الجمعة، 13 محرم 1446 ، 19 يوليو 2024

المحررين

من نحن

اتصل بنا

الدكتور فوزي أبودنيا يكتب : التواصل النباتي، هل تتحدث النباتات مع بعضها

فوزي ابو دينا
الدكتور فوزي أبودنيا مدير معهد بحوث الإنتاج الحيواني الأسبق
أ أ
 تشير الأدلة المتزايدة إلى أن بعض النباتات مثل أشجار القيقب، عندما تتعرض للهجوم، ترسل إشارات محمولة جواً تحذر جيرانها من خطر وشيك. يعتبر الدليل على تواصل النباتات عن طريق إطلاق مركبات عضوية متطايرة في الهواء ووفقًا لآخر إحصاء للدراسات التي أجريت في هذا الشأن، فان عمرها بضعة عقود فقط من الزمن، ولكن في هذا الوقت القصير قفزت العديد من الاكتشافات المثيرة عن التواصل النباتي.  فقد أظهرت دراستان أجريت على أشجار الصفصاف والحور وقيقب السكر (أشجار فاكهة برية موجودة بفلسطين واليابان) انه من الممكن أن تحذر تلك الأشجار داخل النوع أو بين الأنواع المختلفة بعضها البعض من هجمات الحشرات، فالأشجار السليمة وغير التالفة القريبة من الأشجار الموبوءة بالحشرات الجائعة تبدأ في ضخ مواد كيميائية طاردة للحشرات لدرء الهجوم. 
من الواضح إنهم يعرفون بطريقة معينه مايعانيه جيرانهم ويتفاعلون معه.  وكان المعنى الضمني المحير للعقل هو أن الأشجار عديمة العقل يمكنها إرسال الرسائل واستقبالها وتفسيرها. وطال هذا التأويل الكثير من الانتقادات، وعلى الرغم من الانتقادات التي طالت هذا التوجه البحثي باعتبارها معيبة إحصائيًا أو مصطنعة للغاية، ولا علاقة لها بالحرب الواقعية بين النباتات والحشرات، إلا أن علم التواصل النباتي سرعان ما بدأ في العودة. بالإضافة الى إن التجارب الصارمة التي تم التحكم فيها بعناية قد تغلبت على تلك الانتقادات المبكرة من خلال الاختبارات المتكررة في المعامل والغابات والحقول.  لقد أصبح من الثابت الآن أنه عندما تمضغ الحشرات أوراق الشجر، وكما توضح الدراسات حول اتصالات النباتات فان 40 من أصل 48 دراسة تؤكد على أن النباتات الأخرى تكتشف هذه الإشارات المحمولة جواً وتكثف إنتاجها للأسلحة الكيميائية أو آليات الدفاع الأخرى رداً على ذلك.
إن الدليل على أن النباتات تطلق مواد متطايرة عندما تتضرر من المعتديات العشبية (من الحشرات أو غيرها) هو أمر مؤكد مثل أي شيء في العلم.  حيث أن النباتات يمكنها بطريقة أو بأخرى إدراك هذه المواد المتطايرة والاستجابة لها استجابة دفاعية بشكل جيد جدًا." 
ربما لا يزال التواصل بين النباتات مجالًا أمامه مشوارا طويلا، لكن الأشخاص الذين يدرسونه لم يعد يُنظر إليهم على أنهم هامش مجنون كما كان سابقا. فقد كان من المعتاد ألا يتحدث إليك الناس حتى عندما تعمل أو تتحدث في هذا الشأن: ويتردد مباشرة هذا السؤال، لماذا تضيع وقتي بشيء لا طائل منه؟ ولم يعد النقاش يدور حول ما إذا كانت النباتات قادرة على استشعار الرسائل البيوكيميائية لبعضها البعض – فقد أصبح من المسلم به أنها يمكنها ذلك - ولكن حول لماذا وكيف تفعل ذلك.  تم إجراء معظم الدراسات في ظل ظروف معملية صارمة، ومن بين أحد الأسئلة الرئيسية المفتوحة هو إلى أي مدى تستخدم النباتات هذه الإشارات في البرية؟  يمكن أن يكون للإجابة آثار كبيرة: قد يكون المزارعون قادرين على تكييف هذه النقاشات الآن بشكل كبير، و قد يعزى مدى استخدام تلك الإشارات الى ناتج تعديل نظم تسميد النباتات أو غيرها من الممارسات الزراعية، بحيث تدافع المحاصيل عن نفسها بشكل أفضل ضد اليرقات العشبية.  وعلى نطاق أوسع، فإن احتمال مشاركة النباتات للمعلومات يثير تساؤلات مثيرة للاهتمام حول ما يمكن اعتباره سلوكًا وتواصلًا، ولماذا قد ترى الكائنات الحية التي تتنافس مع بعضها البعض أنه من المناسب أيضًا ربط معارفها شبكيًا. ويستكشف العلماء أيضًا كيفية انتشار الرسائل الصادرة عن هذه الإشارات. حيث تم اكتشاف طريقة جديدة غير معروفة تقريبًا من قبل تنقل بها النباتات المعلومات – وهذه الطريقة تتمثل في نقل الإشارات من خلال نبضات كهربائية ونظام إشارات يعتمد على الجهد الكهربي، يذكرنا بشكل مخيف بالجهاز العصبي الحيواني.  ويرى العلماء إن ما تفعله النباتات أمر مذهل للغاية حيث كلما عملت عليها أكثر، كلما اندهشت أكثر. لا تعني دراسة المزارع أن النباتات لديها خلايا عصبية، أو أدمغة، أو أي شيء مثل الأنظمة التي تستخدمها الحيوانات للتواصل.  لكن العلماء يقومون بتصنيفهم عند محاولة وضع بيولوجيتهم الغريبة الرائعة في إطار إنساني.  فعندما يبدأ الباحثون في تعلم لغة النباتات، فانهم يعتبرون أنفسهم بأنهم قد بدأوا في الحصول على رؤية جديدة تمامًا للعالم الأخضر المورق الذي نعيش فيه.



