كيف تنمو الشجرة
كيف تكشف الأشجار عن تاريخها تكوّن معظم الأشجار في المناطق المعتدلة طبقة من الخشب في كل عام. وبعد قطع الشجرة تظهر هذه الطبقات حلقات في الجذع. وهذه الحلقات السنوية تكشف عن تاريخ حياة الشجرة. وكتلة الصنوبر المبينة في هذا الشكل لها 72 حلقة سنوية مما يدل على أن هذه الشجرة عاشت 72عامًا. الحلقات الضيقة في المركز تشير إلى أن أشجارًا أخرى كانت قد ظللت هذه الشجرة وهي صغيرة وحرمتها من الرطوبة وضوء الشمس. الحلقات الواسعة في الجانب الأسفل من هذه الكتلة بعد العام الثلاثين توضح بأن الشجرة كانت مائلة ميلاً بسيطاً في هذا الاتجاه. وبدأت الشجرة تكون كميات أكبر من الخشب في الاتجاه المقابل لتفادي السقوط. معظم الحلقات بعد العام 38 أوسع من الحلقات الداخلية حول المركز. ويوضح هذا أن كثيرًا من الأشجار التي كانت تحيط بهذه الشجرة كانت قد أزيلت مما وفر للشجرة كميات أكبر من الرطوبة وضوء الشمس. أما اختلاف عرض الحلقات بعد العام 38 فسببها الرئيسي اختلاف معدلات سقوط الأمطار من عام إلى آخر.
تبدأ معظم الأشجار حياتها كبذرة، والنبتة الصغيرة التي تنشأ من هذه البذرة تسمى بادرة. وعندما يصل ارتفاع النبتة إلى 1,8م أو أكثر، ويصل سمك جذعها من 2,5 - 5 سم تُسمى غُرَيسْة. ويصل ارتفاع كثير من الأشجار إلى أكثر من 30 م، وبعض الأشجار المعمرة يصل قُطر جذعها إلى أكثر من ثلاثة أمتار.
وتحتاج الأشجار إلى كميات كبيرة من الماء؛ فشجرة تفاح كبيرة ومورقة قد تمتص 360 لترًا من الماء من التربة يوميا. وتصل معظم كمية الماء إلى الأوراق. ويسري الماء في الأشجار عبر الجذوع بسرعة 90سم في الدقيقة في يوم مصيف مشمس، ويشكِّل الماء نصف وزن خشب الشجرة.
كيفية نمو البذور إلى أشجار
تحتوي البذرة على الأجزاء التي تنمو، وتكوّن جذع وجذور الأشجار، ولها أيضا فلقة أو أكثر كما تحوي مخزون الغذاء النباتي. بعد أن تترك البذرة الشجرة الأم، تبقى على الأرض فترة. يساعد كل من الماء والهواء وضوء الشمس البذور لكي تنبت. ويتجه الجزء الذي ينمو ويتحول إلى جذع في البذرة إلى أعلى في اتجاه ضوء الشمس. وعندما تمتص البذرة الماء يتمدد الجزء الجذري، ويندفع خارجا من قشرة البذرة. وأثناء نمو الجذر يتغلغل تدريجيا إلى أعماق التربة. تتغذى الشجرة بالغذاء المخزون في البذرة. وعندما يبدأ الجذر في امتصاص الماء من التربة، يبدأ الجذع في تكوين الأوراق.
كيف تصنع الأوراق الغذاء للنبات
تحصل الأوراق على النسغ أثناء نموها من الجذر، كما أنها تمتص ثاني أكسيد الكربون من الهواء. وتستعمل الورقة الطاقة الشمسية لتحويل النسغ وثاني أكسيد الكربون إلى مواد سكرية، في عملية تسمى التركيب الضوئي. وتوفر هذه السكريات الغذاء اللازم للجذع والفروع والجذور. وفي أثناء عملية التركيب الضوئى تنتج الأوراق أيضا أكسجين وتطلقه في الجو. انظر: الورقة.
