ریزریخت‌شناسی، تاکسونومی عددی و بازسازی صفات اجدادی گلبرگ‌ها در سرده‌های Cleome و Rorida در ایران

مقدمه

 تیره گل عنکبوتی (Cleomaceae) شامل گیاهان علفی یک‌ساله و چندساله، درختچه‌ و درختان کوچک است و حدود 27 سرده و 270 گونه دارد. این تیره از نظر پراکنش در مناطق گرمسیری، بیابانی و معتدل گرم در همه قاره‌ها، به جز قطب جنوب، یافت می‌شود (Bayat et al., 2018). در سال‌های گذشته، تیره Cleomaceae به عنوان زیرتیره Capparaceae و راسته Brassicales در نظر گرفته شده است (Pax & Hoffmann, 1936; Messina, 2020). برخی تاکسونومیست‌ها از تفکیک سه تیره Capparaceae، Brassicaceae و Cleomaceae حمایت کرده‌اند (Heywood et al., 2007; Iltis & Cochrane, 2007).

این تیره از نظر تکاملی، ژنتیکی و فیزیولوژیک به تیره کلمیان (Brassicaceae) نزدیک است که گونه Arabidopsis thaliana (L.) Heynh. در آن قرار دارد (Nikolov et al., 2019; Mabry et al., 2024). تیره Cleomaceae شامل گیاهانی با مسیرهای تنفسی C₂ میانی (intermediate C2)، C₃ و C₄ است (Mabry et al., 2024)، که آن را به یک مدل مهم برای بررسی تکامل مسیرهای فتوسنتزی تبدیل می‌کند (Koteyeva et al., 2011; Parma et al., 2022). همچنین، این گروه برای بررسی تأثیر دورگ‌گیری بر مرز گونه‌ها اهمیّت دارد. برخی از اعضای این تیره کاربرد دارویی، غذایی و زینتی دارند (Hassan et al., 2022; Khuntia et al., 2022). برخی از خواص دارویی گونه‌های Cleome شامل آنتی‌اکسیدان، حشره‌کش، مسکن، ضداسهال، ضدمالاریا، ضدسرطان و ضد HIV است (Joshi et al., 2015). همه این ویژگی‌ها، Cleomaceae را به یک تیره گیاهی ارزشمند و مدل مهم برای پژوهش‌های فرآیندهای تکاملی تبدیل می‌کند. سرده Cleome و Rorida هر دو متعلّق به تیره Cleomaceae هستند و به ترتیب حدود 203 و 15 گونه در جهان (POWO, 2026) و حدود 10 و 6 گونه در ایران دارد. البته بر اساس پایگاه معتبر POWO، موقعیّت آرایه‌شناختی سرده Rorida هنوز به‌روزرسانی نشده، و همچنان به عنوان مترادف Cleome در نظر گرفته می‌شود، امّا براساس دو مقاله اخیر (Thulin & Roalson, 2017; Eslami-Farouji et al., 2025)، این سرده از نظر پژوهش‌های آرایه‌شناختی و تبارزایشی به رسمیّت شناخته شده است.  

پژوهش‌های پیشین در زمینه ریخت‌شناسی سلول‌های اپیدرمی گلبرگ‌ها عمدتاً بر تفاوت‌های میان سلسله مراتب بالای رده‌بندی (Papiorek et al., 2014)، یا تیره‌های خاص (Ojeda et al., 2009) متمرکز بوده‌اند و پژوهش‌های محدودی بر روی جنس‌ها انجام شده است (Ojeda et al., 2012; 2016). در میان گیاهان گلدار، صفات ریزریخت‌شناسی گلبرگ ارتباط نزدیکی با تعاملات گیاه و گرده‌افشان‌ها دارند و به عنوان ابزاری مفید در آرایه‌شناسی به شمار می‌روند (Millner & Baldwin, 2016; Ojeda et al., 2016; Costa et al., 2017; Piwowarczyk & Kasińska, 2017). اهمیّت آرایه‌شناختی و تبارزایشی صفات گلبرگ تاکنون در تیره‌های Lamiaceae (Moon & Hong, 2004)، Boraginaceae (Akçın, 2009)، Commelinaceae (Chwil, 2011)، Orchidaceae (Barone Lumaga et al., 2012)، Fabaceae (Bailes & Glover, 2018)، Menispermaceae (Wang et al., 2018)، Polygonaceae (Kong & Hong, 2018)، Asteraceae (Song et al., 2020)، Rosaceae Žarković et al., 2021)) و Apiaceae (Kim et al., 2024) تائید شده است. در جدیدترین پژوهش‌ها، Saunders et al. به بررسی 236 گونه از تیره Cleomaceae پرداخت که در 11 کلاد لانه‌گزینی کردند. این پژوهش نشان داد که تیره Cleomaceae از تیره نزدیک خود (Brassicaceae)، حدود 56 میلیون سال پیش از هم جدا شده‌اند (Saunders et al., 2024). با وجود این، بررسی ریزریخت‌شناسی گلبرگ‌ها در این تیره‌ تاکنون صورت نپذیرفته است. از سوی دیگر، تصویربرداری توسط میکروسکوپ الکترونی روبشی اطّلاعات ارزشمندی در زمینه رده‌بندی و تعیین مرز تاسکونومیک گونه‌ها در اندام‌های رویشی و زایشی ارائه می‌دهد (Kim et al., 2024). بنابراین، با توجه به پژوهش‌های ریخت‌شناختی و مولکولی که اخیراً بر روی این آرایه‌ها صورت پذیرفته است و ضرورت یافتن صفاتی که توانایی جداسازی آرایه‌ها‌‌ها از یکدیگر را در حد گونه فراهم می‌کند، پژوهش حاضر به بررسی جامع ریزریخت‌شناسی اپیدرم گلبرگ با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی می‌پردازد. اهداف این پژوهش شامل: 1) آرایش سلول‌های اپیدرمی گلبرگ، شکل سلول‌ها، شکل دیواره آنتی‌کلینال، تزئینات کوتیکول، حضور یا عدم حضور کرک و روزنه و نوع کرک، 2) تعیین حالات کیفی صفات در گلبرگ، 3) ارزیابی ارزش آرایه‌شناختی صفات گلبرگ با استفاده از تاکسونومی عددی آنالیز خوشه، مختصات اصلی و آنالیز تطبیقی قوس‌گیری‌شده، و 4) بازسازی حالات صفات اجدادی گلبرگ در دو سرده Cleome و Rorida از تیره Cleomaceae با بهره‌گیری از داده‌های مولکولی است.

مواد و روش‌ها

نمونه‌برداری از گیاهان مورد بررسی: در پژوهش اخیر، 13 گونه از دو سرده Cleome و Rorida مورد واکاوی قرار گرفت. شناسایی گونه‌های مورد بررسی بر اساس فلور ایران و فلورهای معتبر در هرباریوم دانشگاه شیراز (Herbarium of Shiraz University, HSHU) انجام شد (Eslami-Farouji et al., 2025).

در این پژوهش، در مجموع، نمونه‌های هرباریومی متعددی از 13 گونه متعلّق به دو سرده بررسی شد و در نهایت سالم‌ترین و بالغ‌ترین نمونه‌ها، در بازه زمانی جمع‌آوری 1354 تا 1399، برای پژوهش‌های بعدی انتخاب شد (جدول 1). برای هر گونه، 3 نمونه گیاهی از یک یا دو محل جمع‌آوری متفاوت مورد بررسی قرار گرفت (جدول 1). با وجود این، برای برخی گونه‌های نادر که تنها یک نمونه از آن‌ها در دسترس بود، چندین گل بالغ از همان نمونه برای افزایش دقّت بررسی‌ها انتخاب شد. اگر چه تعداد نمونه‌ها نقش اساسی در افزایش دقّت برآورد و اعتبار نتایج دارد، امّا در برخی موارد، مانند بررسی گونه‌هایی که پراکنش محدود دارند یا دسترسی به آن‌ها دشوار است، به علّت محدودیّت‌های عملی یا زمانی، افزایش تعداد نمونه مورد بررسی همیشه امکان‌پذیر نیست. بنابراین، نتایج حاصل از گونه‌های با ‌تعداد کم باید با احتیاط بیشتری تفسیر شوند. شایان ذکر است که حتّی همین نمونه‌های اندک نیز می‌توانند داده‌های ارزشمندی برای درک دقیق‌تر مرزبندی‌های آرایه‌شناختی فراهم کنند و حذف آن‌ها از آنالیز، منجر به از دست رفتن اطّلاعات مهمّی خواهد شد. با توجّه به ماهیّت آرایه‌شناختی این پژوهش و تمرکز آن بر بررسی کیفی صفات ریخت‌شناسی و ریزریخت‌شناسی، تمامی نمونه‌های در دسترس که از کیفیّت مناسبی برخوردار بودند مورد بررسی قرار گرفتند. این رویکرد با روش‌های رایج در پژوهش‌های آرایه‌شناسی مطابقت دارد و برای ارزیابی پایدار صفات تشخیصی گونه‌ها مناسب است.

