متابعة : جامعة مالبورن
٢٠ اكتوبر ٢٠١٧
المترجم : ابو طه/ عدنان احمد الحاجي
النقالة رقم ٤٧٣ لسنة ٢٠١٧
The chemical that tells plants when it’s time to sleep
Pursuit by The University of Melbourne
غاز الإيثيلين مشهور كمادة كيميائية انه يأمر الموز بالنضوج، ولكن الأبحاث الجديدة تبين أنه يساعد أيضا على الحفاظ على الساعات البيولوجية للنبات
كل واحد منا يمر بدورة يومية. نحن نستيقظ، ونقضي اليوم نأكل ونعمل ونلعب ومن ثم ننام. التلاعب بهذه الدورة من خلال عدم النوم، او العمل بنظام النوبات او السفر إلى منطقة زمنية مختلفة أو السكن في منطقة فيها نور دائم او ظلام دائم على مدار ٢٤ ساعة يمكن أن تتداخل مع رفاهيتنا وصحتنا على المدى الطويل.
 |
| الموز الناضج يطلق غاز الإيثيلين والمسمى بغاز الشيخوخة |
معظم النباتات لها دورات مماثلة. خلال النهار، القليل من الحقول الشمسية على أوراق النبات 'تستيقظ' وتحول أشعة الشمس وثاني أكسيد الكربون إلى سكر من خلال التمثيل الضوئي، ثم ينطفيء هذا النظام في الليل العديد من العمليات النباتية الأخرى تتبع دورة مشابهة، والبعض منها تكون أكثر نشاطاً في النهار ، وبعضها تكون أكثر نشاطاً في الليل.
البحث الجديد يسلط الضوء على تأثير هذه الدورات على عمليات شيخوخة النبات، والعكس بالعكس.
تُنظم الدورة النهارية الليلية بما يعرف بالساعات البايلوجية. وقد منحت جائزة نوبل في الفسيولوجيا أو الطب لعام ٢٠١٧ للدكتور جيفري هول والدكتور مايكل روزباش من جامعة برانديس في والثام في ماساتشوستس، إلى جانب الدكتور مايكل يونغ، من جامعة روكفلر في مدينة نيويورك، على عملهم في الكشف عن الآلية التي وراء الساعات البيولوجية في ذباب الفاكهة.
لذا، ما هي الساعات البيولوجية؟
الساعات البيولوجية هي دورات على مدار ٢٤ ساعة مسؤولة عن ضبط الوظائف البيولوجية الأساسية في الكائنات الحية مثل التمثيل الغذائي وضغط الدم والنوم ومستويات الهرمونات .
ويقول الدكتور مايك هايدون، الباحث في إشارات النباتات، من كلية العلوم الحيوية في جامعة ملبورن، منذ اكتشافات الدكاترة هول وروزباش ويونغ، هناك الكثير من الأبحاث حول الآثار الصحية للاضطرابات التي تواجه ساعاتنا البيلوجية مع تقدمنا في العمر .
تستمر إيقاعات الساعة البيولوجية للنباتات، حتى عندما يتم وضعها في خزانة مظلمة.
" نعلم أن الساعة تتغير مع تقدمنا في العمر، ومتورطة في أمراض التمثيل الغذائي مثل السكري والبدانة. ومع ذلك، نحن لا نعرف الكثير عن كيف تؤثر الساعة على الشيخوخة في النباتات "، كما يقول الدكتور هايدون.
في النباتات، أظهرت الأبحاث أن الإشارات البيئية كدرجة الحرارة وأشعة الشمس تنظم دورات الساعة البيولوجية. ومع ذلك لو وضعت النبات في خزانة مظلمة، تستمر العديد من هذه العمليات الليلية النهارية . ولكن كيف؟ فالباحثون كالدكتور هايدون مفتونون بمعرفة هذا الغموض.
يقول: "إن التجارب المبكرة الأولى التي نشرت عن إيقاعات الساعة البيولوجية في الظلام الدامس التي تمت على النباتات كانت في القرن الثامن عشر."هذه الإيقاعات البيولوجية قد تطورت عدة مرات، في النباتات والحيوانات والكائنات الحية الأخرى، لذلك فهي مهمة بشكل جلي".
يقول الدكتور هايدون: "في البشر، نحن نعرف أن إيقاعنا اليومي يمكن أن يتأثر عندما نأكل، ونفس الشيء في النباتات".
"قبل بضع سنوات بينتُ أنا زملائي أن السكروز (الذي تنتجه عملية التمثيل الضوئي) مطلوب للحفاظ على إيقاعات الساعة البيولوجية في الظلام.
