٩ يناير ٢٠١٨
المترجم : ابو طه/ عدنان احمد الحاجي
المقالة رقم ٢٧ لسنة ٢٠١٨
التصنيف : ابحاث النباتات
Seeing in the dark: how plant roots perceive water through growth
Tuesday, January 09, 2018
بدون عيون أو آذان أو جهاز عصبي مركزي، يمكن للنباتات ان تستكشف اتجاه الإشارات البيئية والاستجابة لها لضمان بقائها على قيد الحياة.
.png?itok=xIJUhMxp)
على سبيل المثال، الجذور تحتاج إلى أن تمتد من خلال متاهة من الشقوق والزوايا في التربة بإتجاه مصادر المياه والمواد المغذية. إن الطرق المختلفة التي توجه بها النباتات هذا التفرع ( في الجذور) للاستفادة من بيئتها هي ذات أهمية كبيرة للعلماء والاستخدام المحتمل من قبل المزارعين الذين يحتاجون إلى المحاصيل التي تنتج المزيد من الأغذية بموارد أقل.
وقد قضى عالم الأحياء في جامعة كارنيجي وجامعة ستانفورد خوسيه دينيني سنوات في دراسة كيف يستجيب نمو الجذر للماء، وخاصة من خلال ظاهرة تسمى التنميط المائي (هيدروباترنينغ hydropatterning) ، مما يسمح للنباتات بتحسين التفرع الجذري لتحقيق اعلى حد ممكن من امتصاص الماء.
تماما مثلما تتفرع النباتات فوق الأرض للوصول إلى أشعة الشمس، جذور النباتات تشكل شبكة متفرعة تحت الأرض ، مع جذور جانبية تنمو من المحور الرئيسي. هيكل شبكات نظام الجذور ينبغي ان تنظم بطرق تحسن من البحث عن التربة، في حين تحد من التوسع في المناطق التي تفتقر الى الماء.
يقول دينيني: "كنا نعلم أن النباتات تقوم بذلك -وهو التفرع بإتجاه الماء -ولكن لا نعرف آلية كيف يستكشف النبات ويستجيب لهذه الإشارة البيئية."
دينيني وطالب الدراسات العليا في استانفورد نيل روبينز الثاني باشرا بالتعرف على ما إذا كانت قدرة جذور النبات الملاحظ على تشجيع التفرع نحو التربة الرطبة وتثبيط التفرع في التربة الجافة يتم ترجمته إلى أي جزء من الجذر، أو يجري تقاسمه من قبل هيكل الجذر كله.
يقول دينيني: "من خلال معرفة أين يبصر الجذر الماء ، قد نحصل على أدلة حول كيف يقوم النبات بأداء هذه المهمة الملحوظة".
باستخدام كل من منهجي التسليخ الدقيق microdissection والنمذجة الرياضية، وجد الباحثون أن رأس الجذر، حيث يدفع توسع الخلايا بالنمو، قادراً على إستكشاف والرد على اشارات الرطوبة بشكل فريد عن طريق تشكيل الاتجاه الذي تتجه اليه فروع الجذور في التربة. وأظهر استخدام النمذجة الرياضية أن استكشاف الماء كما لوحظ من حركة الماء إلى الجذر تتأثر بشكل كبير بمعدل نمو الجذر.
وعلق المؤلف الرئيسي للورقة روبنز قائلا: "عندما يتباطأ نمو الجذور، تتضاءل قدرة الجذر على الاستجابة لإتجاه الماء بقوة. ويشير هذا العمل إلى أن العملية النشطة لامتصاص الماء من الجذر ضرورية لمعرفة مكان الماء في مياه التربة والاستجابة تنمويا لهذا الإشارة البيئية الرئيسية. "
لوضع هذا العمل في السياق، من المهم أن ندرك أن القليل يُعرف حول كيف تبصر النباتات وفرة المياه في البيئة، وقد ركز البحث في معظمه على وقائع الإشارات التي تحدث على المستوى الخليوي.
وقال دينينى "يبدو ان النبات يرى اتجاه الماء فقط عندما يحاول امتصاصه من البيئة". "عندما لا يدفع توسع الخلايا بالنمو، فإن القدرة على رؤية اتجاه الماء تنخفض، والجذر إما لا يمكنه ان يرى الماء أو لا يولي عناية بمكان الماء ويبدأ بصنع فروع في كل اتجاه".
باستخدام تدفق الماء كمقياس رئيسي على وفرة الماء قد يوفر طريقة مهمة يمكن للنبات من خلالها تحويل الصورة الخارجية لمكان وجود الماء في التربة إلى نمط بيوفيزيائي biophysical داخلي يمكن أن تفسره النباتات. معرفة كيف يلائم النباتات هذه العملية بنحو امثل مع بيئة تربة معينة قد تمكن من إنتاج مزيد من النباتات الموفرة للماء. عندما يتعلق الأمر بأهمية الماء للنباتات، فالصورة قد تُعتبر بألف كلمة.
المصدر:
للمواضيع المترجمة السابقة يرجى زيارة المدونة على هذا العنوان؛
https://adnan-alhajji.blogspot.com/?m=1
ليست هناك تعليقات:
إرسال تعليق