تحذر بعضها البعض.. كيف تتواصل النباتات عندما تكون في خطر؟
تاريخ النشر: 22nd, October 2023 GMT
كشفت دراسة جديدة أنه يمكن للعديد من أنواع الأشجار والنباتات أن تتواصل مع بعضها البعض لنشر تحذير من أخطار قادمة، وفقا لما ذكرت صحيفة "واشنطن بوست" الأميركية.
ووجدت الدراسة أن النباتات "المصابة بآفات تنبعث منها مركبات كيميائية معينة، والتي يمكن أن تصل إلى الأنسجة الداخلية للنباتات السليم، وبالتالي تنشط الدفاعات داخل خلاياها".
وبحسب المشرفين على تلك الدراسة التي نشرت في مجلة "Nature Communications"، مؤخرا، فإن الفهم الأفضل لهذه الآلية يمكن أن يساعد العلماء والمزارعين في "تحصين النباتات ضد هجمات الحشرات أو الجفاف، قبل وقت طويل من حدوثها".
وقال المؤلف الرئيسي للدراسة، ماساتسوجو تويوتا، إن "هذه الدراسة تمثل المرة الأولى التي يتمكن فيها الباحثون من وضع تصور للتواصل بين النباتات للتحذير من تهديد من الحشرات والآفات أو الأخطار البيئية مثل الجفاف".
وبدأ هذا النوع من الأبحاث التي تسلط الضوء على "تواصل النباتات" في ثمانينيات القرن الماضي، عندما قام اثنان من علماء البيئة بوضع "مئات اليرقات والديدان على أغصان أشجار الصفصاف لمراقبة كيفية استجابة الأشجار".
وبدأت تلك الأشجار في "إنتاج مواد كيميائية تجعل أوراقها غير شهية وغير قابلة للهضم، بغية ردع الحشرات".
لكن الأمر الأكثر إثارة للفضول هو أن "أشجارًا سليمة من نفس النوع، تقع على بعد 30 أو 40 مترًا وليس لها أي روابط جذرية مع الأشجار المتضررة، قد جهزت نفس الدفاعات الكيميائية استعدادا لأي غزو محتمل من الحشرات.
ووجد زوج آخر من العلماء في ذلك الوقت نتائج مماثلة، عند إجراء دراسة مشابهة على أشجار من القيقب والحور التالفة.
وخلصت هذه الفرق البحثية المبكرة إلى فكرة مبدئية مفادها، أن "الأشجار ترسل إشارات كيميائية لبعضها البعض عبر الهواء"، وهو ما يُعرف اليوم باسم "التنصت النباتي".
وعلى مدى العقود الأربعة الماضية، لاحظ العلماء حدوث ذلك النوع من التواصل من خلية إلى أخرى في أكثر من 30 نوعًا من النباتات، بما في ذلك فول الليما والتبغ والطماطم والمريمية والنباتات المزهرة في عائلة الخردل، لكن دون يتمكنوا من معرفة ماهية تلك المركبات المهمة وآلية الاستشعار.
وقال أندريه كيسلر، عالم بيئة النبات الأميركي الذي لم يشارك في البحث: "كان هناك جدل في هذا المجال، فأولاً، كيف يتم امتصاص تلك المركبات بشكل عام من قبل النبات، ومن ثم كيف تكون قادرة على تغيير عملية التمثيل الغذائي للنبات استجابةً لإدراكها للأخطار والتهديدات".
وقال كيسلر إن هذه الدراسة الجديدة "ساعدت في الإجابة على بعض هذه الأسئلة التي طال أمدها".
فمن الواضح أن النباتات ليس لها آذان وعيون، لكن الأبحاث السابقة أظهرت أنها تتواصل مع محيطها عن طريق "إطلاق مواد كيميائية تعرف باسم (المركبات العضوية المتطايرة)، والتي يمكن للبشر شمها".
لكن كما يستطيع الناس التحدث بالكثير من الكلمات، فإنه يمكن للنباتات إنتاج مجموعة من هذه المركبات لأغراض مختلفة، حيث يستخدم بعضها لجذب الملقحات، أو كوسيلة للدفاع ضد الحشرات الضارة.
