عندما تتكلــم النباتات.!!

dot · 19/04/2007

هل يتكلم النبات، وهل "يفكر" النبات إذا تكلم؟
الكلام وسيلة من وسائل التواصل التي يتصف بها عالم الحيوان، فهل تتواصل النباتات وكيف يحدث ذلك ولماذا؟
يسود الاعتقاد ان النباتات " صامتة" ليس لديها ماتعبر عنه ولكن الحقيقة مغايرة لهذا الاعتقاد. النباتات تتواصل بنشاط مع
الحشرات والانواع الاخرى من النبات، هذه الظاهرة يجري الان التخطيط الجاد لإستغلالها من اجل مكافحة الحشرات.
الورود والبيغوينا، التبغ والفاصول يتكلمون بلا إنقطاع مع بعضهم البعض، غير ان الكلام ليس موجات صوتية كما عهدناه
وانما كيميائي. الكلمة فيه عبارة عن روائح بيلوجية، الكثير منها سام، الاذان عبارة عن مستقبلات لتلقي التركيبات
الكيميائية الحاملة للرسالة.
بمساعدة الاشارات الكيميائية تقيم النباتات إتصالاً ليس فقط مع افراد نوعها ولكن ايضاً مع افراد بقية الانواع ومع
مجموعة كبيرة من الحشرات.
موضوع الكلام الذي يجري بينهم يهدف على الاغلب الى إبعاد ضرر القادم من الحشرات.
هذا الامر بالذات هو الذي يعطي العلماء الإمكانية لإستخدام هذه " اللغة" لمقاومة الآفات الزراعية بدون ضرر بالبيئة.
من اجل تعلم مختلف ردود فعل النبات على التهديدات المختلفة التي تتعرض اليها قام علماء معهد
بتتطوير "دودة" ميكانيكية. بمساعدة هذه " الدودة" يخضع العلماء النبات لمسرحية تعطيه الانطباع بأنه يواجه هجوم
من قبل دودة معينة تأكل اوراقه. " الدودة" الروبوت تقوم بمضغ اوراق النبات ببطء وبإستمرار في نفس الوقت الذي
يجري فيه تحليل المحتوى الكيميائي للاشارات الصادرة. التجربة أظهرت ان نظام الدفاع النباتي لايبدأ بالعمل إلا بعد ان
تكون " الدودة" قد قضت 17 ساعة على الاقل وهي تمضغ اوراق النبات. إذا جرى توجيه ضرر سريع للنبتة فأن النبتة
لاتقوم بأي رد فعل.
هذا التأخر برد الفعل عملية منطقية للغاية. إطلاق نظام الدفاع الذاتي في كل مرة تتعرض فيه النبتة الى الخدش او قطع
احدى اوراقها سيكون اهدار كبير للطاقة.
ولذك فأن ردة فعل النبتة يتلائم تماماً مع طبيعة الهجوم وفترة إستمرار الخطر.
فقط عندما يتجاوز الاعتداء حد المقبول يوضع نظام الدفاع الكيماوي في العمل.
النبات يرسل هرمونات معينة الى مختلف اجزائه، بما فيه الى الجذر. بعض هذه الهرمونات تتشابه مع مركبات كيميائية
تتدخل في نظام الدفاع ضد الالتهابات عند الانسان. في نفس الوقت تبدء النبتة بإطلاق روائح كيميائية، وكلما زاد حجم
الضرر كلما زادت كمية الروائح المنبعثة.

عدو عدوي صديقي

"وجع الرأس النباتي" كما يسمي العلماء هذه الظاهرة يشترك فيه حوالي 500
جين، وقد جرت دراسته في العديد من

انواع النباتات، ومنها الفاصول والتبغ. يمكن القول ان "عدو عدوي صديقي" هو جوهر الاستراتيجية التي يستخدمها هذان
النباتين في التعامل مع محيطهم.
منذ التسعينات من القرن الماضي تمكن البيلوجي
تستدعي "حرسها" من خلال إطلاق روائح كيميائية خاصة. هذا الميكانيزم جرت دراسته في المختبر وعلى الطبيعة.
من معهد ماكس بلانك اثبت انه عندما تتعرض نبتة التبغ البرية للهجوم من قبل يرقات Ian Baldwin البيلوجي
يأتي اليها على الفور ليأكل اليرقات. (Reduviidae) البندورة، تطلق النبتة رائحة خاصة تجعل نوع من انواع الجعل
لربما هو السبب نفسه الذي يجعل حشرة البندورة تتحاشى وضع بيوضها على نبتة التبغ المصابة.

