپور جوان به طور کامل دیده می‌شود، سپس شروع به تجزیه می‌کند و در مرحله بلوغ نهایی بساک، اثری از آن مشاهده نمی‌شود. سیتوکینز از نوع همزمان است و تترادهای ایجادشده چهاروجهی هستند که توسط دیواره‌های کالوزی احاطه شده‌اند. در برخی موارد، کیسه‌های گرده یک بساک و بساک‌های مختلف یک گل از نظر مراحل تقسیم میوز، هماهنگ نیستند و هر کدام در مرحله‌ای عقب‌تر یا جلوتر نسبت به دیگری به سر می‌برند که این حالت در مطالعات Sehgal (1965) و Al-Attar (1979) نیز ذکر شده است.
خاطر نشان می‌شود انجام مطالعاتی از قبیل بررسی‌های ریخت‌شناختی میکروسکوپی و مطالعه ساختار تشریحی که در پژوهش حاضر مورد توجه قرار گرفته است و پژوهش‌های پایه‌ای دیگر همچون: بررسی گونه‌ها در سطح ژنوم، شناسایی ترکیبات ثانویه و مطالعات مرتبط با گرده و نحوه گرده‌افشانی و ... به ارائه داده‌های بیشتر و دقیق‌تر به منظور بررسی مجدد گونه‌ها و مطالعه روابط تکاملی آنها منجر می‌گردد. از سوی دیگر، با توجه به اینکه اغلب گونه‌های Pycnocycla بومی ایران هستند مطالعه و بررسی آنها زمینه لازم برای معرفی گونه‌های بومی و به کارگیری آنها در زمینه‌های تحقیقاتی دیگر فراهم می‌کند.
سپاسگزاری
نگارندگان از همه عزیزانی که به نحوی در انجام این پژوهش یاری رساندند تشکر و قدردانی می‌نمایند.
)