در مرحله نخست، تمامی نمونه‌ها از نظر میزان تنوع صفات ریزریخت‌شناسی گلبرگ درون هر گونه ارزیابی شدند. پس از اطمینان از وجود ثبات نسبی این صفات در نمونه‌های هر گونه، برای بررسی صفات ریخت‌شناسی و ریزریخت‌شناسی، از هر نمونه، 2 تا 4 گل بالغ و سالم انتخاب شد. این نمونه‌برداری به گونه‌ای انجام شد که ضمن حفظ سلامت نمونه‌های هرباریومی، نماینده مناسبی از صفات هر گونه فراهم شود. اطّلاعات مربوط به نمونه‌های بررسی‌شده، شامل محل جمع‌آوری، تاریخ جمع‌آوری، ارتفاع از سطح دریا، مختصات جغرافیایی و نام جمع‌آوری‌کننده، در جدول 1 ارائه شده است. همچنین، تصاویر تعدادی از گونه‌های نماینده‌ این دو سرده در شکل 1 ارائه شده است.

جدول 1- فهرست و مشخصات نمونه‌های مورد بررسی، شامل محل جمع‌آوری، تاریخ، ارتفاع از سطح دریا، طول و عرض جغرافیایی، نام جمع‌آوری‌کننده و کد هرباریومی، در پژوهش ریزریخت‌شناسی گلبرگ دو سرده Cleome و Rorida در ایران.

Table 1- List of the studied specimens, including locality, date, altitude above sea level, geographic longitude, latitude, collector, and herbarium code, in the micromorphological study of the petals of the two genera Cleome and Rorida in Iran.

شکل 1- نمای کلّی و زیستگاه چند گونه انتخابی به عنوان ‌نماینده جنس‌های Cleome و Rorida در ایران. A-B) C. coluteoides، C-D) C. iberica، و E-F) R. quinquenervia.

Figure 1. General view and habitat of selected species representing the genera Cleome and Rorida in Iran. A-B) C. coluteoides, C-D) C. iberica, and E-F) R. quinquenervia.

پژوهش‌های میکروسکوپی: گونه‌های مورد بررسی متعلّق به دو سرده، به منظورتهیّه تصاویر میکروسکوپی به آزمایشگاه تحقیقاتی منتقل شد. در ابتدا، نمونه‌های خشک‌شده هرباریومی جدا شده و به مدت یک شب در آب مقطر و در دمای اتاق بازآب‌گیری شد. سپس، آب‌زدایی (دهیدراسیون) نمونه‌ها توسط غلظت‌های متفاوت اتانول (50%، 70% و 90%) در دمای اتاق و به مدّت یک ساعت انجام شد. پس از آن، نمونه‌ها برای انجام فرآیند تصویر‌برداری به آزمایشگاه مرکزی دانشگاه شیراز انتقال یافتند. در این آزمایشگاه، سطوح پشتی و شکمی گلبرگ هر یک از گونه‌ها به صورت جداگانه بر روی پایه‌های آلومینیومی و توسط نوار چسب کربنی دوطرفه ثابت شدند. سپس پایه‌ها به مدّت ده دقیقه توسط دستگاه یون‌پاش با لایه‌ای از طلا پوشش داده شدند. در ادامه، نمونه‌ها با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی مدل TESKAN Vega-3 (جمهوری چک) و در ولتاژ شتاب‌دهنده 20 کیلووات مورد بررسی قرار گرفتند. به منظور ارائه تصویری از تنوع درون‌گونه‌ای در ویژگی‌های ریزریخت‌شناسی، در صورت امکان، دو تا چهار نمونه از هر گونه با یکدیگر مقایسه شدند. صفات مختلف ثبت ‌شده و میان آرایه‌‌های گوناگون مورد بررسی قرار گرفتند (جداول 2 و 3). صفات سلول‌های اپیدرمی گلبرگ در سطوح شکمی و پشتی شامل شکل سلول (مخروطی پاپیلوز و تخت چین‌دار)، شکل دیواره آنتی‌کلینال (صاف یا موج‌دار)، تزئینات کوتیکول (خط‌دار یا چروکیده)، حضور یا عدم حضور کرک و نوع آن، و نیز وجود و عدم وجود روزنه‌ها بررسی شد. اصطلاحات مورد استفاده برای انواع سلول‌ها بر اساس پژوهش‌های معتبر پیشین انتخاب و به کار گرفته شدند (Barthlott 1990; Ojeda et al., 2009).

آنالیز‌های آماری

میانگین و انحراف معیار عوامل اندازه‌گیری‌شده در گلبرگ‌های دو سرده مورد بررسی، از جمله طول و عرض گلبرگ و مساحت سلول‌های اپیدرمی در سطوح پشتی و شکمی، در نرم‌افزار اکسل محاسبه شد (جدول 2). برای تعیین میزان نزدیکی و دوری آرایه‌ها، از ضریب دوری Gower استفاده شد. این ضریب برای داده‌های ترکیبی (شامل صفات کمّی و کیفی) مناسب است و ضریب همبستگی (cophenetic correlation) بالایی (91/0) را نسبت به سایر ضرایب تشابه و دوری نشان داد. این انتخاب به منظور اجرای آنالیز خوشه‌بندی (UPGMA) و آنالیز مختصات اصلی (PCoA= Principle coordinate Analysis) صورت گرفت. در این بررسی، هر واحد عملکردی تاکسونومیکOUT: Operational Taxonomic Unit) ) متناظر با یک گونه در نظر گرفته شد. صفات کمّی به همراه حالات صفات کیفی مربوط به هر گونه از تمام نمونه‌های متعلّق به آن استخراج گردید (جدول 2). پژوهش‌های مورفومتریک، از جمله اندازه‌گیری طول و عرض گلبرگ و مساحت سلول‌ها در سطوح شکمی و پشتی بر روی تمام گل‌های انتخاب‌شده از نمونه‌های مربوط به هر گونه، توسط نرم‌افزار Digimizer  نسخه 6.3.0 (MedCalc Software 2005-2020) انجام شد. تمامی اندازه‌گیری‌ها از گل‌های بالغ انجام شد تا از قابلیّت مقایسه صفات ریخت‌شناسی بین گونه‌ها اطمینان حاصل شود. در نتیجه، برای هر گونه چندین اندازه‌گیری مستقل به‌دست آمد تا تنوع به‌طور مناسب ثبت شود. در مواردی که تنها یک نمونه هرباریومی برای یک گونه در دسترس بود، چندین گل بالغ از همان نمونه مورد اندازه‌گیری قرار گرفت تا دقّت اندازه‌گیری‌ها افزایش‌یافته و اثر تغییرات احتمالی درون‌فردی کاهش یابد. داده‌های حاصل برای مقایسه ریخت‌شناختی و تشخیص تفاوت‌ها و شباهت‌های بین گونه‌ها مورد استفاده قرار گرفتند. سپس، میانگین مقادیر هر صفت کمّی در سطح گونه محاسبه شد و این مقادیر میانگین، به عنوان ورودی در آنالیز‌های خوشه‌بندی UPGMA و PCoA استفاده شد. استفاده از مقادیر میانگین در سطح گونه، رویکردی رایج در پژوهش‌های تاکسونومی عددی برای مقایسه آرایه‌ها محسوب می‌شود. صفات کیفی نیز بر اساس بررسی نمونه‌های مربوط به هر گونه کدگذاری شد. همچنین، به منظور تعیین مهمترین صفات در جداسازی گونه‌ها و نمایش تنوع مساحت سلول‎های گلبرگ در سطوح پشتی و شکمی دو سرده مورد بررسی، به ترتیب آنالیز تطبیقی قوس‌گیری‌شده (DCA= Detrended Component Analysis) و رسم نمودار جعبه‌ای جهت نمایش تنوع مساحت سلول‌ها در سطوح پشتی و شکمی انجام شد. برای انجام آنالیز‌های فوق، در مجموع 14 صفت کمّی و کیفی مورد استفاده قرار گرفت. صفات کمّی شامل طول و پهنای گلبرگ، و مساحت سلول‌های پشتی و شکمی گلبرگ بود (جدول 3). البته برای مقایسه دقیق داده‌های کمّی که در مقیاس‌های متفاوت هستند، نرمال‌سازی و استانداردسازی داده‌ها مبتنی بر روش z-score و به صورت برخط در سایت https://www.koshegio.com/data-normalization انجام شد. حالت‌های صفات کیفی برای سطوح پشتی و شکمی گلبرگ نیز به شرح زیر تعریف شد:

