صيحة التنبيه ..لماذا تعلن النباتات حالات الطوارئ عند سقوط الأمطار؟

كتب: لمياء أبو الخير

لطالما ساد الإعتقاد بأن سقوط الأمطار المتكرر على أسطح النباتات قد يعزز آليات النمو والإزهار لديها، إلا أنك على وشك النظر للأمر بشئ من الريبة؛ حيث إكتشف مجموعة من باحثي الجامعة الإسترالية (ويستيرن western) آلية هرمونية تتواصل بها النباتات فيما بينها لصنع لغة تحذيرية للإشارة إلى وجود بعض التهديدات كهطول الأمطار. هذا… وقد نشرت الدراسة في مجلة “بي إن أيه إس” العلمية في 12 من نوفمبر/ تشرين التاني لعام 2019.

وفي هذا الإطار، إختبر باحثي الدراسة بروتيناً، والذي من شأنه إستحثاث سلسلة من المتغيرات الهرمونية لإطلاق صيحة من الإنفعلات لتنبية أجزاء النبات كاملة، إضافة إلى النباتات المجاورة بخطر هطول الأمطار.

أمراض الرطوبة المعدية

ولما كانت الرطوبة أولي العوامل التي تتسبب في إنتشار الجراثيم الممرضة بين النباتات، جاءت الحاجة لإنتاج مثل تلك الصيحات لتجنب خطر زيادة مستويات الرطوبة لحماية النبات؛ فوفقا للمختصين في علوم الأمراض النباتية، تزداد فرص تفشي الجراثيم عبر أجزاء النبات البارزة أو الغائرة منها، شريطة إرتفاع مستويات الرطوبة في الجو.

وقد أوردت ماري هوسابيك – الباحثة في قسم علم النبات بجامعة ميتشجان الأمريكية- من خلال تقريرها المنشور علي الصحيفة الإلكترونية الخاصة بالجامعة في أواسط العام 2019، “تعد الأراضي دائمة الرطوبة – كالأمطار الغزيرة والضباب المتكرر- هي (أرض الفرص) النموذجية لتكاثر الجراثيم على أسطح النباتات وإنجاح نسلها لتصيب عائلها بأمراض مزمنة”.

رأي باحث

إن سقوط قطرات الماء من مرتفع، كما في حالات الأمطار، يكسبها زخماً لترتد عن أسطح الأوراق والأغصان؛ فينتج عنها إنتشار للقطرات في محيط قدره عشرة أمتار، وإن ذلك ليس بالأمر البسيط؛ إذ تحوي تلك القطرات بداخلها أبواغ جرثومية، أوبكتيرية، أو طفيلية؛ فتحملها الى أجزاء أخري في النبات نفسة أو إلى نباتات مجاورة، ذلك وفق تفسير الباحث هارفي ميلر أستاذ الكيمياء الحيوية للنباتات في جامعة ويسترن، والباحث الرئيسي للدراسة.

وقد أضاف ميلر قائلا “تلك الصيحات التحذيرية التي تنطلق بإندفاع من ورقة إلى جاراتها تحث بعضها البعض علي إتخاذ التدابير الإحترازية لحماية أنفسها من خطر الأمطار الداهم”، في الصحيفة الإلكترونية الاسترالية Scimex بتاريخ 29 من أكتوبر/ تشرين الأول لعام 2019.

نموذج تجريبي

وقد إستعان الفريق الأسترالي بنموذج مبسط، وذلك بإستخدام القوارير البلاستيكية المطلقة للرذاذ كنموذج محاكاة للأمطار، تُبث قطراتها علي أسطح النباتات المزروعة في أُصص، تلا ذلك تحديد للعديد من التسلسلات الجينية علي مستوي بيولوجيا الخلايا والأنسجة مستعنين بتقنية الفحص المجهري في ذلك.

 وإذا بسيل من الأستحثاثات الجينية لحوالي gene 700، بدءًا من البروتين المعبر عن جين  Myc2 وصولًا للعديد من البروتينات الأخري التي لا تقل في المجموع عن 20 بروتينا، إلي أن يعود النبات إلى حالته المستقرة بعد تعديل نسب الجينات المحفَّزة و كذا بروتيناتها المعبِرة في مدة أقصاها 15 دقيقة.

التنبية من خطر الإفتراس

وفي دراسة تفصلها عدة أسابيع عن دراسة ميلر، وجد الفريق البحثي بجامعة كورنيل إرتباط بعض المواد العضوية المتطايرة بآلية دفاعية تفرضها لتنبية أجزاء النبات المختلفة، بالإضافة إلى النباتات المجاورة لتحذيرها من خطر الأفتراس في حال شن الهجوم على أي من أجزاء النبات المختلفة.

تتابُع تلك الإشارات الكيميائية يجنب النبات خطر الأصابة بالعديد من الأمراض؛ فعلى سبيل المثال، تستطع تلك المواد العضوية ردع أعدائها من المفترسات وآكلات العشب، إذ يتميز نبات التبغ برائحة نفاذة تعمل على طرد إناث العُث التائقة لوضع بيضها علي أوراقها الخضراء.

إضافة إلى ذلك… تستطيع تلك المواد إجتذاب أعداء مفترساتها، إذ يستطع العشب المجزوز إستقطاب الزنانير الطفيلية التي تساعده في التخلص من بيضات الحشرات الغازية.
خلاصة القول: بإمكاننا الإستفادة من كيمياء إسحثاث الخطر تلك الخاصة بالنبات، للإستعانه بمركبات مشابهه تساهم في الحد من الحشرات الضارة الغازية لكثير من المحاصيل الزراعية.

المعاني والمفردات:

زخم: إعطاء الشئ قوة

أبواغ جرثومية: جراثيم

تقنية الفحص المجهري Microscope: هو مجهر يمكننا من تكبير الأجسام الدقيقة –التي لا تري بالعين المجردة- كالبكتريا والفيروسات والفطريات.

البروتين المعبر: تستطيع أغلب انواع الجينات ترميز مجموعة من البروتيات، التي تساعد في الكثير من العمليات الخلوية ونقل الإشارات.

المصادر:

1. https://www.sciencealert.com/a-surprising-discovery-reveals-your-plants-enter-a-sort-of-panic-when-it-rains
2. https://www.pnas.org/content/116/46/23345
3. https://www.scimex.org/newsfeed/why-plants-panic-when-it-rains
4. https://www.canr.msu.edu/news/wet-humid-weather-challenges-vegetable-disease-management
5. https://www.sciencealert.com/plants-scream-to-each-other-in-smells-when-they-re-under-attack
6. https://news.cornell.edu/stories/2019/10/plants-use-common-language-emergency-alerts
7. https://agrilifetoday.tamu.edu/2014/09/22/mown-grass-smell-sends-sos-for-help-in-resisting-insect-attacks-researchers-say/
8. https://www.cell.com/current-biology/fulltext/S0960-9822(19)31027-9
9. https://ar.wikipedia.org/wiki/%D8%B9%D8%B5%D8%A7_%D8%A7%D9%84%D8%B0%D9%87%D8%A8