تغير المناخ: النباتات تجد طرقًا لتسليح نفسها ضد الجفاف!

تغير المناخ: النباتات تجد طرقًا لتسليح نفسها ضد الجفاف!

فترات الجفاف وأشعة الشمس الشديدة لها تأثيرات كبيرة على النباتات المعرضة لخطر فقدان الماء الزائد. تنطوي التدابير المضادة على تفاعل معقد بين العمليات البيولوجية. ومن العناصر المهمة في هذا السياق هو هرمون حمض الأبسيسيك النباتي (ABA)، الذي يتم إنتاجه في أعضاء النبات المختلفة مثل الأوراق والجذور والفواكه الناضجة. ويلعب دورًا حاسمًا في استجابة النبات لنقص المياه عن طريق تنشيط الخلايا الحارسة، المعروفة أيضًا باسم الثغور، وتشجيعها على إغلاق مسامها للحفاظ على المياه. عالي جامعة هايدلبرغ يؤدي تنشيط مركب السيستين سينسيز في البلاستيدات الخضراء إلى تعزيز عملية التخليق الحيوي لـ ABA ومن ثم إغلاق المسام.

يتكون مجمع السيستين سينسيز من إنزيمين ويقوم بتقييم الإشارات المختلفة لتنشيط الخلايا الحارسة. وتشمل هذه الإشارات، من بين أمور أخرى، إشارة المغذيات كبريتات وجزيء بروتين صغير يتم نقله من الجذر إلى الفرع بمجرد جفاف التربة. بالإضافة إلى ذلك، تنتج شدة الضوء القوية هرمونًا نباتيًا معينًا، والذي يؤثر أيضًا على تنشيط المركب. تظهر نتائج الأبحاث أن عملية التمثيل الغذائي في البلاستيدات الخضراء تستجيب بشكل فعال لإشارات الإجهاد وتتحكم في التكيف مع الظروف البيئية.

آليات التكيف والبحوث في بيولوجيا النبات

جانب آخر مثير للاهتمام هو تطوير نبات الأرابيدوبسيس الخاص الذي يمكنه التعامل بشكل أفضل مع الجفاف في التربة دون أن يتأثر بالنمو. ولهذه التطورات أهمية خاصة مثل الجهود الرامية إلى وضع استراتيجيات جديدة لتحسين قدرة المحاصيل على مقاومة آثار تغير المناخ. تم تمويل العمل البحثي حول هذا الموضوع، من بين أمور أخرى، بدعم من مؤسسة الأبحاث الألمانية ونشر في المجلة المتخصصة "Nature Communications".

إن دور ABA في تنظيم استجابات النبات للإجهاد موثق جيدًا. بالإضافة إلى إغلاق الثغور، فإنه يمنع نمو النبات وإنبات البذور. هذه الخصائص تجعله خصمًا مهمًا للهرمونات مثل الأوكسينات والجبرلينات التي تحفز النمو. يتم شرح النتائج المتعلقة بـ ABA في سياق تحديات تغير المناخ، حيث تؤثر الأحداث المناخية المتطرفة مثل الفيضانات والبرد والجفاف بقوة على قدرة النباتات على التكيف أبحاث النبات.

توقعات للبحوث المستقبلية

على الرغم من التقدم، لا تزال هناك العديد من الأسئلة المفتوحة حول الآليات التي تستشعر بها النباتات الظروف البيئية وتستجيب لها. يجبر تغير المناخ العلماء على فهم المكونات الجزيئية التي تسببها ندرة المياه بشكل أفضل. ما الإشارات التي تستخدمها النباتات للاستجابة للجفاف أو الفيضانات؟ تتضمن الإشارات المحتملة تغيرًا في المعلمات الهيدروليكية والتوتر في نسيج الخشب.

ويجري مزيد من التحقيق في القدرة الفريدة للنباتات على التحكم بشكل فعال في استجاباتها للضغوط اللاأحيائية من خلال مناهج البحث المتقدمة مثل الدراسات على مستوى الجينوم والتحليلات التي تدعم الذكاء الاصطناعي. الهدف هو فهم أفضل للتسويات التي يتعين على النباتات القيام بها للاستجابة للتوتر وكيف يمكن أن تؤثر هذه التعديلات على العمليات الحيوية الأخرى. يمكن العثور على مزيد من المعلومات حول عمليات التطوير هذه والتحديات التي تواجهها على الموقع الإلكتروني أبحاث النبات.