روزنه (عدم حضور= 0، حضور= 1، )، کرک (عدم حضور= 0، کرک غدّه‌ای بلند= 1، کرک غدّه‌ای کوتاه= 2، کرک غدّه‌ای و ساده= 3)، تزئینات کوتیکول (فاقد شیار= 0، کمی شیاردار تا شیاردار= 1)، شکل دیواره آنتی‌کلینال (صاف یا خمیده= 0، فقط خمیده= 1)، شکل سلول (صاف و چین‌خورده، شیاردار= 0، سلول‌های مخروطی با برجستگی‌های کوچک= 1) (جدول 2). نرمال‌بودن توزیع متغیّرهای کمّی (طول و پهنای گلبرگ، مساحت سلول‌های پشتی و شکمی گلبرگ) توسط آزمون Shapiro-Wilk  بررسی شد. نتایج نشان داد که داده‌ها از توزیع نرمال پیروی می‌کنند (P> 0.05). به منظور ارزیابی همگنی واریانس‌ها، آزمون Levene اجرا شد که ناهمگنی واریانس‌ها را تأیید کرد (P < 0.05). بر این اساس، برای مقایسه میانگین‌ها، از آزمونWelch F  که نسبت به ناهمگنی واریانس مقاوم‌تر است، استفاده شد. همچنین جهت  تطبیق با رویکردهای رایج در پژوهش‌‌های آماری، نتایج آنالیز واریانس یک‌طرفه (one-way analysis of variance= ANOVA) نیز ارائه شد (جدول 3). مقادیر میانگین، انحراف معیار و سطح معنی‌داری برای صفات کمّی در گونه‌های مورد بررسی در جدول 3 گزارش شده است. آنالیز‌های ذکرشده توسط نرم‌افزار PAST (Hammer et al., 2001) انجام شد.

بازسازی تکاملی صفات اجدادی در گلبرگ‌ها: با توجه به تعیین توالی گونه‌های متعلّق به سرده Cleome در ایران توسط نشانگر هسته‌ای (ITS) و ثبت آن‌ها در پایگاه داده ژاپن (DDBJ) (Eslami-Farouji et al., 2025)، از این توالی‌ها برای انجام سایر آنالیز‌ها استفاده شد. برخی دیگر از توالی‌ها نیز از پایگاه داده NCBI استخراج شد. همچنین گونه Arivela viscosa (Raf.) L. به عنوان برون‌گروه درنظر گرفته شد. هم‌ترازی توالی‌ها به صورت خودکار و دستی در نرم‌افزار MEGA نسخه 11 (Tamura et al., 2021) انجام شد. سپس، آنالیز بیشینه درست‌نمایی به منظور بررسی صفات اجدادی در گلبرگ‌، بر اساس روش به‌کار رفته در پژوهش Khosravi & Eslami-Farouji  (2026) انجام شد. IQ Tree با استفاده از بهترین مدل تکاملی GTR+F+G4 به صورت آنلاین در سایت http://iqtree.cibiv.univie.ac.at/ رسم شد (Trifinopoulos et al., 2016). بهترین مدل تکاملی به صورت خودکار و براساس AIC (Akaike Information Criterion) وBIC (Bayesian Information Criterion) محاسبه شد. درخت حاصل توسط FigTree نسخه 1.4.3 نمایش داده شد و صحّت آن بر اساس نتایج حاصل از مقالات اخیر (Saunders et al., 2024; Eslami-Farouji et al., 2025) مورد تأیید قرار گرفت. از درخت حاصل، به منظور بررسی روند تکامل و بازسازی تکاملی صفات ریزریخت‌شناسی اجدادی در گلبرگ دو سرده Cleome و Rorida استفاده شد و آنالیز بیزین زنجیره‌ مارکوف مونت کارلو (Bayesian Binary MCMC, BBM)، در نرم‌افزار RASP نسخه 4 انجام شد (Yu et al., 2020). اطّلاعات مربوط به حالات صفات کیفی براساس شکل 2 و جدول 2 استخراج شد. اجرای آنالیز صفات نیایی (اجدادی) به مدّت 10000 سیکل انجام شد و داده‌ها در هر 100 نسل نمونه‌برداری شد. سایر فاکتورها براساس تنظیمات پیش‌فرض نرم‌افزار اعمال شدند.

نتایج

صفات ریزریخت‌شناسی گلبرگ، شامل شکل سلول، دیواره آنتی‌کلینال، تزئینات کوتیکول، نوع کرک و وجود یا عدم وجود روزنه در جدول 2 ارائه شده است. از بین تمام تصاویر تهیّه‌شده، منتخب تصاویر به منظور نمایش انتخاب شده‌اند (شکل 2). شایان ذکر است که از بین افراد مختلف بررسی شده در هر گونه، تنوع (variation) قابل ملاحظه‌ای مشاهده نشد، و شکل سلول‌های اپیدرمی در سطح شکمی و پشتی در افراد مختلف متعلّق به یک گونه مشابه بود. علی‌رغم اهمیّت بررسی ریزریخت‌شناسی گلبرگ در آرایه‌های مختلف، مطالعه بافت‌ها و اندام‌های مختلف یک آرایه برای نیل به پیشگویی بهتر در تعیین مرز رده‌بندی آرایه‌ها توصیه می‌شود (جدول 2).

با توجه به نتایج دو شکل سلول‌های اپیدرمی در گلبرگ‌ها مشاهده شدند: 1) سلول‌های مخروطی پاپیلوز با شیارها (PCS)، و سلول‌های تخت چین‌خورده با شیارهای طولی (TRS). شکل سلول‌ها در سطح پشتی و شکمی در هر گونه شبیه هم هستند (شکل 2). طرح کلی سلول‌ها به صورت ایزودیامتریک، مستطیلی یا چندضلعی بود. دیواره آنتی‌کلینال مستقیم و خمیده، خمیده، کمی موج‌دار یا موج‌دار بودند و تزئینات کوتیکول به صورت شیاردار یا چین‌دار بود (جدول 2). در زیر به بررسی تمام گونه‌های مورد پژوهش خواهیم پرداخت. نکته قابل توجه این است که جهت پرهیز از هر گونه ابهام در اصطلاحات به‌کاررفته در بخش صفات گلبرگ، معادل انگلیسی هر اصطلاح در نخستین کاربرد آن ذکر خواهد شد. از آنجا که در سال‌های اخیر پژوهش‌های متعددی بر روی دو سرده به‌ویژه جدایی آرایه‌شناختی سرده Rorida از Cleome انجام شده است، نام‌های پیشین این سرده Rorida در ابتدا و نام پذیرفته‌شده بر اساس منابع معتبر و نتایج این پژوهش در داخل پرانتز ذکر شده است. توضیحات زیر بر اساس شکل‌های 2 و 3 و جدول 3 است. بنابراین پیش از بیان صفات توصیفی سلول‌های گلبرگ در سطوح پشتی و شکمی هر گونه، توضیحات تکمیلی متعلّق به هر فنون نیز ارائه شده است.

برون‌گروه  :Arivela viscosa (L.) Raf.سطح پشتی و شکمی گلبرگ دارای سلول‌هایی با ابعاد متفاوت (none-isodiametric) و بی‌نظم (irregular) است. شکل سلول‌ها صاف (tabular) تا چین‌خورده (rugose) بوده و سطح آن کمی شیاردار (striate) (سطح پشتی) تا شیاردار (سطح شکمی) است و دیواره آنتی‌کلینال صاف (straight) یا خمیده (curved) است. سطح گلبرگ فاقد کرک بوده، امّا دارای روزنه است (سطح پشتی) یا فاقد کرک و روزنه است (سطح شکمی). تزئینات یا ساختار سطحی کوتیکول (coticule ornamentation) به صورت کمی شیاردار (سطح پشتی) تا شیاردار (سطح شکمی) مشاهده شد (شکل 2، A-B، جدول 2).

