( مستودعات الطاقة) الكربوهيدرات CARBOHYDRATES هي المركبات العضوية الأساسية التي تشكل العمود الفقري للحياة النباتية.
فهي ليست مجرد مصادر للطاقة، بل تلعب أدوارًا حيوية في العديد من العمليات الفسيولوجية التي تتم داخل النبات، بدءًا من النمو والتطور وحتى الإنتاجية. 

في هذا المقال، سأتحدث أكثر  في أهمية الكربوهيدرات في النبات، ودورها في العمليات الفسيولوجية المختلفة، وتأثير الإجهاد البيئي عليها، وعلاقتها بالهرمونات النباتية الأخرى، وأخيرًا سنستعرض أنواع الكربوهيدرات المختلفة ودور كل نوع على حدة.

دور الكربوهيدرات في العمليات الفسيولوجية:-

1) مصدر أساسي للطاقة: تُستخدم الكربوهيدرات كمصدر رئيسي للطاقة في جميع العمليات الحيوية التي تتم داخل النبات، مثل النمو، الانقسام الخلوي، وإنتاج المكونات الخلوية، فمن خلال عملية التمثيل الضوئي، تلتقط النباتات ضوء الشمس وتحوله إلى طاقة كيميائية مخزنة في شكل كربوهيدرات، وخاصة الجلوكوز.

-المعادلة الأساسية لعملية التمثيل الضوئي هي:

 CO 2 +12 H 2 O + طاقة الضوء → C 6 H 12 O 6 +6 O 2
-في هذه العملية، يتم تحويل ثاني أكسيد الكربون والماء إلى جلوكوز وأكسجين، بمساعدة الكلوروفيل والصبغات الموجودة في الخلايا النباتية.

وتعتبر عملية التنفس عملية بيولوجية بالغة الأهمية في النباتات، فأثناء التنفس، يتم تكسير الكربوهيدرات لإطلاق الطاقة.
في هذه العملية، يتحول الجلوكوز إلى مركبات أبسط لإنتاج وهى (ATP)، (ADP)

معادلة التنفس هي عكس عملية التمثيل الضوئي: 

C 6 H 12 O 6 +6 O 2 → 6 CO 2 +6 H 2 O + طاقة ADP) )  (ATP) 
يتم استخدام هذه الطاقة لتشغيل مختلف الأنشطة الخلوية، بما في ذلك النمو والتطور والتكاثر.والتدعم والصلابة الخلوية.

2) الكربوهيدرات كمكونات خلوية: تدخل الكربوهيدرات في تركيب العديد من المكونات الخلوية في النبات، مثل السليلوز الذي يشكل جدران الخلايا النباتية، والنشا الذي يخزن في البذور والجذور  والدرنات كمصدر للطاقة الاحتياطية.

3) مشاركة الكربوهيدرات في الصفات الوراثية: تلعب الكربوهيدرات دورًا هامًا في تنظيم الصفات الوراثية، حيث أنها تعدل من نشاط الجينات وتؤثر على إنتاج البروتينات النباتية.

4) الكربوهيدرات حماية للخلايا من التدهور : تساعد الكربوهيدرات على حماية الخلايا النباتية من الإجهادات المختلفة، مثل الجفاف والحرارة الشديدة، وذلك عن طريق تكوين روابط هيدروجينية مع الماء.


الكربوهيدرات والتزهير والعقد:
-تلعب الكربوهيدرات دورًا حاسمًا في عملية التزهير والعقد في النباتات، فارتفاع مستوى السكريات القابلة للذوبان في الأنسجة النباتية يحفز على تكوين الأزهار ونمو الثمار، كما أن الكربوهيدرات تساهم في تكوين حبوب اللقاح وتوفير الطاقة اللازمة لنمو الانابيب اللقاحية وإخصاب البويضات وبالتالى تحسين العقد ثم تحسين تطور الثمار والانتاج النهائى.

-تحسين مواصفات الثمار تؤثر الكربوهيدرات بشكل كبير على مواصفات الثمار النهائية، حيث أنها تحدد حجم الثمرة، طعمها، وقوامها. فارتفاع مستوى لكربوهيدرات في الثمار يزيد من حلاوتها وجاذبيتها للمستهلكين.

-كما أن الكربوهيدرات تساهم في زيادة مقاومة الثمار للتلف أثناء التخزين (تحسين الشلف لايف)

تأثير الإجهاد البيئي على مستوى الكربوهيدرات في النبات:

تؤدي الإجهادات البيئية المختلفة، مثل الجفاف، الملوحة، وارتفاع درجة الحرارة، إلى تغييرات كبيرة في مستوى الكربوهيدرات في النبات، ففي ظل الإجهاد، يزيد النبات من إنتاج واستهلاك أرصدة الكربوهيدرات المتوافقة مع الظروف البيئية الجديدة، وذلك بهدف حماية نفسه والمحافظة على وظائفه الحيوية.

