مع أنّ العلماء توصّلوا إلى فهم المزايا المركزيّة للنّباتات مثل كيف تتحكّم عدد فروعها ومكانها على الجذع منذ مدّة بعيدة، إلاّ أنّ كيفية تعيين النباتات زوايا فروعها والحفاظ عليها بشكل أفقي نسبة للجاذبية بقي لغزًا محيّرًا. الآن، علماء من جامعة ليدز في المملكة المتّحدة يعتقدون أنّهم توصّلوا إلى الإجابة الصّحيحة.
الآلية التي اكتشفها العلماء مهمّة جدًّا لفهمنا لشكل النّباتات من حولنا، إذ أنّها تشرح مثلاً لماذا نجد فروع شتلة الحور شبه عمودية بينما فروع شتلة البلوط أكثر تسطحاً. اللّغز الذي يبدو بسيطًا لأوّل وهلة يصل إلى درجة متقدّمة من التّعقيد بسبب أنّ زاوية فروع الجذر والفسيلة لا تتحدّد نسبة للجذر الأصلي، إنّما نسبة للجاذبيّة. إذا وضعت نبتة على جنبها بشكلٍ مائل، فإنّ فروعها ستبدأ بالنمو والانحناء نحو الأعلى، في ظاهرة تسمّى بالإنتحاء الأرضي، وهي العمليّة التي تعيد توجيه النبتة نحو الزاوية الأصلية من النمو نسبة للجاذبية.
الآلية مفهومة في حالة الجذر الرئيسي أو الجذع الذي ينمو منتصباً فخلايا استشعار الجاذبية تكشفت أن إمالة النبات يدفع هرمون تنظيم النمو المسمى بالاوكسين نحو الأسفل أثناء عملية النمو ويقود انبثاق الجزء الأخضر للأعلى والجذور للأسفل. وعندما ينمو بشكل عمودي مرة أخرى تتوقف هذه الخلايا عن إرسال مزيد الاوكسين لجانب أكثر من آخر ويتوقف النمو بشكل منحني.
قال الدكتور ستيفان كيبينسكي المحاضر الجامعي في جامعة ليدز في فرع العلوم البيولوجية : “لقد وجدنا عنصر آخر في عملية النمو مضاد للجاذبية السلبية وهو عنصر الإزاحة. على عكس نمو الأفرع الأفقية بالإنتحاء الأرضي, هذه الآلية تعوض دعم النمو على الطرف الآخر من النبتة عن حساسية الجاذبية, كما تمنع الفرع من أن يزاح ابعد من زاويته العمودية. وقد اتضح ان هذا ايضاً يتم التحكم به من قبل هرمون الاوكسين”.
الفروع التي تنمو شبه عمودية لديها مناعة أقل ضد تأثير الإنتحاء الأرضي, بينما الفروع التي تنمو في الزوايا الضحلة غير العمودية تكافح تأثير الجاذبية بشكل أقوى.
قال الدكتور كيبينسكي : “إن زاوية نمو الفروع مهمة جداً بشكل استثنائي بالنسبة للتكيف فهي تحدد قدرة النبات على التقاط مواردها من فوق وتحت الأرض. اعتماداً على نوع التربة المتواجدة بها , وبشكل مشابه انبثاق النبتة ممكن أن يكون مدبب لتجنب ظلال النباتات المجاورة.
أضاف: ” هذه الأفكار مهمة للخصوبة والتكنولوجيا الحيوية لتحسين المحاصيل لأن شركات البذور تسعى أن تكون قادرة على تغيير بنية النباتات لتحسين الإنتاج”.
استخدم الفريق بأبحاثه النباتات الزهرية مثل الرشاد وكذلك استخدموا الفاصوليا والبازلاء والرز وحصلوا على نفس النتائج في تجاربهم. ويتوقع كيبينسكي نفس النتائج على الأشجار الكبيرة الخشبية بما أنه سيتم تطبيق نفس المبادئ العامة.
