الكشف عن تأثير الجفاف على النباتات بتقنيات سهلة الاستخدام وغير مكلفة

يؤدي تغير المناخ إلى تفاقم تأثير الجفاف على جميع النظم البيئية النباتية في جميع أنحاء العالم.

على الرغم من تطوير أدوات جديدة لاكتشاف وتقييم إجهاد الجفاف في النباتات – تقنيات النسخ أو التمثيل الغذائي، وما إلى ذلك – إلا أنها لا تزال صعبة التطبيق في النظم البيئية الطبيعية، وخاصة في المناطق النائية والبلدان النامية.

الآن، تقدم دراسة نُشرت في مجلة Trends in Plant Science مجموعة من التقنيات التي تمكن الباحثين من اكتشاف الإجهاد الناتج عن الجفاف ومراقبته.

في النباتات بطريقة رخيصة وسهلة وسريعة، مؤلفو الدراسة هم الخبيران سيرجي موني بوش وسابينا فيلاادانجوس، من كلية الأحياء ومعهد أبحاث التنوع البيولوجي (IRBio) بجامعة برشلونة.

محاربة اثر الجفاف على النباتات

تتراوح التقنيات المتاحة لكشف ورصد آثار إجهاد الجفاف في النباتات من تدابير بسيطة للغاية وغير مكلفة (النمو أو تحليل المحتوى المائي النسبي) إلى مناهج أكثر تعقيدًا وتكلفة تقنيات omics.

يوضح الأستاذ في جامعة بافالو سيرجي موني بوش، الأستاذ في قسم علم الأحياء التطوري والبيئة والعلوم البيئية، أن هذه التقنيات المبتكرة “وفرت فرصًا جديدة لاكتشاف الإجهاد الناتج عن الجفاف ومراقبته، لكن تكلفتها تولد عدم المساواة في جميع أنحاء العالم”.

وأضاف، “لسوء الحظ، يتأثر العالم بأسره اليوم بنقص الموارد المائية، لا سيما في سياق تغير المناخ الحالي الذي نشهده، ولسوء الحظ، فإن البلدان ذات الموارد الاقتصادية الأقل ليست استثناءً، وينبغي ألا يغيب عن الأذهان أن معظم من أفقر البلدان تقع في أفريقيا، وهي موطن لأكبر المناطق القاحلة وشبه القاحلة في العالم “.

المعامل بالمعدات الأساسية

تستجيب الدراسة للحاجة إلى إنشاء بروتوكولات فعالة ومنخفضة التكلفة لاكتشاف ودراسة كيفية تأثير الجفاف على النباتات بسهولة، على وجه التحديد، يقدم المؤلفون مجموعة من التقنيات التي يمكن الوصول إليها بسهولة والتي يمكن تطبيقها باستخدام معدات المختبرات الأساسية: التوازن الدقيق، المجهر، الطرد المركزي، مقياس الطيف الضوئي، الفرن ، الكاميرا والكمبيوتر.

يمكن لهذه المختبرات تحليل معايير مختلفة لمعدلات النمو ومحتوى ماء الأوراق والأصباغ وصلاحية الأوراق باستخدام اختبار التترازوليوم، وهو مركب عضوي غير متجانس تم استخدامه تقليديًا في دراسات فسيولوجيا النبات.

حسب قول موني بوش”باستخدام هذه المؤشرات ، يمكننا الحصول على صورة كاملة للأنواع الأكثر تكيفًا مع مناخ معين، أو كيف يستجيب محصول معين للظروف المتغيرة في منطقة معينة في السياق الحالي لتغير المناخ”.

يقول الباحث “كل هذه الإجراءات سهلة التنفيذ. بالإضافة إلى ذلك، يمكن تجميع فريق متخصص في وقت قصير جدًا لتطوير التدابير بسرعة وكفاءة، ويمكن تنفيذها بتكلفة منخفضة جدًا، لذا فهي نهج قابلة للتطبيق في جميع أنحاء العالم”.

العودة الكلاسيكية

في دراسة ثانية في نفس المجلة، سلط الفريق الضوء على استخدام اختبار التيرازوليوم كأسلوب مفيد وسهل التطبيق لتقييم آثار إجهاد الجفاف على النباتات، “هذا الاختبار لا يسمح لنا فقط باكتشاف ما إذا كانت الخلية أو الأنسجة أو العضو على قيد الحياة أو ميتة، ولكنه أيضًا مؤشر ممتاز على طول العمر؛ بمعنى آخر، إنه أداة علمية تسمح لنا بالتنبؤ بطول عمر النبات وكم سيعيش، يمكن أن يكون هذا مفيدًا بشكل خاص لإدارة التنوع البيولوجي وبرامج الحفظ ، خاصة في السياق الحالي لتغير المناخ”، كما يقول الباحث.

كما يقول موني بوش، يحفز تأثير تغير المناخ البحث في كيفية تكيف النباتات مع الظروف البيئية الجديدة، “أكثر من مجرد حافز، هذه ضرورة، يحتاج البشر إلى التكيف مع تغير المناخ، وسوف يفعلون ذلك دائمًا بشكل أفضل جنبًا إلى جنب مع الطبيعة، والاندماج معها، وللقيام بذلك، من الضروري معرفة النظم البيئية وجميع الكائنات الحية التي تشكل جزءًا منها ، بما في ذلك النباتات”.

كما تشير الباحثة في جامعة بافالو سابينا فييادانجوس” إن تصميم وتنفيذ الأدوات العلمية عالية الجودة هو تحديد لإنشاء خطط إدارة والحفاظ على التنوع البيولوجي في جميع أنحاء العالم.

“تساهم هذه الدراسة في فهم أفضل لاستجابة النباتات للجفاف في سياق تغير المناخ ، بالإضافة إلى أنها يمكن أن تكون مفيدة لبرامج إدارة التنوع البيولوجي” .

تسهل الدراسة أيضًا تنفيذ هذه التدابير في جميع أنحاء العالم، ويخلص سيرجي موني بوش إلى أنه “من الضروري أن نضع في اعتبارنا أنه إذا لم تنسق جميع البلدان في مواجهة التغييرات المتوقعة، فإن آثار التغيير العالمي ستكون مدمرة”.