النبات يطلب المساعدة

عندما تصاب نبتة الفاصول ترسل إشارة " الإستغاثة" الى جميع اجزاء النبتة. هذا يؤدي الى ان النبتات المجاورة تزيد من
حدة إنتاجها للعصارات بالرغم من انها هي نفسها لم تتعرض للاصابة حتى الان، مما يعطيها فرصة لتهيئة نفسها.
بشكل عام فإن طلب الإستغاثة ظاهرة منتشرة في عالم النبات ، ولكن درجة تقدمها وتتطورها توضحه لنا تجربة الباحث
من معهد ماكس بلانك، حيث اجراها على نبتة الفاصول. النبتة ترسل العديد من الروائح Wilhelm Boland
"الإشارات" بغض النظر عن نوع المهاجم. بهذه الطريقة يكونوا دائما على ثقة بأنهم قد استدعوا الحارس المطلوب
بالذات على اي حال. من خلال الرائحة يستطيع "الحارس" المقصود ان يقدر درجة قوة الهجوم. هذا التصرف " الذكي"
يعطي الانطباع وكأن النبتة " تفكر" ولكن هذا التصرف مرتبط فقط بعملية الانتقاء الطبيعي التي جرت خلال عملية
التتطور. الصفات التي ضمنت إستمرار النوع هي التي طغت على النوع عبر اجيال.
نبتة التبغ البري هي احدى " الاساتذة" في فن الدفاع عن النفس، حتى بذورها يمكن ان تتدافع عن نفسها بفعالية،
فالبذور تحتوي على سم طبيعي من النيكوتين المركز. هذا السم يجعل حتى الارانب وبقية الحيوانات (عدى الانسان) آكلة
الاعشاب تتفادى التبغ. على العكس نجد ان يرقات الحشرة آكلة التبغ لاترهب النيكوتين، بل تقوم اليرقات بتخزينه من
اجل إستخدامه كسلاح ضد اعداء اليرقة نفسها. ولذلك نجد ان نبتة التبغ تتوقف فورا عن إنتاج النيكوتين عندما تتعرض
الى هجوم من يرقة التبغ، وتبدأ عوضاً عنه بإطلاق رائحة جديدة تستدعي بواسطتها اعداء يرقة التبغ. في نفس الوقت
تقوم بنشر مادة تقوم بشل يرقة التبغ وبذلك تساعد اعدائها على التفوق عليها بدون مقاومة.

dot · 19/04/2007

إعادة أحياء قدرة " الكلام"

قدرة نبات التبغ البري على الدفاع عن نفسه ليست إستثناء في عالم النبات البري، ولكن اغلب النباتات " المدجنة"
المستخدمة في الزراعة قد فقدت قدرتها على الدفاع عن نفسها. لقد اصبحوا " لاينطقون"، وهذا يوضح فقدان الورود "
المدجنة" لروائحها.

العلماء يحاولون الان إعادة زرع قدرة "الكلام" عند النباتات المدجنة. هذا يساعد على إستخدام الحشرات للقضاء على
قام بنقل احد الجينات المسؤولة عن نشوء Iris Kappers الاصابات عوضا عن استخدام المكافحة الكيميائية. البيلوجي
والتي تعتبر موديلا جينياً عند علماء .Arabidopsis thaliana (L.) Heynh إنزيم من نبتة الفريز الى نبتة تدعى
الجائعة تحوم حول Phytoselulus persimilis النبات. الانزيم الجديد يشكل رائحة جديدة يجعل الحشرة المسماة
التي تحمل اضراراً كبيرة للعديد من المزروعات. Tetranychus urticae النبتة باحثة عن عناكب.

النبات قادر على ان "يشم"

تفتقد الى الكلورفيل الضروري لإستمرارها على الحياة وبالتالي فأن Cuscuta pentagona النبتة المعروفة بإسم
التتطفل على النباتات الاخرى امراً حيوياً للغاية في خضم عملية الصراع على البقاء، وقد اختصت بالتتطفل على نبتة
البندورة. باحثي جامعة بنسلفانيا اهتموا بالتعرف على اسلوب هذا الطفيلي بمعرفة الطريق الى ضحيته واليوم توصلوا الى
انه اغلب الاحيان يستغل الرائحة الصادرة عن نبتة البندورة لتحديد مكانها والاتجاه اليها. الباحثين وضعوا مادة كيميائية
،مشابهة للرائحة التي تصدر عن نبتة البندورة، على فلتر ومن ثم وضعوه ضمن علبة مغلقة. من العلبة المغلقة اخرجوا
انبوبة لتنتهي عند احدى جهات الطفيلي في حين اوصلوا انبوبة اخرى الى الجهة المقابلة يخرج منها هواء بدون رائحة.
في التجربة نرى انه قد نمت خمسة اغصان في النبتة الطفيلية اتجه منهم اربعة بإتجاه الانبوبة التي تطلق رائحة مما
يشير الى ان الرائحة بالذات هي التي توجه الطفيلي.

مصادر:
insektsguiden
Arabidopsis thaliana
Department of Bioorganic Chemistry
Roofmijten schieten
Illustrerad vetenskap 3/2007 s.20, s.72-73