كيف تزداد الأشجار في الطول
تنمو الأشجار وترتفع من أطراف جذوعها وفروعها فقط. ويتكون برعم كل عام في طرف الجذع وطرف كل فرع من فروعه. يحتوي البرعم على ساق ورقي أخضر صغير يُسمى غصنًا، وهو ملفوف أيضًا في غطاء واق من حراشف البرعم. تتمدد البراعم وتتفتح بعد فترة من الراحة، ثم يبدأ المجموع الخضري الموجود داخل البرعم في النمو، ومن ثَمَّ تزيد من ارتفاع كل من الجذع والفروع. وهناك نوع آخر من البراعم ينمو على جوانب كل من الجذع والفروع. وتحتوي هذه البراعم على مجموع خضري ينمو ويتحول إلى غصن حامل للأوراق بعد تفتح البرعم، وبمرور الزمن ينمو الغصن نموًا كبيرًا ويُكوِّن فرعًا آخر من فروع الشجرة. وتنمو بعض براعم الأشجار إلى أزهار. وينمو بعضها الآخر إلى أغصان تحمل أوراقا وأزهارا في آن واحد. تُكوِّن الأشجار في المناطق الدافئة البراعم بشكل مستمر طوال العام أو تستمر في النمو دون تكوين أية براعم. أما في المناطق الباردة فتكوِّن الأشجار البراعم في الصيف فقط. وتمر هذه البراعم بفترة سكون خلال فصل الشتاء، ثم تتفتح بعد أن يُصبح الجو دافئا خلال فصل الربيع.
تنمو الأشجار التي ليست لها فروع ـ كالسيكاسيات ومعظم أنواع النخيل والسراخس الشجرية ـ بطرق مختلفة بعض الشيء. فعلى سبيل المثال، لا يزداد طول شجرة النخيل صغيرة السن لعدة سنين، بل يزداد سمك جذعها وتنتج أوراقا أكثر وذات حجم أكبر كل عام. وعندما يصل حجم الجذع والتاج إلى البلوغ والاكتمال تبدأ الأشجار في النمو الطولي. ويبقى الجذع على سُمْكه هذا طيلة حياة الشجرة.
كيفية ازدياد سمك كل من الجذع والفروع. يزداد سمك كل من جذع وفرع الشجرة العريضة الأوراق أو إبريتها طوال حياة الشجرة، ويتسبب النسيج الإنشائي الذي يمتد تحت القلف الداخلي مباشرة في زيادة هذا السمك؛ إذ يُستخدم السكر المُصنَّع بوساطة الأوراق في تكوين نسيج نباتي جديد. يكون فيه اللحاء الجديد القلف الداخلي خارجه والنسيج الخشبي أو المادة الخشبية إلى الداخل.
يتكون الخشب ـ بصفة عامة ـ من السليلوز، وهو مادة قوية مصنوعة من السكر. يتكون النسيج الخشبي من نوعين من الخشب هما؛ خشب النسغ و خشب القلب، ويُعدُّ خشب النسغ ـ وهو خشب نشط يحتوي على الأنابيب الصغيرة التي تحمل النسغ أو العصارة ـ هو الأقرب من النسيج الإنشائي في المناخ الاستوائي. يستمر سمك خشب النسغ في الزيادة طوال العام في المناخ الاستوائي. أما في المناخ البارد فتتكون طبقة جديدة من خشب النسغ في العادة مع بداية فصل الصيف، وكلما تقدمت الشجرة في السن يتوقف الخشب الأقرب إلى المركز عن العمل، وهذا هو خشب القلب الذي يساعد على دعم وتقوية الشجرة.
