ظهرت خدمة توصيل الطعام في السنوات الأخيرة ولم تكن سرعة انتشارها مفاجئة البتة. هذه الخدمة غير جديدة في عالم النبات بل تمارس منذ ملايين السنين. وبطريقة مبتكرة لا تعتمد على جموع راكبي الدراجات المنهكين، تؤمن النباتات متطلباتها مما تنتجه البكتريا التي تنمو على جذورها. فهمنا لآلية طلب النباتات للوجبات سيضع يدنا على إمكانية تحسين نمو المحاصيل المختلفة.
يُعد النيتروجين عنصرًا أساسيًا لكافة أشكال الحياة، وتحتاجه معظم الكائنات الحية بشكل يمكّنها من الاستهلاك.
يعتمد غنى الحياة الأرضية بشكل كبير على العلاقة التعايشية بين بعض النباتات والبكتريا المثبتة للنيتروجين المتعايشة على جذورها. تختفي الحاجة لتثبيت النيتروجين في حال غنى التربة بالكربون العضوي ما يعني أيضًا غناها بالنيتروجين المتراكم من أجيال النباتات السابقة التي نمت فوق هذه التربة.
وجدث إحدى باحثي جامعة “Rice”، البروفيسورة كارولين ماسيلو، أن البقوليات كالفاصولياء والفستق تتحكم في عدد مثبتات النيتروجين في نظمها الجذرية عن طريق الفلافونيدات flavonoids. تتثبط عمليات نقل بعض الفلافونيدات في الترب الغنية بالكربون العضوي فتتوقف البكتريا عن البحث عنها. يسبب غياب الفلافونيدات تساقط العقد المثبتة للنيتروجين عن جذور النباتات البقولية.
«تغيّر النباتات مجموعات الأكسجين/الهيدروجين في تركيب الفلافونيدات، الأمر الذي يمكّنها من الاستفادة من ظروف التربة في تبديل البكتريا المثبتة للنيتروجين وهذا برهان رائع على التطور»، تصرح ماسيلو.
لا يُعتبَر عمل البكتريا على تثبيت النيتروجين للنباتات شكلًا من أشكال العبودية، إذ تفي النباتات حق النيتروجين، وعملتهم هي السكر الناتج عن عمليات التمثيل الضوئي. تقول ماسيلو: «تقدم النباتات حصةً كبيرةً من نواتج التمثيل الضوئي للبكتريا المتعايشة على جذورها». وهو أجر مناسب أكثر من الأجور التي يتلقاها عمال توصيل الطعام. إذ لا تقتص الشركات الكبرى من هذه الأجور أي مبلغ.
وهذا سبب اعتماد النباتات على مصادر أخرى للنيتروجين ما أمكن، تبين ماسيلو في حوارها مع ساينس أدفانسس Science Advances. في ذات الحين، يستمر إفراز الفلافونيدات المعدلة التي توصل رسائل غير متعلقة بعمليات تثبيت النيتروجين.
تستخدم الجزيئات نفسها لغايات مختلفة في الطبيعة. فإلى جانب وظيفتها في التحكم بنسب التعايش البكتيري تؤدي الفلافونيدات دورًا في حماية النبات من بعض الأنواع البكتيرية التي تهاجمها، وتحفّز البراعم الذوقية. بعض الجزيئات التي درستها ماسيلو هي الجزيئات المسؤولة عن إعطاء المذاق المميز للعنب، البروكلي والكرنب.
يشير التقرير إلى أحد العينات التي رُصد فيها استخدام النوع البقولي للإشارات الكيميائية بصرف النظر عن فهمنا لآلية العمل. تفرز الأنواع البقولية المزروعة بين صفوف الذرة إشارات كيميائية في التربة تمنع النباتات الطفيلية من التطفل على الذرة وتثبط نموها. هل يمكننا الاستفادة والتعلم عبر اختلاس النظر لـ”تطبيق خدمات التوصيل” بين النبات والبكتريا؟
اقرأ أيضًا:
اختراع جديد لاستخدام البكتريا في تنقية المياه
تعرف على الكائنات الأربعة الأكثر تحملاً للظروف البيئية المتطرفة
دورة الكربون في الطبيعة: شرح مفصل بالصور
ترجمة: بشرى عيسى
تدقيق: رزوق النجار
مراجعة: آية فحماوي