فنون I: کمترین میانگین طول و پهنای گلبرگ به ترتیب در گونه‌ R. rostrata و بیشترین آن در R. quinquenervia وR. dolichostyla مشاهده شد (جدول 3). کوچک‌ترین میانگین مساحت سلول‌ها در سطوح پشتی و شکمی به ترتیب درC. quinquenervia (33/365 میکرومترمربع) وC. rostrata (61/125 میکرومترمربع) گزارش شد؛ در حالی‌که بیشترین میانگین مساحت سلول‌ها در سطوح پشتی و شکمی به ترتیب در C. dolichostyla (45/741 میکرومترمربع) و C. quinquenervia (28/661 میکرومترمربع) مشاهده شد (جدول 3). 

جدول 2- نمای کلی سلول‌های اپیدرمی گلبرگ گونه‌های مورد بررسی از سرده Cleome و Rorida در ایران. حروف مورد استفاده در جدول به ترتیب به صورت روبه‌رو تعریف می‌شود: صاف و چین‌خورده، شیاردار (TRS: Tabular-rugose with striation)، سلول‌های مخروطی با برجستگی‌های کوچک (PCS: Papillose conical cells with striation).

Table 2- General view of petal epidermal cells of the studied species of the genera Cleome and Rorida in Iran. The letters used in the table are defined as follows: smooth and folded, striated (TRS: Tabular-rugose with striation), conical cells with small protuberances (PCS: Papillose conical cells with striation).

جدول 3- فاکتورهای آماری (طول و عرض گلبرگ بر حسب میلی‌متر و مساحت سلول‌های پشتی و شکمی بر حسب میکرومتر مربع) سطوح پشتی و شکمی گلبرگ گونه‌های مختلف سرده Cleome و Rorida در ایران. تمامی اعداد با دو رقم اعشار نمایش داده شده است. نتایج آزمون ANOVA و Welch F که تفاوت معنادار میانگین‌ها را با اطمینان بالا نشان می‌دهند، در ردیف آخر جدول، به ترتیب در بیرون و درون پرانتز قابل مشاهده است.

Table 3- Statistical parameters (petal length and width are measured in mm, and the areas of dorsal and ventral cells were measured in square micrometers) of the dorsal and ventral petal surfaces of different species of the genera Cleome and Rorida in Iran. All numerical values are reported to two decimal places. The ANOVA and Welch F test results represent a significant difference among the means, and can be observed outside and inside the parentheses, respectively.

Cleome rostrata Bobrov (Rorida rostrata (Bobrov) Thulin & Roalson): سطح پشتی و شکمی گلبرگ دارای سلول‌هایی با ابعاد چندوجهی یا چندضلعی، تا حدودی منظم است. شکل سلول‌ها صاف و چین‌خورده  و سطح آن‌ها شیاردار و دیواره آنتی‌کلینال صاف یا خمیده‌ است. سطح گلبرگ دارای کرک غده‌ای بلند و روزنه است (سطح پشتی) یا دارای کرک غده‌ای بلند است، امّا فاقد روزنه است (سطح شکمی) و تزئینات یا ساختار سطحی کوتیکول شیاردار است (شکل 2، C-D، جدول 2).

Cleome dolichostyla Jafri (Rorida dolichostyla (Jafri) Khorasani & Naqinezhad): سطح پشتی و شکمی گلبرگ دارای سلول‌هایی با ابعاد چندوجهی یا چندضلعی، تا حدودی منظم است. شکل سلول‌ها صاف و چین‌خورده بوده و سطح آن‌ها شیاردار است و دیواره آنتی‌کلینال صاف یا خمیده‌اند. سطح گلبرگ دارای کرک غده‌ای بلند است، امّا فاقد روزنه است. تزئینات یا ساختار سطحی کوتیکول به صورت شیاردار مشاهده می‌شود (شکل 2، E-F، جدول 2).

Cleome noeana Boiss. (Rorida quinquenervia (DC.) Thulin & Roalson): سطح پشتی و شکمی گلبرگ دارای سلول‌هایی با ابعاد چندوجهی یا چند ضلعی (polygonal)، تا حدودی منظم است. شکل سلول‌ها صاف و چین‌خورده و سطح آن‌ها شیاردار و دیواره آنتی‌کلینال صاف یا خمیده‌اند. سطح گلبرگ دارای کرک‌های غده‌ای بلند بوده، اما فاقد روزنه است. تزئینات یا ساختار سطحی کوتیکول به صورت شیاردار مشاهده می‌شود (شکل 2، G-H، جدول 2).

فنون II: کمترین میانگین طول و پهنای گلبرگ در گونه C. khorassanica و بیشترین آن در C. heratensis مشاهده شد (جدول 3). کوچک‌ترین میانگین مساحت سلول‌ها در سطوح پشتی و شکمی به ترتیب در C. foliolosa (04/82 میکرومترمربع) وC. khorassanica (16/82 میکرومترمربع) گزارش شد؛ در حالی‌که بیشترین میانگین مساحت سلول‌ها در سطوح پشتی و شکمی به ترتیب C. turkmena (04/427 میکرومترمربع) و در C. heratensis (61/361 میکرومترمربع) مشاهده شد. آرایه‌های مرتبط با فنون II (C. foliolosa, C. heratensis, C. turkmena, & C. khorassanica)، نسبت به دو فنون دیگر (I & III)، گستره جغرافیایی محدودتری دارند. بنابراین تعداد نمونه مورد بررسی در این فنون کمتر و فراوانی اندازه‌گیری کمّی این چهار گونه نسبت به سایر گونه‌ها کمتر انجام شده است (جدول 3).

Cleome turkmena Bobrov: سطح پشتی و شکمی گلبرگ دارای سلول‌هایی با ابعاد چندوجهی یا چندضلعی، منظم است. شکل سلول‌ها صاف و فاقد شیار بوده و دیواره آنتی‌کلینال صاف یا خمیده‌اند. سطح گلبرگ دارای کرک غده‌ای کوتاه است، امّا فاقد روزنه است و تزئینات یا ساختار سطحی کوتیکول فاقد شیار است (شکل 2، I-J، جدول 2).

Cleome foliolosa DC.: سطح پشتی و شکمی گلبرگ دارای سلول‌هایی با ابعاد چندوجهی یا چندضلعی، منظم است. شکل سلول‌ها صاف و فاقد شیار بوده و دیواره آنتی‌کلینال صاف یا خمیده‌اند. سطح گلبرگ دارای کرک غده‌ای کوتاه است، امّا فاقد روزنه هستند. تزئینات یا ساختار سطحی کوتیکول فاقد شیار است (شکل 2، K-L، جدول 2).

Cleome heratensis Bunge & Bien. ex Boiss.: سطح پشتی و شکمی گلبرگ دارای سلول‌هایی با ابعاد چندوجهی یا چندضلعی، منظم است. شکل سلول‌ها صاف و فاقد شیار بوده و دیواره آنتی‌کلینال صاف یا خمیده‌اند. سطح گلبرگ دارای کرک غده‌ای کوتاه است، امّا فاقد روزنه است. تزئینات یا ساختار سطحی کوتیکول فاقد شیار است (شکل 2، M-N، جدول 2).

Cleome khorassanica Bunge & Bien. ex Boiss.: سطح پشتی و شکمی گلبرگ دارای سلول‌هایی با ابعاد منظم و یکنواخت است. شکل سلول‌ها مخروطی با برجستگی‌های کوچک بوده، سطح آن‌ها شیاردار است و دیواره آنتی‌کلینال خمیده‌اند. سطح گلبرگ فاقد کرک و روزنه می‌باشد. تزئینات با ساختار سطحی کوتیکول شیاردار است (شکل 2، O-P، جدول 2).

فنون III: کمترین میانگین طول و پهنای گلبرگ در گونه C. ornithopodioides و C. amblyocarpa، و بیشترین آن درC. oxypetala و C. coluteoides مشاهده شد (جدول 3). کوچک‌ترین میانگین مساحت سلول‌ها در سطوح پشتی و شکمی به ترتیب در C. amblyocarpa (22/254 میکرومترمربع) وC. coluteoides (81/213 میکرومترمربع) گزارش شد؛ از سوی دیگر، بیشترین میانگین مساحت سلول‌ها در سطوح پشتی و شکمی در C. oxypetala (به ترتیب 85/820 و 56/543 میکرومترمربع) مشاهده شد (جدول 3). 