"ثم وجدنا في الضوء المستمر، ان السكر يمكنه من تقصير إيقاع الساعة البيولوجية، وهذه الأنواع من حلقات التغذية الاسترجاعية feedback تساعد النباتات على الحفاظ على دورة مثالية.
ولكننا في الحقيقة لم نفهم الآلية التي وراء هذه العملية
ادخل الإيثيلين
غاز الإيثيلين، المعروف باسم "هرمون الشيخوخة"، تنتجه عادة النباتات ويشتهر بأنه يساعد على نضوج الفاكهة، ولكن له أيضا أدوار هامة في النمو والاستجابات لمسببات الأمراض أو الضغوطات الأخرى.
وتطلق النباتات الإيثيلين كغاز، وهذا هو السبب في ان وضع الموز الأصفر بجانب الأفوكادو يمكن أن يساعدها على النضوج بشكل أسرع.
يقول الدكتور هايدون: "إن غاز الإيثيلين هو وسيلة للنباتات للتواصل مع بعضها البعض، مما يضمن، على سبيل المثال، ان الفاكهة جميعها تنضج في نفس الوقت".
عندما كانوا يستكشفون الجينات والبروتينات التي تنظم الساعة البيولوجية في نبات رشاد اذن الفأر Arabidopsis(نبات مزهر صغير ينتمي الى الملفوف والخردل)، اكتشف باحثون متعاونون بقيادة الدكتور هايدون والبروفيسور اليكس ويب في جامعات ملبورن وكامبريدج ويورك أن الإيثيلين هو واحد من المفاتيح للحفاظ على إيقاع الساعة البيولوجية للنبات.
تم تمويل هذا البحث من قبل مجلس بحوث التكنولوجيا الحيوية والعلوم البيولوجية في المملكة المتحدة، ونشر في مجلة فاسيلوجيا النبات .
رشاد اذن الفأر الذي استخدمه الباحثون لإجراء التجارب عليها
يقول الدكتور هايدون: " كنّا نعلم أن إنتاج الإيثيلين يتتبع الدورة النهارية الليلية، لكننا لم نعلم أنه يقوم بالتغذية الإسترجاعية أيضا للمساعدة في تنظيم هذه الدورة".
"هناك شبكة محددة بشكل جيد من بروتينات المستقبِلات receptor وعوامل الإستنساخ التي تتوسط في التراسل بإشارات الاثيلينين في النباتات. ويعزز مسار التراسل بإشارات الإيثيلين هذه الإيقاعات اليومية من خلال العمل على الجينات المنظمة للساعة البايلوجية، GIGANTEA التي تـنظم أيضا من قبل السكر.
"وجدنا أن الإيثيلين خفض الفترة البيولوجية، ولكن هذا التأثير كان ممنوعاً من قبل السكر".
الساعات الأخرى
الساعات البايلوجية تنظم دورات ال ٢٤ ساعة للنباتات، ولكن الدكتور هايدون يقول هناك "ساعات" أخرى تستجيب لمقاييس زمانية أطول، كالدورات الموسمية، وعمليات الشيخوخة طويلة المدى هذه والتي تتأثر بشدة بالإثيلين، يمكن أن تكون متأثرة بالإضطرابات التي تحدث للساعات البيولوجية.
" بالتلاعب فيها ( الساعات البيلوجية) يمكننا من ضبط تحسين معدلات النمو لتحسين غلة المحاصيل أو العمر الافتراضي"، كما يقول الدكتور هايدون.
"الموز، على سبيل المثال، يجنى وهو لا يزال أخضراً للحد من الأضرار أثناء النقل ومن ثم يتم شحنه الى جميع أنحاء العالم. وبمجرد وصوله إلى وجهته، غالبا ما يتم رشه بغاز الإثيلين لإنضاجه.
"لقد أظهرت الأبحاث السابقة أن الخضار والفواكه تعتمد على ساعاتها البيولوجية حتى بعد الحصاد"، يقول الدكتور هايدون.
لذلك هذا يثير تساؤلاً، هل يجب علينا تخزين الفواكه والخضار في الثلاجة، أو هل يجب علينا أن نسمح لها ان تستمر في دوراتها الليلية النهارية الطبيعية على طاولة المطبخ؟
نصيحة الدكتور هايدون هي ترك الفواكه والخضار خارج الثلاجة.
"حتى بعد قطعها، لا تزال الخضار خلايا نباتية حية. ومن الأفضل الاحتفاظ بها طازجة وقريبة من بيئتها الطبيعية قدر الإمكان. "
ليست هناك تعليقات:
إرسال تعليق