منذ سنوات طويلة كان العلماء يعلمون أن النباتات عندما تتعرض لهجوم الحشرات أو تتعرض للقطع والجروح، فإنها تطلق في الهواء مركبات كيميائية متطايرة تعمل كإشارة إنذار. لكن السؤال الذي بقي غامضًا هو:
كيف تستقبل النباتات المجاورة هذه الرسائل؟
الجواب جاء من دراسة أجراها باحثون في Saitama University في اليابان باستخدام نبات النموذج الشهير Arabidopsis thaliana.
قام العلماء بتعديل النباتات وراثيًا بحيث تضيء خلاياها باللون الأخضر عندما تتغير مستويات الكالسيوم داخلها. والكالسيوم في الخلايا النباتية يعمل كإشارة اتصال داخلية، تمامًا كما تستخدم خلايا جسم الإنسان أيونات الكالسيوم لنقل الرسائل الحيوية.
وعندما أُطلقت المركبات التحذيرية من نبات متضرر، حدث أمر مذهل:
بدأت موجات من إشارات الكالسيوم تنتشر عبر أوراق النبات المجاور مثل موجة إنذار تنتقل من خلية إلى أخرى، وكأن النبات تلقى رسالة تقول:
“الخطر قريب… استعد للدفاع!”
والأكثر إدهاشًا أن النباتات تستقبل هذه الرسائل عبر الثغور، وهي فتحات مجهرية في الأوراق تستخدم عادة لتبادل الغازات. وقد اكتشف العلماء أن هذه الفتحات تعمل أيضًا كبوابات لاستقبال إشارات الخطر الكيميائية المحمولة في الهواء.
المركبات التي تحمل هذه الرسالة تُعرف باسم Green Leaf Volatiles (GLVs)، ومن أشهرها المركب Z-3-hexenal. وعندما تكتشفه الخلايا الحارسة في الثغور، تبدأ سلسلة من الإشارات تنتشر خلال دقائق داخل أنسجة النبات، فتقوم بتفعيل آليات الدفاع الكيميائي قبل وصول الحشرة المهاجمة.
وهكذا يتبين أن الحقول والغابات ليست مجرد نباتات صامتة، بل هي شبكات تواصل كيميائي دقيقة تتبادل التحذيرات وتستعد للدفاع قبل وقوع الخطر.
✨ أمور مدهشة عن تواصل النباتات
الأكثر إثارة أن هذه الظاهرة ليست حالة منفردة، بل جزء من عالم مدهش من التواصل النباتي. فبعض النباتات عندما تتعرض لهجوم الحشرات لا تكتفي بإطلاق إشارات تحذيرية لجيرانها، بل تطلق أيضًا مركبات تجذب حشرات مفترسة تهاجم تلك الآفات. كما يمكن للنباتات أن تغيّر تركيبها الكيميائي بسرعة لتجعل أوراقها أكثر مرارة أو أكثر سمّية للحشرات.
وقد اكتشف العلماء أن الإشارات داخل النبات يمكن أن تنتقل عبر موجات كهربائية وكيميائية تشبه إلى حد ما الإشارات العصبية في الحيوانات. وفي بعض الحالات تستطيع النباتات إرسال تحذيرات ليس فقط عبر الهواء بل أيضًا عبر شبكات الفطريات الموجودة في التربة، وهي شبكة تُعرف أحيانًا باسم الإنترنت الخشبي (Wood Wide Web).
المذهل أيضًا أن النبات لا يستجيب لكل رائحة في الهواء، بل يمتلك قدرة دقيقة على التمييز بين مركبات مختلفة صادرة عن أنواع مختلفة من الأضرار. بعض النباتات تستطيع حتى التمييز بين الهجوم الذي تسببه حشرة قاضمة والهجوم الذي تسببه حشرة ماصّة للعصارة، فتفعّل نوع الدفاع المناسب لكل حالة.
كما أن سرعة انتشار الإشارة داخل النبات قد تكون مذهلة؛ ففي بعض التجارب انتقلت إشارات الكالسيوم عبر الورقة خلال ثوانٍ إلى دقائق قليلة، لتبدأ سلسلة من التفاعلات الكيميائية التي تهيئ النبات للدفاع.
كلما تعمق العلم في عالم النبات، اكتشف أن ما كان يُظن كائنات ساكنة صامتة هو في الحقيقة منظومة حية من الاستشعار والتواصل والتنسيق الكيميائي المعقد.
﴿ صُنْعَ اللَّهِ الَّذِي أَتْقَنَ كُلَّ شَيْءٍ ﴾
المراجع :
Aratani, Y., Uemura, T., Hagihara, T., Matsui, K., & Toyota, M. (2023).
Green leaf volatile sensory calcium transduction in Arabidopsis.
Toyota, M., et al. (2018).
Glutamate triggers long-distance calcium-based plant defense
ليست هناك تعليقات:
إرسال تعليق