شکل 2- ریزریخت‌شناسی سطوح پشتی و شکمی گلبرگ گونه‌های مختلف سرده Cleome و Rorida در ایران. A-B) Arivela viscosa، C-D) Rorida rostrata، E-F) R. dolichostyla، G-H) R. quinquenervia، I-J) Cleome turkmena، K-L) C. foliolosa، M-N) C. heratensis، O-P) C. khorassanica، Q-R) C. amblyocarpa، S-T) C. ornithopodioides، U-V) C. glaucescens، W-X) C. iberica، Y-Z)C. coluteoides، AA-BB) C. oxypetala، CC) کرک غدّه‌ای، و DD) روزنه‌ها.

Figure 2- Micromorphology of the dorsal and ventral petal surfaces of different species of the genera Cleome and Rorida in Iran. A-B) Arivela viscosa; C-D) Rorida rostrata; E-F) R. dolichostyla; G-H) R. quinquenervia; I-J) Cleome turkmena; K-L) C. foliolosa; M-N) C. heratensis; O-P) C. khorassanica; Q-R) C. amblyocarpa; S-T) C. ornithopodioides; U-V) C. glaucescens; W-X) C. iberica; Y-Z) C. coluteoides; AA-BB) C. oxypetala; CC) glandular trichome; D) stomata.

Cleome amblyocarpa Barratte & Murb.: سطح پشتی و شکمی گلبرگ دارای سلول‌هایی با ابعاد منظم و یکنواخت است. شکل سلول‌ها مخروطی با برجستگی‌های کوچک بوده، سطح آن‌ها شیاردار و دیواره آنتی‌کلینال خمیده‌ است. سطح گلبرگ فاقد کرک و روزنه می‌باشد (سطح پشتی) یا سطح گلبرگ فاقد کرک است، امّا دارای روزنه است (سطح شکمی). تزئینات با ساختار سطحی کوتیکول شیاردار است (شکل 2، Q-R، جدول 2).

Cleome ornithopodioides L.: سطح پشتی و شکمی گلبرگ دارای سلول‌هایی با ابعاد منظم و یکنواخت است. شکل سلول‌ها مخروطی با برجستگی‌های کوچک بوده، سطح آن‌ها شیاردار است و دیواره آنتی‌کلینال خمیده‌اند. سطح گلبرگ فاقد کرک است، امّا دارای روزنه می‌باشد. تزئینات با ساختار سطحی کوتیکول شیاردار است (شکل 2، S-T، جدول 2).

Cleome glaucescens DC.: سطح پشتی و شکمی گلبرگ دارای سلول‌هایی با ابعاد منظم و یکنواخت است. شکل سلول‌ها مخروطی با برجستگی‌های کوچک بوده، سطح آن‌ها شیاردار است و دیواره آنتی‌کلینال خمیده‌اند. سطح گلبرگ فاقد کرک است، امّا دارای روزنه است. تزئینات با ساختار سطحی کوتیکول شیاردار است (شکل 2، U-V، جدول 2).

Cleome iberica DC.: سطح پشتی و شکمی گلبرگ دارای سلول‌هایی با ابعاد منظم و یکنواخت است. شکل سلول‌ها مخروطی با برجستگی‌های کوچک بوده، سطح آن‌ها شیاردار است و دیواره آنتی‌کلینال خمیده‌اند. سطح گلبرگ فاقد کرک و روزنه است. تزئینات با ساختار سطحی کوتیکول شیاردار است (شکل 2، W-X، جدول 2).

Cleome coluteoides Boiss.: سطح پشتی و شکمی گلبرگ دارای سلول‌هایی با ابعاد منظم و یکنواخت است. شکل سلول‌ها مخروطی با برجستگی‌های کوچک بوده، سطح آن‌ها شیاردار است و دیواره آنتی‌کلینال خمیده‌اند. سطح گلبرگ دارای کرک و روزنه است. تزئینات با ساختار سطحی کوتیکول شیاردار است (شکل 2، Y-Z، جدول 2).

آنالیز آماری

در شکل 3، آنالیز خوشه‌بندی به روش UPGMA و نیز آنالیز مختصات اصلی (PCoA) 13 گونه از سرده‌های Cleome و Rorida، بر اساس 13 صفت در گلبرگ‌ها انجام شد. این موارد شامل صفات کیفی (تزئینات کوتیکول، شکل دیواره آنتی‌کلینال، شکل سلول، وجود یا عدم وجود روزنه و کرک، نوع کرک) و صفات کمّی (طول و عرض گلبرگ، مساحت سلول‌های گلبرگ) در سطوح پشتی و شکمی گلبرگ بودند (شکل 3، جدول 2).

نتایج هر دو آنالیز خوشه‌بندی و مختصات اصلی نشان دادند گونه‌ها در قالب سه فنون (گروه) مجزا تفکیک می‌شوند. فنون نخست شامل گونه‌های متعلّق به سرده Rorida است، در حالی‌که دو فنون دیگر تمامی گونه‌های سرده Cleome را دربرمی‌گیرند که نشان‌دهنده تمایز آشکار این دو سرده براساس صفات گلبرگی مورد بررسی است. در دو آنالیز فوق، از ضریب‌های تشابه و دوری متعددی استفاده شد(Euclidean: 0.77, Chord: 0.81, Manhattan: 0.83, Bray-Curtis: 0.89; Rho: 0.85, Dice: 0.83, Jaccard: 0.86, Simpson: 0.78). در نهایت، بالاترین ضریب (Gower: 0.91) برای آنالیز نهایی انتخاب گردید. استفاده از ضریب همبستگی مناسب و تشابه نتایج حاصل با پژوهش‌های اخیر (به ویژه بررسی های مولکولی)، اعتبار ارزیابی خوشه‌بندی را تأیید می‌کند. بر اساس آنالیز واریانس یک‌طرفه (ANOVA) و آزمون Welch F، تمام صفات کمّی مورد اندازه‌گیری (طول گلبرگ، پهنای گلبرگ، و مساحت سلول‌ها در سطح پشتی و شکمی در گلبرگ)، سطح معنی‌داری را در میان گونه‌های مورد بررسی دو سرده در ایران نشان دادند ( P <0.05) (جدول 3). بنابراین در سطح معنی‌داری 05/0، تفاوت میانگین‌ها بین آرایه‌ها کاملاً معنادار است (جدول 3).

شکل 3- فنوگرام (دندروگرام) حاصل از آنالیز خوشه‌بندی به روش UPGMA (A) و رسته‌بندی گونه‌ها بر اساس آنالیز مختصات اصلی (PCoA)  (B)، توسط صفات ریزریخت‌شناسی سطوح پشتی و شکمی گلبرگ در گونه‌های مختلف سرده‌های Cleome و Rorida در ایران. فنون‌های 1 تا 3 به ترتیب با رنگ‌های آبی، قرمز و سیاه نمایش داده شده‌اند. صفات مورد بررسی نیز به تفکیک بر روی فنوگرام قابل مشاهده است. نام فنون‌ها از مقاله اخیر تبعیّت می‌کند (Eslami-Farouji et al., 2025).

Figure 3- Phenogram (dendrogram) obtained from UPGMA clustering analysis (A) and species ordination based on Principal Coordinate Analysis (PCoA) (B), using micromorphological characters of the dorsal and ventral petal surfaces in different species of the genera Cleome and Rorida in Iran. Clusters 1–3 are shown in blue, red, and black, respectively. The studied characters are also indicated separately on the phenogram. Cluster names follow the recent study by Eslami-Farouji et al., (2025).