العلاقة بين الكربوهيدرات والهرمونات النباتية الأخرى: 
شراكة أساسية لنمو النبات

تعتبر الكربوهيدرات والهرمونات النباتية عنصرين أساسيين في حياة النبات، وهما يعملان معًا بشكل متناغم لتحقيق النمو والتطور الأمثل.

ما هي الهرمونات النباتية؟

الهرمونات النباتية هي مواد كيميائية تعمل بكميات قليلة جدًا لتنظيم العديد من العمليات الحيوية في النبات، مثل النمو، التطور، الاستجابة للإجهاد، وتكوين الأزهار والثمار.

من أهم هذه الهرمونات:

- الأوكسين: يحفز نمو الخلايا ويساهم في نمو الساق والجذور.
- الجبرلينات: تحفز الإنبات، نمو الساق، وتكوين الأزهار.
- السيتوكينينات: تحفز انقسام الخلايا وتؤخر الشيخوخة.
- الأبسيسيك أسيد: يحفز غلق الثغور ويقاوم الإجهاد.
- الإثيلين: يحفز نضج الثمار وسقوط الأوراق.

كيف تتفاعل الكربوهيدرات مع الهرمونات النباتية؟

توجد علاقة تكاملية بين الكربوهيدرات والهرمونات النباتية، ويمكن تلخيصها في النقاط التالية:

1. الكربوهيدرات كمصدر للطاقة لإنتاج الهرمونات:

 - تحتاج النباتات إلى الطاقة لإنتاج الهرمونات، وهذه الطاقة تأتي بشكل أساسي من تحلل الكربوهيدرات.

ـ  تشارك الكربوهيدرات في بناء الأحماض الأمينية التي تدخل في تركيب البروتينات الهرمونية.

2. الكربوهيدرات تؤثر على استجابة النبات للهرمونات:

مستوى الكربوهيدرات المتاحة في الخلية يؤثر على حساسية الخلية للهرمونات.
مثلاً، نقص السكريات قد يقلل من استجابة النبات للأوكسين.

3. الهرمونات تنظم تحلل الكربوهيدرات:

تؤثر الهرمونات النباتية على عمليات بناء وتكسير الكربوهيدرات في الخلية مثلاً الجبرلينات تحفز تحويل النشا إلى سكريات بسيطة.

4. التفاعل المتبادل في تنظيم النمو والتطور:

تعمل الكربوهيدرات والهرمونات معًا لتنظيم نمو النبات وتطوره  مثلاً الأوكسين والسيتوكينينات يعملان معًا لتنظيم نمو البراعم والجذور، وتحتاج هذه العملية إلى وجود كمية كافية من الكربوهيدرات.

أمثلة على تفاعل الكربوهيدرات والهرمونات:

- تكوين الثمار: تحفز الجبرلينات والإثيلين نمو الثمار، بينما يساهم السكر في زيادة حجم الثمرة وحلاوتها.

- الاستجابة للإجهاد: عند تعرض النبات للإجهاد، يتم تحويل جزء من الكربوهيدرات إلى السوربيتول والمانيتول( مخرجات البناء الضوئي)، وهي مواد تساعد النبات على تحمل الإجهاد، ويساهم الأبسيسيك أسيد في هذه العملية.

- النمو الخضري: تحفز السيتوكينينات انقسام الخلايا ونمو البراعم، وتحتاج هذه العملية إلى وجود كمية كافية من الجلوكوز.

لذلك فان العلاقة بين الكربوهيدرات والهرمونات النباتية هي ( علاقة تكاملية ومعقدة) ▫️الكربوهيدرات توفر الطاقة والمواد الأساسية لإنتاج الهرمونات، بينما تؤثر الهرمونات على تكسير الكربوهيدرات وتنظم نمو النبات وتطوره. فهم هذه العلاقة يساعدنا على فهم العمليات الفسيولوجية في النبات بشكل أفضل.

أنواع الكربوهيدرات ودورها في النبات

- السكريات الأحادية: هي أبسط أنواع الكربوهيدرات، وتشمل الجلوكوز والفركتوز. وتستخدم كمصادر للطاقة مباشرة في الخلية النباتية.
- السكريات الثنائية: السكروز، بالإضافة إلى النشا، تخزن النباتات الكربوهيدرات في صورة سكروز، وهو ثنائي السكاريد يتكون من الجلوكوز والفركتوز. ينتقل السكروز عادة داخل النبات من مواقع التمثيل الضوئي (مثل الأوراق) إلى مواقع التخزين أو النمو (مثل الجذور أو الفواكه أو البذور)، يعمل هذا السكر الناقل كمصدر للطاقة وهيكل كربوني لعمليات التمثيل الغذائي المختلفة.