حياة سرية

 في احدى الدراسات على كيفية تعامل الأشجار مع وباء الحشرات الماصة للعصارة النباتية التي تهاجمها كل مدى زمنى.  في ذلك الوقت، كان الافتراض هو أن النباتات تبقى على قيد الحياة من خلال عنادها، وتكييف فسيولوجيتها للاحتماء والمعاناة من الجفاف والغزو وغيرها من سوء المعاملة.  لكن في أوائل الثمانينيات، وجد علماء الكيمياء الحيوية الاصطناعية دليلاً على أن النباتات تدافع عن نفسها بشكل فعال ضد الحشرات وهم يصنعون وينشرون المركبات الكيميائية وغيرها من المركبات التي تجعل أوراقهم أقل استساغة، بحيث تذهب الحشرات الجائعة إلى مكان آخر.  كانت هذه الفكرة بمثابة مفاجأة مثيرة، فهي دليل على أن النباتات قادرة على ما هو أكثر من مجرد التحمل السلبي.


الإشارات الكهربائية

 كيف تعرف ورقة واحدة أنها تؤكل، وكيف تخبر أجزاء النبات الأخرى بالبدء في تصنيع مواد كيميائية دفاعية؟  ولإثبات وجود الإشارات الكهربائية، قام فريق من علماء النبات بوضع أقطاب كهربائية دقيقة على أوراق وسيقان أوراق نبات   Arabidopsis thaliana الأرابيدوبسيس ثاليانا (نبات الرشاد) ينتمي إلى عائلة الكرنبيات؛ وهي من النباتات المزهرة الصغيرة المرتبطة بالكرنب، والبروكلي، على أساس إنها كائن حي نموذجي، يعادل في عالم فسيولوجيا الحيوان فأر المعمل، حيث سمح لديدان ورق القطن المصرية بالتغذي عليها.  وفي غضون ثوانٍ، انتشرت تغيرات الجهد الكهربي في الأنسجة من موقع الضرر نحو الجذع وما بعده.  ومع ارتفاع الأمواج الكهربائية إلى الخارج، تراكم مركب حمض الجاسمونيك الدفاعي، حتى بعيدًا عن موقع الضرر.  وفسر ذلك بان هناك جينات تشارك في نقل الإشارة الكهربائية من خلال قنوات في غشاء داخل جدران خلايا النبات مباشرة، تحافظ تلك القنوات على الإمكانات الكهربائية من خلال تنظيم مرور الأيونات المشحونة.  هذه الجينات هي نظائر تطورية للمستقبلات المنظمة للأيونات التي تستخدمها الحيوانات لنقل الإشارات الحسية عبر الجسم.  ويقول العلماء عن ذلك انه من الواضح أنهم ينحدرون من سلف مشترك، ولهم جذور عميقة، حيث أن هناك الكثير من أوجه التشابه المثيرة للاهتمام، فأوجه التشابه أكثر بكثير من الاختلافات. ما اكتشفه العلماء بعد ذلك كان أكثر إثارة للدهشة، ومثيرًا للجدل.  في احدى الدراسات كان يبحث في كيفية تغيير صفصاف سيتكا للجودة الغذائية لأوراقها استجابةً لغزو يرقات الخيام وديدان الويب.  وفي المعمل، عندما تم إطعام الحشرات أوراق الأشجار المصابة، نمت الديدان بشكل أبطأ.  لكن نموهم توقف أيضًا عندما تم أطعمهم أوراق الصفصاف السليمة التي كانت تعيش بالقرب من الأشجار التي تؤكل.  ويبدو أن نفس التغيرات البيوكيميائية تحدث في مجموعتي الأشجار، وكان استنتاج العلماء لذلك، هو أن أشجار الصفصاف التي لم يمسها أحد كانت تتلقى رسالة من أولئك الذين تعرضوا للهجوم.  في نفس العام، وجد علماء النبات أن شتلات الحور وقيقب السكر بدأت في ضخ الفينولات المضادة للمعتديات العشبية عند وضعها في غرفة النمو بجوار الشتلات ذات الأوراق الممزقة.  ووصفوها بأنها اتصالات نباتية، وقد أثار هذا الاستقبال قلق العديد من العلماء.  