نتایج آزمون توکی (Tukey’s HSD) نشان داد که از نظر میانگین مساحت سلول‌های سطح پشتی، تفاوت معنی‌داری بین گونه R. rostrata و گونه‌های C. heratensis (P= 0.0001) وC. glaucescens (P=0.022)  وجود دارد. همچنین، بین گونه‌های C. heratensis و C. glaucescens (P= 0.047) نیز تفاوت معنی‌داری مشاهده شد. افزون بر این، تفاوت معنی‌داری بین گونه‌های C. turkmena وC. iberica  (P= 0.022) مشاهده شد. از نظر میانگین مساحت سلول‌های سطح شکمی، تفاوت معنی‌داری بین گونه R. rostrata و گونه‌C. khorassanica  (P= 0.006) و نیز بین گونه‌های C. dolichostyla وC. glaucescens (P= 0.008) مشاهده شد. همچنین درباره میانگین طول گلبرگ، تفاوت معنی‌داری بین گونه R. rostrata و گونه‌های C. foliolosa (P= 0.044) وC. turkmena (P=0.044) مشاهده گردید. برای میانگین صفت پهنای گلبرگ، تفاوت معنی‌داری بین گونه R. quinquenervia و ‌C. amblyocarpa (P= 0.045) گزارش شد. همچنین، تفاوت معنی‌داری بین گونه R. rostrata با گونه‌های C. heratensis (P= 0.020)، C. foliolosa (P=0.041) وC. turkmena (P=0.026) مشاهده شد. تفاوت بین گونه‌های C. ornithopodioides و‌R. dolichostyla  (P= 0.001) و نیز بین C. heratensis و گونه‌هایC. foliolosa (P= 0.020) وC. turkmena (P=0.005)  مشاهده شدند. علاوه بر این، تفاوت معنی‌دار بین گونه‌های C. foliolosa وC. turkmena  (P= 0.015) تأیید شد (P < 0.05) براساس آنالیز تطبیقی قوس‌گیری‌شده (قوس‌شکن)، مهم‌ترین صفات جداکننده در سه فنون مشخص شد. برای شناسایی مهم‌ترین صفات متمایزکننده آرایه‌ها، بارهای عاملی ماتریس گونه‌ها ( Row scores) و ماتریس صفات (Column Scores) در سه محور اول آنالیز DCA مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که صفات مختلف با شدّت و جهت متفاوتی در جداسازی گونه‌ها نقش دارند. در محور 1 (axis 1)؛ گونه‌های C. iberica (46) و C. ornithopodioides (43) بیشترین بار عاملی (score) را دارند که نشانگر تمایز دو گونه نسبت به سایر آرایه‌ها است. صفات روزنه در سطوح پشتی (196) و شکمی (165)، و مساحت سلول‌های سطح پشتی گلبرگ (159) مهم‌ترین عوامل تفکیک‌کننده گونه‌ها در این محور به شمار می‌روند. به نظر می‌رسد این صفات در جدایی دو گونه فوق اهمیّت بیشتری دارند. در مقابل در سمت منفی محور، گونه‌هایی با بارهای عاملی صفر، مانند C. khorassanica و پنج مانند C. oxypetala قابل مشاهده است. صفات کرک در سطح پشتی (167-) و شکمی (60-) و میانگین طول گلبرگ (46-) عامل اصلی در تفکیک در جدایی این گونه‌ها است. در محور دوّم، گونه C. khorassanica با مقدار 41، بیشترین اثر را در این محور دارد که نشان‌دهنده جدایی این گونه از سایر آرایه‌ها است. در این محور، صفات شکل سلول و شکل دیواره آنتی‌کلینال در سطوح پشتی و شکمی گلبرگ با بار عاملی 847 و روزنه در سطح شکمی گلبرگ با بار عاملی 1256 نقش تعیین‌کننده در تفکیک گونه‌ها دارد. در بخش منفی محور دوم، کرک در سطح پشتی با بار عاملی منفی 433 نشانگر اثر تفکیک‌کننده این صفت در این بخش از محور دارد. محور سوّم عمدتاً گونه‌ها را بر اساس صفات روزنه در سطح پشتی با بار عاملی 531، میانگین پهنای گلبرگ با بار عاملی 120، مساحت سلول‌ها در سطح پشتی با بار عاملی 74 و کرک در سطح شکمی گلبرگ با بار عاملی 68 در سمت مثبت، در مقابل صفاتی مانند شکل سلول و شکل دیواره آنتی‌کلینال در سطوح پشتی و شکمی با بار عاملی 153-، کرک در سطح پشتی (100-) و تزئینات کوتیکولی در سطوح پشتی و شکمی با مقدار 84- در سمت منفی، از هم تفکیک می‌کند. در این محور گونه‌هایی مانندC. heratensis (31) و R. rostrata (33) بالاترین مقادیر را دارند که بیانگر تمایز این گونه‌ها بر اساس محور سوّم است (شکل 4). بر اساس مقادیر بار عاملی (scores) حاصل، صفات ریزریخت‌شناسی گلبرگ نقش مهمّی در جدایی گونه‌ها ایفا می‌کند و از ارزش آرایه‌شناختی در تفکیک گونه‌ها برخوردارند (شکل 4).

شکل 4- نمودار آنالیز تطبیقی قوس‌گیری‌شده (Detrended Correspondence Analysis; DCA) بر اساس صفات گلبرگ، که مهم‌ترین صفات تفکیک‌کننده گونه‌های مورد بررسی از دو سرده Cleome و Rorida در ایران را در قالب سه خوشه مجزا نشان می‌دهد.

Figure 4- Detrended Correspondence Analysis (DCA) plot based on petal traits, showing the most significant characteristics differentiating the studied species of the two genera, Cleome and Rorida, in Iran, represented as three distinct clusters.

شکل 5- نمودار جعبه‌‌ای مساحت سلول‌های سطوح پشتی (A) و شکمی (B) گلبرگ‌ها در دو سرده Cleome و Rorida در ایران.

Figure 5- Box plots of petal cell areas on the dorsal (A) and ventral (B) surfaces for the two genera, Cleome and Rorida, in Iran.

آنالیز بازسازی تکاملی صفات اجدادی در گلبرگ‌ها: خروجی گرافیکی آنالیز بازسازی صفات گلبرگ شامل شکل سلول (شکل 6A)، شکل دیواره آنتی‌کلینال، تزئینات کوتیکول (شکل 6B)، نوع کرک (شکل 7)، وجود یا عدم وجود روزنه (شکل 8) است که بر اساس آنالیز بیزین ( MCMC،Bayesian binary MCMC (BBM) analysis) نمایش داده شده است. محدوده اجدادی گره‌ها به صورت نمودارهای دایره‌ای و با کدهای رنگی در کنار هر درخت نشان داده شده‌اند. بر اساس شکل 6، احتمال آماری اجدادی‌‌‌بودن صفت صاف و چین‌خورده شیاردار (TRS) در سطوح پشتی و شکمی گلبرگ 82/81% و احتمال اجدادی‌بودن سلول‌های مخروطی با برجستگی‌های کوچک (PCS) برابر با 80/12% است. مطابق نتایج به‌دست‌آمده، سلول‌های مخروطی به عنوان یک صفت اشتقاقی و پیشرفته در این گروه در نظر گرفته می‌شود (شکل 6A). به علّت تشابه آرایش سلول‌های اپیدرمی در سطوح پشتی و شکمی گلبرگ، از ارائه تصاویر تکراری در این بخش خودداری شد. بر اساس شکل 6B، مخطط‌بودن (شیارداربودن) سطح کوتیکول با احتمال 88/99% یک صفت اجدادی محسوب می‌شود، در حالی‌که فقدان خطوط بر روی سطح کوتیکول به عنوان صفتی اشتقاقی در نظر گرفته می‌شود. در این صفت نیز نتایج حاصل برای سطوح پشتی و شکمی گلبرگ مشابه بوده و بنابراین از درج تصاویر تکراری اجتناب شد.

شکل 6- خروجی گرافیکی حاصل از آنالیز بازسازی حالات صفت شکل سلول (6A)، و تزئینات کوتیکول (6B) در سطوح شکمی و پشتی گلبرگ در دو سرده Cleome و Rorida در ایران. دامنه اجدادی (نیایی) گره‌ها به صورت نمودارهای دایره‌ای (Pie charts) و با کدهای رنگی در کنار هر درخت نمایش داده شده‌اند. برای اطّلاع از حروف اختصاری، به جدول 2 مراجعه کنید.     

Figure 6- Graphical output of the ancestral state reconstruction analysis of cell shape (5A) and cuticular ornamentation (5B) on the ventral and dorsal petal surfaces in the two genera Cleome and Rorida in Iran. The ancestral states of the nodes are shown as pie charts with color codes alongside each tree. For the abbreviations, see Table 2.

بر اساس شکل 7، در سطح شکمی گلبرگ، فقدان کرک با احتمال 49/65% به عنوان حالت اجدادی و کرک‌داربودن از نوع کرک غدّه‌ای با احتمال 48/27% به عنوان حالت اشتقاقی در نظر گرفته می‌شود (شکل 7A). در سطح پشتی گلبرگ نیز فقدان کرک با احتمال 92/71% حالت اجدادی را نشان می‌دهد، در حالی‌که کرک‌داربودن از نوع کرک غدّه‌ای با احتمال 78/21% یک حالت اشتقاقی محسوب می‌شود (شکل 7B). 

