كيف تتفاعل النباتات عند تعرضها للأذى؟ تشابه كبير مع الحيوانات!

عندما تتعرض النباتات لخطر كهجومٍ على سبيل المثال، عن طريق حشرة تبحث عن وجبة نباتية لذيذة، تعمل أجهزتها الدفاعية في مناطق أخرى، فكيف تفعل ذلك؟

وفقا لبحث جديد، تستعمل النباتات نفس جزئيات الإرسال التي تستخدمها الحيوانات في الجهاز العصبي، أصدقائنا الخضر (النباتات) لا يملكون أعصابًا بالضبط، لكن يملكون شيئًا مدهشًا مثلها.

تضمن البحث استعمال بروتين فلوري لمراقبة ومشاهدة الإشارات وهي تتنقل على شكل موجات كردة فعل للضغط (يوجد فيديو رائع يصور الأمر).


يوضح عالم النبات- من جامعة ويسكنسن- ماديون «سيمون جيلروي-Simon Glroy»: «نحن نعلم أن هنالك جهاز إشارات منظم، لو جرحت مكانًا واحدًا في النبتة فإنها تستعمل ردها الدفاعي، لكننا لا نعلم ما هو السر وراء هذا النظام».

كل ما كانوا يعلمونه أنها إذا تعرضت للجرح، تنطلق شحنة كهربائية، تنتقل عبر النبات، المناطق غير المعروفة هي من أطلقت تلك الشحنات وساعدت على نقلها.

لكن هذا لم يكن حتى ما أراد العلماء دراسته بل كانوا في الأصل ينظرون في كيفية استجابة النبات للجاذبية عن طريق زيادة الكالسيوم.

لذا قام عالم النبات «ماسستوجو تويوتاMasatsugu Toyota-» بتعديل نبات الخردل جينيا لجعل العلماء يراقبون التغيرات في تركيز الكالسيوم مباشرة.

فقام بتحديد بروتين يشع فقط عند وجود الكالسيوم، وبعدها قام العلماء بقطع ورقة شجرٍ ليروا إذا ما كانوا يستطيعون تحديد تغييرات فى الكالسيوم.

عند الحيوانات، تطلق الخلايا العصبية حمضًا أمينيًا يسمى الغلوتامات (glutamate)، الذي يحفز موجةً من أيونات الكالسيوم المشحونة التي ترسل إلى خلايا بعيدة داخل الجسم.

من خلال المراقبة، فإن ما حدث للنبات هو شيءٌ مدهش، بحيث تتدفق موجات الضوء من مكان الجرح وتنتشر في كل أنحاء النبات بسرعة ميليمتر في الثانية.

هذا أبطأ من إشارات الحيوان العصبية، التي تستطيع أن تسافر بسرعة 120 متر في الثانية (429 كيلومتر في الساعة) ، لكن بالنسبة للنباتات هذا تواصل سريعٌ جدًّا.

اكتشف العلماء أنه منذ لحظة وصول الموجة، ترتفع هرمونات الدفاع في هذه المنطقة من النبات، ما يُعلِم النبات بأن يستعد للدفاع، مثل زيادة المواد الكيميائية الضارة التي ستجعل النبات غير قابلٍ للأكل من قبل الحشرات الآكلة، أو كما هو معروف في حالة العشب، إفراز روائح متطايرة كريهة التي تجذب الدبابير الطفيلية لتضع بيضها والتي من الممكن أن تأكله.

لكن ما الذي كان يحفز موجات الكالسيوم؟


تمامًا مثل الحيوانات، اعتقد العلماء أنه قد يكون الغلوتامات، الذي يوجد أيضا في النبات.

وهناك بحثٌ سابقٌ نُشر سنة 2013 كشف أن النبات الذي لا يوجد به مستقبلات الغلوتامات أيضا ليس لديه رد فعلٍ للتحفيز الكهربائي.

لذلك قام فريق الباحثين بجرح نباتات دون مستقبلات الغلوتامات ليروا ما إذا كان هناك تأثير على تدفق الكالسيوم.

قال «جيلروي-Gilroy»: «في اكتشاف مفاجئ، فإن المتحولات التي أقصت التأشيرات الكهربية أقصت أيضا تأشيرات الكالسيوم بشكلٍ كامل».



هذا البحث يضع قطعًا مختلفةً معًا من أجل حل أحجية كيف تتواصل خلايا النباتات، يُخرج الجرح غلوتامات، الذي تأخذه المستقبلات وذلك يحفز نشر أيونات الكالسيوم، والذي بدوره يقوم بتشغيل النظام الدفاعي للنبات لمحاولة حمايتها من أضرار أخرى.

ويحدث كل هذا دون أعصاب حقيقية، رائع، أليس كذلك؟ يبدو أن أصدقائنا الخضر أكثر تعقيدًا مما يبدون عليه.