 الرسائل الجوية 

في عديد من الدراسات عمل العلماء على مادة جاسمونات الميثيل، وهي مادة كيميائية عضوية محمولة بالهواء يعتقد العلماء أن النباتات تستخدمها لإبعاد الحشرات العشبية.  في تجربتهم، عندما تم وضع أوراق الميرمية التالفة في أوعية محكمة الإغلاق مع نباتات الطماطم، بدأت الطماطم في إنتاج مثبطات البروتيناز، وهي مركبات تضر الحشرات عن طريق تعطيل عملية الهضم.  وهذا كان مقنع بالنسبة للتواصل بين النباتات وانه أمر حقيقي: "إذا كانت مثل هذه الإشارات منتشرة على نطاق واسع في الطبيعة، فقد يكون لها أهمية بيئية عميقة".  ففي احدى الدراسات المهتمة بتواصل النباتات أشار العلماء الى انه عندما تتلف الميرمية بسبب الجنادب والآفات الأخرى، فإنها تطلق مواد كيميائية يبدو أنها تحذر النباتات المجاورة من الخطر.  في المقابل من ذلك تسال البعض الأخر من العلماء هل يحدث هذا بالفعل بين النباتات البرية، أم أنها ظاهرة غير عادية ناجمة عن ظروف المختبر؟   لذا بدأ العلماء العمل على حديقة مليئة بأشجار الميرمية والتبغ البري، وهو قريب من الطماطم.  وكررت تجربة المزارع في البرية. 
حيث قام العلماء بقص نباتات الميرمية، مقلدين بذلك الإصابات التي تسببها فم الحشرات وحث النباتات على إنتاج جاسمونات الميثيل وغيرها من المواد الكيميائية المحمولة جواً، بدأ التبغ البري القريب في ضخ الإنزيم الدفاعي بوليفينول أوكسيديز.  ويبدو أن هذا له عواقب حقيقية.  وفي نهاية الموسم، كانت نباتات التبغ هذه تعاني من تلف أوراق أقل بكثير من غيرها بسبب الجنادب والديدان القارضة.  إلا انه في ذات الوقت حذر العلماء من أنه من الصعب أن نقول على وجه اليقين ما إذا كانت المواد الكيميائية المحمولة جوا هي المسؤولة بشكل مباشر عن انخفاض الضرر، ولكن النتائج مع ذلك مثيرة للاهتمام. بزيادة الاهتمام بهذه الدراسات خلال العقد التالي، زادت الأدلة واتضح أن كل النباتات الخضراء التي تمت دراستها تقريبًا تطلق مزيجًا خاصًا بها من المواد الكيميائية المتطايرة، والعديد من الأنواع تسجل وتستجيب لهذه المواد المفرزة والمتطايرة.  على سبيل المثال، قد تكون رائحة العشب المقطوع - وهو مزيج من الكحوليات والألدهيدات والكيتونات والإسترات - ممتعة بالنسبة لنا، ولكنها تشير إلى وجود خطر على الطريق للنباتات. 
وقد وجد بعض علماء الزراعة أنه عندما تتعرض حبوب ليما البرية إلى مواد متطايرة من نباتات فول ليما أخرى تأكلها الخنافس، فإنها تنمو بشكل أسرع وتقاوم الهجوم.  تعمل المركبات المنطلقة من النباتات التالفة على تعزيز دفاعات شتلات الذرة، بحيث تقوم لاحقًا بشن هجوم مضاد أكثر فعالية ضد دودة جيش البنجر.  ويبدو أن هذه الإشارات لغة عالمية: ففرشاة الميرمية تحفز الاستجابات في التبغ، كما يستجيب الفلفل الحار وفاصوليا ليما لانبعاثات الخيار أيضًا. وفى هذا الشأن يرى العلماء انه يمكن للنباتات التواصل مع الحشرات أيضًا، حيث ترسل رسائل محمولة جواً تكون بمثابة إشارات استغاثة للحشرات المفترسة التي تقتل المعتديات العشبية.  حيث يطلق نبات الذرة، التي يتعرض لهجوم ديدان جيش البنجر، سحابة من المواد الكيميائية المتطايرة التي تجذب الدبابير لوضع بيضها في أجسام اليرقات.  والصورة الناشئة من ذلك الأمر هي أن الحشرات آكلة النباتات، والحشرات التي تتغذى عليها، تعيش في عالم بالكاد يمكننا أن نتخيله، تعطره سحب من المواد الكيميائية الغنية بالمعلومات.  النمل والميكروبات والعث وحتى الطيور الطنانة والسلاحف (التي تم فحصها) كلها تكتشف هذه الانفجارات وتتفاعل معها.