ومع ذلك، تنبعث فئة واحدة من هذه المركبات الكيمائية عند إصابة النبات بآفات، وتسمى "المواد المتطايرة ذات الأوراق الخضراء".
وتنبعث هذه المركبات، كما يوحي الاسم، من كل النباتات الخضراء ذات الأوراق تقريبًا، ويتم إنتاجها عندما يتعرض النبات لضرر مادي.
وفي الدراسة الجديدة، قام تويوتا وزملاؤه بسحق أوراق النباتات يدويًا، بعد أن وضعوا اليرقات على نباتات الخردل أو الطماطم من نبات الأرابيدوبسيس لتحفيز انبعاث العديد من "المواد المتطايرة ذات الأوراق الخضراء"، وبعد ذلك عمدوا إلى نشر الأبخرة على النباتات السليمة لمعرفة ما إذا كانت النباتات ستتفاعل مع تلك المركبات.
ولتتبع استجابات النباتات السليمة، قام الفريق بتعديل النباتات وراثيًا لتحفيز "أيونات الكالسيوم" عند تنشيطها داخل خلايا النباتات.
وتعد "إيوانات الكالسيوم" مهمة للوظائف الخلوية في معظم الكائنات الحية على الأرض، بما في ذلك البشر، فعندما يتم إرسال إشارة كهربائية إلى الخلايا العصبية الحركية لدينا، تتفتح القنوات الأيونية بما يسمح للكالسيوم بالتدفق إلى الداخل.
وهذه الزيادة في الكالسيوم يمكن أن تؤدي إلى إطلاق الناقلات العصبية، مما يؤدي إلى تقلص العضلات في الخلية العضلية.
وقال تويوتا إن إشارات الكالسيوم "تلعب دورًا مماثلاً في النباتات من حيث إرسال رسائل لخلايا النبات بغية إغلاق أوراقها أو القضاء على حشرة، على سبيل المثال".
وبعد اختبار العديد من "المواد المتطايرة ذات الأوراق الخضراء"، وجد الفريق أن اثنتين منها تزيد من أيونات الكالسيوم داخل الخلايا.
وبالإضافة إلى ذلك، وجدوا أن إشارات الكالسيوم زادت لأول مرة في "الخلايا الحارسة" التي تشكل مسام أوراق النبات، وهو اكتشاف مهم، لأنه يظهر أن المركبات يتم امتصاصها في الأنسجة الداخلية للنبات.
وأوضح تويوتا إن إشارات الكالسيوم تشبه مفتاحًا لتشغيل الاستجابات الدفاعية.
وبعد زيادة إشارات الكالسيوم، وجد الفريق أن النباتات زادت من إنتاج أنواع معينة من المركبات للحماية، فعلى سبيل المثال، بحسب تويوتا، فإن النبات قد يبدأ في إنتاج بروتينات معينة لمنع الحشرات من مضغها، مما يسبب الإسهال للحشرات.
ومع هذا الفهم الجديد، يقول الباحثون إنه يمكّن من تحصين النباتات ضد التهديدات والأخطار قبل حدوثها، وهو ما يعادل إعطاء النبات لقاحًا.
ولفت كيسلر إلى تعريض النباتات السليمة لنباتات موبوءة بالحشرات أو "المواد المتطايرة ذات الأوراق الخضراء" المرتبطة بها، يمكن أن يعزز دفاعاتها الوراثية، وبالتالي يستخدم المزارعون مبيدات حشرية أقل.
ويمكن أن يساعد هذا الاكتشاف أيضًا في جعل النباتات "أكثر مرونة أثناء الجفاف"، مما يشير إلى أن النباتات تحتفظ بمزيد من الماء.
المصدر: الحرة
كلمات دلالية: یمکن أن
إقرأ أيضاً:
الرئيس السيسي: الاقتصاد يسير بخطى ثابتة والمشروعات تتواصل| فيديو وصور
نشر الموقع الرسمي لرئاسة الجمهورية فيديو زيارة الرئيس عبد الفتاح السيسي، إلى أكاديمية الشرطة، حيث كان في استقباله اللواء محمود توفيق، وزير الداخلية، واللواء هاني أبو المكارم مساعد وزير الداخلية رئيس أكاديمية الشرطة.