تتكون من اتحاد سكرين أحاديين، مثل السكروز واللاكتوز، وتستخدم في نقل السكريات داخل النبات.


-النشا: تعمل الكربوهيدرات على شكل نشا كمخزن للطاقة في النباتات.
النشا هو عبارة عن عديد السكاريد يتكون من جزيئات الجلوكوز ويتم تخزينه في هياكل نباتية متخصصة، مثل الجذور والدرنات والبذور. خلال أوقات الوفرة، عندما تتجاوز عملية التمثيل الضوئي احتياجات الطاقة الفورية، يتم تحويل الجلوكوز الزائد إلى نشا وتخزينه للاستخدام لاحقًا.

 تعتبر النشا هى الصورة التى يتوفر عليها معظم الكربوهيدرات فى جذور العنب خلال فصل الشتاء وتتحرر وتتحلل تلك الكربوهيدرات أثناء تحرك العيون ويلعب رصيد الكربوهيدرات الدور الأكبر والاعظم فى انتظامية التخريج واعطاء قراءة مبكرة جدا للمحصول فى أشجار العنب والمحاصيل الأخرى.

-السليلوز: توفر الكربوهيدرات، وخاصة السليلوز، الدعم البنائى والصلابة لجدران الخلايا النباتية.

السليلوز عبارة عن عديد سكاريد معقد يتكون من جزيئات الجلوكوز المرتبطة ببعضها البعض بطريقة خطية. يشكل أليافًا دقيقة مرتبة في طبقات، مما يخلق إطارًا قويًا يمنح الخلايا النباتية شكلها ويمنعها من الانفجار بسبب الضغط الاسموزى الداخلى.

-الهيميسليلوز: بالإضافة إلى السليلوز، يعد الهيميسليلوز مكونًا آخر من الكربوهيدرات لجدران الخلايا النباتية. وهو أكثر مرونة من السليلوز ويلعب دورًا في ربط ألياف السليلوز الدقيقة معًا. كما يساهم الهيميسليلوز في القوة والمرونة الشاملة لجدران الخلايا النباتية.

-الهرمونات: الكربوهيدرات هي مكونات أساسية لبعض الهرمونات النباتية. على سبيل المثال، يحتوي حمض الأبسيسيك (ABA)، وهو هرمون أساسي يشارك في الاستجابة للإجهاد وتنظيم النمو، على جزء من الكربوهيدرات. تساعد هذه الهرمونات القائمة على الكربوهيدرات في تنسيق العمليات الفسيولوجية المختلفة داخل النباتات.

-البروتينات السكرية: البروتينات السكرية هي جزيئات تتكون من بروتينات مرتبطة بسلاسل كربوهيدراتية. ، تساهم البروتينات السكرية في تنظيم نمو الخلايا والاستجابة للمتغيرات البيئية.

الخلاصة

تلعب الكربوهيدرات دورًا حيويًا في حياة النبات، فهي مصدر للطاقة، ومكون هيكلي، ومشارك في تنظيم العديد من العمليات الفسيولوجية. ولذلك، فإن فهم دور الكربوهيدرات في النبات يعد أمرًا بالغ الأهمية لتحسين الإنتاجية الزراعية ومواجهة التحديات البيئية.


تابع موقع اجرى نيوز   على صفحة "الفيس بوك "  اضغط هــــــــنا
تابع موقع اجرى نيوز   عبر تطبيق "جوجل نيوز"       اضغط هــــــــنا

تابع موقع اجرى نيوز   على "اليوتيوب" اضغط هــــــــنا
تابع موقع اجرى نيوز  على " واتس اب"  اضغط هــــــــنا
تابع موقع اجرى نيوز  على     " X "         اضغط هــــــــنا
تابع موقع اجرى نيوز  على "إنستجرام"  اضغط هــــــــنا

اجرى نيوز ، موقع إخباري  يقدم أهم الأحداث المحلية والعربية والعالمية وخدمات صحفية محترفة فى الأخبار والاقتصاد والزراعة والعلوم والفنون والرياضة والمنوعات، وهدفنا أن نصل لقرائنا الأعزاء بالخبر الأدق بما يليق بقواعد وقيم الأسرة المصرية.

لذلك نقدم لكم مجموعة كبيرة من الأخبار المتنوعة داخل الأقسام التالية، اخبار مصر، اخبار الزراعة، صناعة الدواجن، الثروة الحيوانية، بنوك  واقتصاد، اجرى لايف، مقالات، منوعات، وخدمات مثل سعر الدولار، سعر الذهب، سعر الفضة، سعر اليورو، سعر العملات الأجنبية، سعر العملات المحلية.