 نباتات التنصت

 على الرغم من الأدلة المتزايدة على أن النباتات قادرة على التواصل، لا يزال العديد من علماء النبات يتساءلون عما إذا كان هذا الحديث المتبادل ذا معنى بيولوجيًا.  يقول بعض العلماء "إن التواصل بين النباتات من خلال المواد المتطايرة يعمل بشكل جيد في المختبر، ولكن لم يظهر أحد بشكل مقنع ليقول لنا أنه يعمل في الحقل".  وبالرغم من كل هذا يعتقد العلماء أنه لا يوجد حتى الآن ما يكفي من الأدلة على أن هذا يلعب دورًا مهمًا في حياة النباتات.  لكن لا يوجد ما يمنع العلماء من استمرار العمل عليه" فمن المعتقد أنها واعدة ومثيرة. يجادل البعض بأن التواصل بين النباتات تسمية خاطئة، قد يكون الأمر مجرد تنصت على النباتات.  بدلًا من استخدام نظام الأوعية لإرسال رسائل عبر مسافات تصل إلى أمتار، ربما تطلق النباتات مواد كيميائية متطايرة كوسيلة أسرع وأكثر ذكاءً للتواصل مع نفسها - يسميها البعض "مناجاة النفس".  ويمكن للمحطات الأخرى بعد ذلك مراقبة هذه النفثات (المواد المتطايرة) من البيانات المحمولة جواً.  ودعمًا لهذه النظرية، يبدو أن معظم هذه الإشارات الكيميائية لا تنتقل أكثر من 50 إلى 100 سنتيمتر، وهو النطاق الذي يرسل فيه النبات إشارات إلى نفسه في الغالب.
إن احتمال مشاركة النباتات للمعلومات بشكل روتيني لا يعد مجرد علم نبات مثير للاهتمام، بل يمكن استغلالها لتحسين مقاومة المحاصيل للآفات.  في دراسة على الذرة الهجينة التجارية فقد لوحظ على ما يبدو أنها فقدت قدرة نبات الذرة البرية على إطلاق المواد الكيميائية التي تجذب الدبابير الطفيلية التي تقتل فراشات حفار الساق. ويرى علماء الزراعة انه إذا أمكن إعادة إنتاج هذه السمات الدفاعية في المحاصيل، فإنها قد تقلل من الحاجة إلى المبيدات الحشرية. وقد يكون هناك احتمال آخر يتمثل في زراعة نباتات ذات استجابات دفاعية حساسة أو قوية بشكل خاص إلى جانب المحاصيل الحقلية، كي يكون هؤلاء الحراس هم أول من يكتشف الخطر ويتفاعل معه، وينبهون المحاصيل المجاورة.  وسواء تم تنفيذ مثل هذه التطبيقات العملية أم لا، فإن علم التواصل النباتي يتحدى التعريفات القديمة للتواصل والسلوك باعتباره المجال الوحيد للحيوانات.  يؤدي كل اكتشاف إلى تآكل ما اعتقدنا أننا نعرفه حول ما تفعله النباتات وما يمكنها فعله.  إنه لمعرفة ما هي قادرة النبات على فعله، علينا أن نتوقف عن تجسيم النباتات، ونحاول بدلاً من ذلك أن نفكر مثلها، لتحويل أنفسنا إلى كائنات نباتية.  إن تخيل ما يعنيه أن تكون نباتًا سيكون الطريقة لفهم كيف ولماذا يتواصلون، ولن تجعل حياتهم السرية لغزًا بعد الآن.


تابع موقع اجرى نيوز عبر تطبيق (جوجل نيوز) 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.
icon

الأكثر قراءة