بر اساس شکل 8، در سطح شکمی گلبرگ، فقدان روزنه با احتمال 16/99% به عنوان حالت اجدادی و روزنه‌داربودن با احتمال 30/0% به عنوان حالت اشتقاقی در نظر گرفته می‌شود (شکل A8). در سطح پشتی گلبرگ نیز فقدان روزنه با احتمال 14/54% حالت اجدادی را نشان می‌دهد، درحالی‌که روزنه‌داربودن با احتمال 64/36% به عنوان یک حالت اشتقاقی محسوب می‌شود (شکل B8). 

شکل 7- خروجی گرافیکی حاصل از آنالیز بازسازی حالات صفت نوع کرک در سطوح شکمی(7A)، و پشتی (7B) گلبرگ در دو سرده Cleome و Rorida در ایران. دامنه اجدادی (نیایی) گره‌ها به صورت نمودارهای دایره‌ای (Pie charts) و با کدهای رنگی در کنار هر درخت نمایش داده شده‌اند. برای اطّلاع از حروف اختصاری، به جدول 2 مراجعه کنید.

Figure 7- Graphical output of the ancestral state reconstruction analysis of trichome type on the ventral (6a) and dorsal (6b) petal surfaces in the two genera Cleome and Rorida in Iran. The ancestral states of the nodes are shown as pie charts with color codes alongside each tree. For the abbreviations, see Table 2.

شکل 8- خروجی گرافیکی حاصل از آنالیز بازسازی حالات صفت وجود یا عدم وجود روزنه در سطوح شکمی (A8)، و پشتی (B8) گلبرگ در دو سرده Cleome و Rorida در ایران. دامنه اجدادی (نیایی) گره‌ها به صورت نمودارهای دایره‌ای (Pie charts) و با کدهای رنگی در کنار هر درخت نمایش داده شده‌اند. برای اطّلاع از حروف اختصاری، به جدول 2 مراجعه کنید.

Figure 8- Graphical output of the ancestral state reconstruction analysis of the presence or absence of stomata on the ventral (8A) and dorsal (8B) petal surfaces in the two genera Cleome and Rorida in Iran. The ancestral states of the nodes are shown as pie charts with color codes alongside each tree. For the abbreviations, see Table 2.

بحث

تاکنون پژوهش‌های ریخت‌شناسی و ریزریخت‌شناسی متعددی برای تعیین حدود مرز آرایه‌شناختی گونه‌ها توسط پژوهشگران صورت پذیرفته است (Deylami Moezi et al., 2019; Akbarinejad et al., 2023; Akramifard et al., 2025). در پژوهش حاضر، برای نخستین بار گلبرگ‌های دو سرده Cleome و Rorida از نظر ریزریخت‌شناسی، تعیین حالات صفات، بررسی مهم‌ترین صفات تفکیک‌کننده در جداسازی سرده‌ها و نیز تعیین صفات احتمالی اجدادی و پیشرفته بر اساس آرایه‌ها مورد بررسی مورد پژوهش قرار گرفت. گل‌ها در سرده‌های Cleome و Rorida به صورت تترامر، کامل و دوجنسی هستند، امّا از نظر اندازه و رنگ با یکدیگر تفاوت دارند (Eslami-Farouji et al., 2025). در پژوهش‌های پیشین نیز بر اهمیّت ریخت‌شناسی گلبرگ تأکید شده است (Patchell et al., 2011). گلبرگ‌ها در سرده Cleome تقریباً هم‌اندازه هستند، حال آن‌که در Rorida دوشکلی هستند. همچنین، وجود زائده به همراه فلس بادبزنی‌شکل، صفتی منحصربه‌فرد برای Rorida محسوب می‌شود (Eslami-Farouji et al., 2025) در این پژوهش، بزرگ‌ترین گل در فنون شماره 3 مشاهده شد، همچنین کوچک‌ترین گل در فنون 2 یا Khorassanica گزارش شد (جدول 3)، که مطابق با نتایج بررسی اخیر است (Eslami-Farouji et al., 2025). همچنین از دیدگاه ریزریخت‌شناسی، همه بافت‌ها و اندام‌های گیاهی دارای سلول‌های گوناگونی هستند (Xu et al., 2015)، که هر یک عملکرد ویژه‌ای دارند؛ به عنوان مثال، کارکرد سلول‌های اپیدرمی برگ، فتوسنتز است و اهمیّت آرایه‌شناختی آن تاکنون در پژوهش‌های متعددی مورد بررسی قرار گرفته است (Nematolahi et al., 2024). بر اساس پژوهش  Yang et al. در بعضی ازگونه‌ها اندازه‌ سلول‌های اپیدرمی سطح شکمی گلبرگ کوچک‌تر از سلول‌های اپیدرمی سطح پشتی است، که می‌تواند ناشی از تراکم بیشتر رنگدانه‌ها در سطح شکمی باشد (Yang et al., 2021). در مقابل، در برخی سرده‌ها مانند Salvia، اندازه‌ سلول‌های اپیدرمی سطح شکمی بزرگ‌تر از سطح پشتی گزارش شده است (Yang et al., 2021)، و هر دو الگوی یادشده در دو سرده مورد بررسی مشاهده شد (شکل 5). در مجموع، آرایش سلول‌های اپیدرمی در گلبرگ‌های نهاندانگان از تنوع بالایی برخوردار است (Yang et al., 2021). یکی از دلایل اصلی این تنوع، وابستگی بسیاری از گل‌ها به جانوران، به ویژه حشرات برای گرده‌افشانی است. این رابطه به شکل‌گیری تنوع شگفت‌انگیزی در رنگ‌، رایحه‌ و ریخت‌شناسی ماکروسکوپی و میکروسکوپی گل‌ها انجامیده است (Faegri & Van der Pijl, 1979). در مقیاس میکروسکوپی، شکل و آرایش برجستگی‌های ظریف سلول‌های اپیدرمی گلبرگ، نقش کلیدی در تعامل گل با عوامل گرده‌افشان‌ ایفا می‌کند. برای نمونه، سلول‌های اپیدرمی مخروطی‌شکل گلبرگ، با افزایش چسبندگی سطحی، کارایی گرده‌افشانی توسط زنبورها را بهبود می‌بخشند و نرخ موفقیّت آن را تحت تأثیر قرار می‌دهد (Bailes & Glover, 2018). در واقع، سلول‌های اپیدرمی مخروطی‌شکل در گلبرگ‌ها، یکی از اشکال تخصص‌یافته سلولی مؤثر در تعامل گل با گرده‌افشان‌ها است. این الگوی سلولی در حدود 75 تا 80 درصد از نهاندانگان مورد بررسی، تاکنون گزارش شده است (Christensen & Hansen, 1998). این سلول‌ها همچنین با تمرکز بیشتر رنگدانه‌ها، شدت رنگ گل را افزایش می‌دهد (Gorton & Vogelmann, 1996). پژوهش‌ها نشان دادند زنبورها ترجیح می‌دهند بر روی گل‌هایی با سلول‌های اپیدرمی مخروطی فرود آیند (Glover & Martin, 1998)، به‌ویژه در شرایطی که دسترسی به گل دشوارتر است؛ زیرا این سلول‌ها با افزایش چسبندگی سطح، امکان اتصال بهتر زنبور به گل را فراهم می‌کنند (Alcorn et al., 2012). افزایش چسبندگی سطح گلبرگ موجب کاهش انرژی مصرفی زنبور در طول فرآیند تغذیه می‌شود (Bailes & Glover 2018). علاوه بر این، کاهش قابلیّت خیس‌شوندگی سطح گلبرگ توسط سلول‌های مخروطی، سازوکاری خودپاک‌کننده ایجاد می‌کند که از تجمع گردوغبار و ذرات مزاحم بر سطح گل جلوگیری کرده و جذابیّت آن را برای گرده‌افشان‌ها حفظ می‌کند (Whitney et al., 2011). سلول‌های مخروطی با افزایش سطح گلبرگ، جذب نور و سطح تماس را افزایش می‌دهد (Argiropoulos et al., 2017)، در نتیجه، بر رویارویی گیاه با عوامل بیماری‌زا، آفات و همزیست‌ها تأثیر می‌گذارد (Whitney et al., 2009; Alcorn et al., 2012) و در بهبود سیگنال‌‌های دریافتی توسط گرده‌افشان‌ها نقش دارند (Costa et al., 2017). همچنینCosta et al.  اشاره کردند که گرده‌افشانی در گل‌هایی با سلول‌های اپیدرمی مخروطی‌شکل از نوع ملیتوفیلی (melittophilous) است (Costa et al., 2017). در مقابل، گل‌هایی با سلول‌های اپیدرمی صاف توسط پرندگان گرده‌افشانی می‌شوند (Papiorek et al., 2014) و باد نیز می‌تواند در گرده‌افشانی این نوع گل‌ها نقش مؤثری ایفا نماید (Di Stilio et al., 2009). یکی از نکات جالب‌توجهی که سال‌ها قبل مورد بررسی قرار گرفته، این است که وجود سلول‌های مخروطی می‌تواند موجب افزایش دمای گلبرگ شود (Comba et al., 2000) و از این طریق، تمایل حشره به بازدید و گرده‌افشانی گل افزایش می‌یابد.