في المناطق التي تُكوِّن فيها الأشجار طبقةً جديدة من الخشب مرة واحدة خلال العام، تكون هذه الطبقات سلسلة من الحلقات السنوية، وتمثل كل طبقة نمو عام واحد. وبعد أن تُقطَع الشجرة يكون بإمكان الشخص أن يَحسِبَ عدد الحلقات لتحديد مدى عمر الشجرة. وجد العلماء أن التغييرات الطفيفة التي تحدث في تركيب سليلوز الشجرة تكشف عن أنواع المناخ التي تعرضت لها الشجرة.
كيفية تكاثر الأشجار
كيفية تكاثر معظم الأشجار تتكاثر معظم الأشجار بوساطة الأعضاء التناسلية في أزهارها أو مخاريطها. تنتج حبوب اللقاح في الأعضاء المذكرة الخلايا المذكرة التي تلقح البيضات في الأعضاء المؤنثة. وهذا الاتحاد يؤدي لإنتاج بذور.
تتكاثر معظم الأشجار جنسيًا. أي أن البذور تتكون فقط بعد اتحاد الخلية المذكرة مع البيضة. وتأتي الخلية المذكرة من حبوب اللقاح التي تتكون في الأجزاء التناسلية المذكرة للشجرة ـ إما الأجزاء المذكرة للزهرة أو المخروط المذكر. ويتكون البيض في الأجزاء المؤنثة من الزهرة أو في المخروط المؤنث. وتحتوي الأزهار في أنواع عديدة من كاسيات البذور على كل من الأجزاء المذكرة والأجزاء المؤنثة معًا. ويمكن لحبوب اللقاح أن تسقط ببساطة من الجزء المذكر إلى الجزء المؤنث. أما بقية كاسيات البذور وجميع عاريات البذور الأخرى فلها أزهار مذكرة وأزهار مؤنثة أو مخاريط منفصلة عن بعضها. وقد تنمو هذه الأزهار والمخاريط المنفصلة على الشجرة نفسها أو على أشجار مختلفة، وفي هذه الأنواع تنتقل حبوب اللقاح إلى الأزهار أو المخاريط المؤنثة بوساطة الحشرات أو الرياح أو بوسائل أخرى. وبعد اتصالها بالأزهار أو المخاريط المؤنثة تكوِّن حبوب اللقاح الخلية المذكَّرة التي تتحد مع البيضة لتعطي بذرة أو أكثر داخل ثمرة أو مخروط.
وعندما يكتمل نضج الثمرة أو المخروط تكون البذور جاهزة لترك الشجرة، ثم تَنثر الرياح بذور الأشجار ذات الأوراق الإبرية والبذور والثمار المجنّحة في بعض الأشجار عريضة الأوراق، مثل أنواع المران، والقيقب، والحور، والصفصاف، وتنثر الطيور والسناجب والحيوانات الأخرى البذور المحفوظة في جوز أو المغطاة بثمار لحمية، كما تحمل تيارات البحر في بعض الأحيان بذور نخيل جوز الهند وأشجار المانجروف.
ويمكن للأشجار أن تتكاثر ـ أيضا ـ عن طريق عملية تسمى التكاثر الخضري؛ فبعد أن تُقطع الشجرة أو تسقط بسبب الرياح قد تكوِّن الأرومة (باقي الجذع المقطوع) نموات جديدة خضراء، وبمرور الزمن قد ينمو أحد أو عدد من هذه النموات إلى أشجار، وقد تنشأ كتل من القضبان والزنبق بهذه الطريقة. تكوِّن جذور كل من أشجار التفاح وأشجار الحور الرجراج وأشجار أخرى ـ أحيانًا ـ مجاميع خضرية تسمى أغصانًا جذرية قد تنمو ـ أيضًا ـ إلى أشجار. تكوِّن بعض أنواع أشجار الراتينجية التي تنمو في المستنقعات جذورا من فروعها. وتسمى طريقة التكاثر هذه بالترقيد. بالإضافة إلى ذلك فإن عمال المشاتل يقومون بإنماء الأشجار من العُقَل أي يزرعون الأغصان المقطوعة من أشجار كبيرة السن وتكوِّن جذورا.