فيديو مذهل.. علماء يصورون نباتًا يتحدث مع جاره ويحذره من الخطر

12:36 م الأربعاء 17 يناير 2024

تطبيق مصراوي

الثابت علميا أن النباتات تتواصل مع بعضها البعض، بواسطة إطلاق مواد يحملها الهواء. هذه المواد تشبه الروائح إلى حد ما، فهي تطرد الحيوانات العاشبة الجائعة وتحذر النباتات المجاورة من المهاجمين القادمين.

عرف العلماء عن هذه الدفاعات النباتية منذ الثمانينيات، واكتشفوها في أكثر من 80 نوعًا نباتيًا منذ ذلك الحين.

وفي تجربة مثيرة، نشر فريق من الباحثين اليابانيين تقنيات التصوير في الوقت الحقيقي للكشف عن كيفية استقبال النباتات لهذه الإنذارات الجوية والاستجابة لها.

وجهز يوري أراتاني وتاكويا أويمورا، عالما الأحياء الجزيئية في جامعة سايتاما في اليابان، مضخة لنقل المواد المنبعثة من النباتات المصابة والمليئة بالحشرات إلى جيرانها غير المتضررة، إضافة إلى مجهر فائق الدقة لمشاهدة ما حدث.

وفي التجربة وضع الباحثون يرقات حشرة على أوراق مقطوعة من نباتات الطماطم وأرابيدوبسيس ثاليانا، وهي عشبة ضارة شائعة في عائلة الخردل، والتقط الباحثون صورا لاستجابة نبات أرابيدوبسيس السليم والخالي من الحشرات لتلك الإشارات التحذيرية.

لم تكن هذه النباتات عبارة عن حشائش عادية: فقد تم تعديلها وراثيًا بحيث تحتوي خلاياها على مستشعر حيوي يتألق باللون الأخضر عند اكتشاف تدفق أيونات الكالسيوم. إشارات الكالسيوم هي شيء تستخدمه الخلايا البشرية للتواصل أيضًا.

واستخدم الفريق تقنية مماثلة لقياس إشارات الكالسيوم في دراسة أجريت العام الماضي على نباتات ميموزا بوديكا الفلورية، والتي تحرك أوراقها بسرعة استجابة للمس، لتجنب الحيوانات المفترسة.

هذه المرة، تصور الفريق كيفية استجابة النباتات للاستحمام في المواد المتطايرة، والتي تطلقها النباتات في غضون ثوان من الإصابة.

وكما يظهر في الفيديو، تلقت النباتات السليمة رسائل جيرانها المصابين بصوت عالٍ وواضح، واستجابت بدفعات من إشارات الكالسيوم التي امتدت عبر أوراقها الممدودة.

وبتحليل المواد المتطايرة، وجد الباحثون أنها تحتوي على مركبين Z-3-HAL وE-2-HAL يحفزان إشارات الكالسيوم في الأرابيدوبسيس.

كما حددوا أيضًا الخلايا التي تستجيب أولاً لإشارات الخطر من خلال هندسة نباتات الأرابيدوبسيس باستخدام أجهزة استشعار الفلورسنت حصريًا في الخلايا الحارسة أو المتوسطة أو خلايا البشرة.

الخلايا الحارسة هي خلايا على شكل حبة الفول توجد على أسطح النباتات وتشكل الثغور، وهي مسام صغيرة تنفتح على الغلاف الجوي عندما تتنفس النباتات ثاني أكسيد الكربون. خلايا الميزوفيل هي النسيج الداخلي للأوراق، وخلايا البشرة هي الطبقة الخارجية أو الجلد لأوراق النبات.

عندما تم تعريض نباتات الأرابيدوبسيس لـ Z-3-HAL، أطلقت الخلايا الحارسة إشارات الكالسيوم في غضون دقيقة أو نحو ذلك، وبعد ذلك التقطت خلايا الميزوفيل الرسالة.

علاوة على ذلك، فإن المعالجة المسبقة للنباتات باستخدام الهرمونات النباتية التي تغلق الثغور تقلل بشكل كبير من إشارات الكالسيوم، مما يشير إلى أن الثغور تعمل بمثابة "فتحات أنف" النبات.

ونشرت الدراسة في مجلة Nature Communications.