از دیدگاه آرایه‌شناختی، نتایج پژوهش حاضر، از مرزبندی تاکسونومیک گونه‌ها حمایت و مشابه با نتایج پژوهش‌های قبلی است. در مواردی همچون گونه Cleome noeana، بررسی‌های بیشتری مورد نیاز است. براساس منابع معتبر مانند POWO، Cleome noeana مترادف با Cleome fimbriata در نظر گرفته شده است. به هرحال، نتایج پژوهش پیشین (Eslami-Farouji et al., 2025)، از جدایی این دو گونه حمایت می‌کند و نزدیکی این گونه به R. quinquenervia بر اساس مقاله‌های اخیر (Thulin & Roalson, 2017; Saunders et al., 2024) نیز تأیید شده است. همچنین، با توجه به اینکه جمعیّت‌های مختلف گونهC. noeana در پژوهش Saunders et al.  (2024) در یک کلاد مشخص قرار نگرفتند، انجام پژوهش‌های ریخت‌شناسی عمیق‌تر بر روی این آرایه ضروری به نظر می‌رسد. در واقع تاکسونومی عددی در صورت انتخاب صفات آپومورف و حذف صفات پلزیومورف، می‌تواند نقش مؤثری در مرزبندی آرایه‌ها ایفا ‌نماید. همان‌گونه که در بخش نتایج مشاهده شد، درخت حاصل از آنالیز UPGMA و نمودار PCoA شباهت قابل‌توجّهی با نتایج پژوهش‎‌های اخیر دارد (Thulin & Roalson, 2017; Saunders et al., 2024; Eslami-Farouji et al. 2025)که می‌تواند علتی بر صحّت نتایج حاصل از ارزیابی خوشه‌بندی باشد. بر این اساس، صفات کیفی شامل روزنه، کرک، شکل سلول و شکل دیواره آنتی‌کلینال، به همراه صفات کمّی طول و پهنای گلبرگ و مساحت سلول‌های گلبرگ، در چهارچوب نمونه‌های مورد بررسی، از صفات مؤثّر در تفکیک آرایه‌ها به نظر می‌رسند. در این میان، این ویژگی‌ها می‌توانند به عنوان صفات آپومورف احتمالی در جدایی دو سرده Cleome و Rorida مطرح باشند. فنون 3 در پژوهش حاضر، معادل lineage II و lineage III (بخشی از کلاد II، سکشن‌هایColuteoides A.R. Khosravi & A. Eslami-Farouji و Ornithopodioides A.R. Khosravi & A. Eslami-Farouji) در مقاله تبارزایشی اخیر است (Eslami-Farouji et al., 2025). به عبارت دیگر، براساس نتایج‌های حاصله، دو گونه C. iberica و C. ornithopodioides در یک تبار (lineage I) قرار گرفته‌اند؛ امّا در پژوهش حاضر، این دو گونه در فنون 3 و در میان سایر گونه‌های lineage II قرار گرفته‌اند. این امر بیانگر شباهت ریختی میان این گونه‌ها و نیز کارایی احتمالی این صفات در تفکیک گونه‌های مورد بررسی است. در این راستا، اهمیّت ریزریخت‌شناسی گلبرگ در مرزبندی آرایه‌ها توسط برخی پژوهشگران در نظر گرفته‌شده است (Piwowarczyk et al., 2016, Song et al., 2020). با توجّه به تنوع قابل مشاهده‌ صفات در آرایه‌های مختلف، آگاهی از روند تکامل صفات ریختی اهمیّت فراوانی دارد. بر اساس بازسازی حالات صفات در گونه‌های مورد بررسی، وجود سلول‌های مخروطی‌شکل (شکل 6) در گلبرگ‌ها می‌تواند به عنوان صفتی اشتقاقی تفسیر شود که این یافته با دیدگاه برخی پژوهشگران هم‌راستا است (Whitney et al., 2009). پژوهش‌های گوناگون به نقش ژن‌هایی نظیر mybph1، MIXTA و CYCLOIDEA 2، در تشکیل سلول‌های مخروطی در گلبرگ‌ها اشاره کرده‌اند (Feng et al., 2006). بر اساس نمونه‌های مورد بررسی در شکل 6، شیارداربودن سطح سلول‌ها احتمالاً به عنوان صفتی اجدادی محسوب می‌شود. بر اساس پژوهش‌های پیشین، وجود شیارها نقش مهمّی در جذب گرده‌افشان‌ها ایفا می‌کند (Dafni et al., 1997) و همچنین موجب تقویّت بافت‌های ضعیف گلبرگ‌ها می‌شود (Argiropoulos & Rhizopoulou, 2012). بر اساس نتایج حاصل از محدوده آرایه‌های بررسی‌شده، فقدان کرک می‌تواند به عنوان صفتی اجدادی و وجود کرک به عنوان صفتی پیشرفته و اشتقاقی تفسیر شود (شکل 7). این الگو توسط یافته‌های برخی پژوهشگران حمایت شده است (Huang et al., 2016). با وجود این، برخی پژوهشگران بر این باورندکه وجود یا عدم وجود کرک در سطح اندام‌های مختلف گیاهان، متأثّر از شرایط زیستی و غیرزیستی محیط بوده و تحت تأثیر آن‌ها شکل می‌گیرد (Wang et al., 2021). درمورد روزنه‌ها، بر اساس جدیدترین یافته‌ها، فراوانی روزنه‌ها در سطح تحتانی گلبرگ بیشتر گزارش شده است (Gong et al., 2025) که الگوی مشابهی در پژوهش حاضر نیز مشاهده شد (جدول 2). اکتساب روزنه یکی از نوآوری‌های کلیدی در فرآیند تکامل گیاهان به شمار می‌رود که امکان استقرار آن‌ها در محیط‌های خشکی را فراهم کرده است (Clark et al., 2022). این ساختارها ماهیّتی باستانی دارند و در همه دودمان‌های گیاهان خشکی‌زی مشاهده می‌شوند؛ از این‌رو، فقدان روزنه در برخی گیاهان احتمالاً بازتابی از ازدست دادن ثانویه (secondary loss) این صفت در نظر گرفته می‌شود (Clark et al., 2022). 

جمع‌بندی:

 با توجه به کمبود اطّلاعات موجود درباره ریزریخت‌شناسی گلبرگ‌ها در آرایه‌های مختلف، پژوهش دقیق این صفات ضروری به نظر می‌رسد. در این پژوهش، ریزریخت‌شناسی سطوح شکمی و پشتی گلبرگ‌ها در دو سرده Cleome و Rorida برای نخستین‌بار در ایران بررسی شد. نتایج حاصل، اطّلاعات ارزشمندی درباره صفات گلبرگ‌ها در مقیاس میکروسکوپی فرآهم آورد و امکان تفسیر حالات صفات اجدادی را در چهارچوب آرایه‌های بررسی‌شده فراهم ساخت. همچنین، صفات گلبرگ در سطح نمونه‌های بررسی‌شده کارایی مناسبی در جداسازی دو سرده نشان داد. لازم به ذکر است که با توجه به بررسی دو سرده در سطح ایران و کمبود نمونه در برخی از گونه‌های مورد پژوهش، تفسیر نتایج این پژوهش محدود به داده‌های موجود خواهد بود. بنابراین به منظور تأیید و تعمیم دقیق یافته‌ها، پژوهش‌های گسترده در مقیاس جهانی ضروری به نظر می‌رسد. این نتایج می‌تواند مبنایی برای پژوهش‌های آینده در زمینه نقش صفات ریزریخت‌شناسی گلبرگ و ژن‌های کنترل‌کننده آن‌ها در آرایه‌شناسی، تقویّت جایگاه این صفت در تعیین مرز گونه‌ها و تکامل این گروه فراهم نماید.

سپاسگزاری:

از دانشگاه شیراز به علّت فراهم‌سازی منابع مالی این مطالعه کمال سپاسگزاری را دارم.