أجرى الرئيس عبد الفتاح السيسي زيارة إلى أكاديمية الشرطة، حيث كان في استقبال الرئيس اللواء محمود توفيق، وزير الداخلية، واللواء هاني ابو المكارم مساعد وزير الداخلية رئيس أكاديمية الشرطة.
وصرح المتحدث الرسمي باسم رئاسة الجمهورية بأن الرئيس السيسي قدم التهاني بمناسبة حلول شهر رمضان المعظم وتناول وجبة الإفطار مع الطلبة الجدد وأسرهم، ثم إستعرض الرئيس تطورات الموقف المصري بشأن عدد من الموضوعات والقضايا على الصعيدين الإقليمي والدولي، وتأثيراتها على الأمن القومي المصري، وأكد الرئيس السيسي حرص مصر على تعزيز الأمن والإستقرار والسلام في المنطقة والتي تتسم بالإضطراب وعدم الإستقرار، مشيرًا إلى الجهود التي تبذلها الدولة لتسوية الأزمات بالطرق السلمية حفاظًا على مقدرات الدول وشعوبها.
الرئيس السيسي: بفضل الله والمصريين.. نحن بخير وسلام رغم التحديات
الرئيس السيسي: التكلفة المالية لمراكز التأهيل والإصلاح ضخمة
الرئيس السيسي يؤدي صلاة المغرب مع أبنائه الطلاب في مسجد أكاديمية الشرطة
لا يمكن لأحد المساس بمصر... الرئيس السيسي يوجه رسائل مهمة للداخل والخارج
وصرح المتحدث الرسمي باسم رئاسة الجمهورية بأن الرئيس السيسي قدم التهاني بمناسبة حلول شهر رمضان المعظم وتناول وجبة الإفطار مع الطلبة الجدد وأسرهم، ثم استعرض الرئيس السيسي تطورات الموقف المصري بشأن عدد من الموضوعات والقضايا على الصعيدين الإقليمي والدولي، وتأثيراتها على الأمن القومي المصري، حيث أكد الرئيس حرص مصر على تعزيز الأمن والاستقرار والسلام في المنطقة والتي تتسم بالاضطراب وعدم الاستقرار، مشيراً إلى الجهود التي تبذلها الدولة لتسوية الأزمات بالطرق السلمية حفاظاً على مقدرات الدول وشعوبها.
الرئيس السيسي يقدر صلابة وتماسك الجبهة الداخليةوأوضح السفير محمد الشناوى المتحدث الرسمي أن الرئيس السيسي قد أعرب عن تقديره لصلابة وتماسك الجبهة الداخلية، مشدداً على أن الدولة، بكافة أجهزتها، تبذل قصارى الجهد لتوفير حياة كريمة للمواطنين، مؤكداً على أهمية زيادة الوعي والإدراك الصحيح للأوضاع والتهديدات، مع ضرورة تكثيف الجهود للحفاظ على الأمن القومي المصري والتصدي للإشاعات والأفكار الهدامة.
وشدد الرئيس السيسي على أن الدولة تبذل قصارى الجهد لتطوير وإصلاح مؤسساتها، مشيراً على سبيل المثال إلى التطور الذي شهدته وزارة الداخلية طوال السنوات السابقة، بما في ذلك تحويل السجون إلى مراكز للإصلاح والتأهيل.
وأضاف المتحدث الرسمي أن الرئيس أكد للطلبة والطالبات أهمية بذل قصارى جهدهم طوال فترة دراستهم ليكونوا في طليعة المتميزين من شباب الوطن وضرورة مواصلة تطوير قدراتهم، ومشيراً إلى إيمانه بأنهم مستقبل الأمة وعمادها. وفي هذا الصدد، قدم السيد الرئيس التحية والتقدير لأسر الطلبة والطالبات على ما يبذلونه من جهد في تربية وتعليم الأبناء على المبادئ والقيم الراسخة في حب الوطن، مشدداً سيادته على انه لا يمكن لأحد المساس بمصر. وفي ختام الزيارة، أدى السيد الرئيس صلاة المغرب مع أبنائه الطلاب في مسجد الأكاديمية.