النباتات تمتلك “منظم حرارة داخلي” يساعد الجذور على النمو في الحر

كشفت دراسة علمية حديثة عن آلية بيولوجية متطورة داخل النباتات تعمل كـ“منظم حرارة داخلي”، تساعد الجذور على الاستمرار في النمو عند ارتفاع درجات الحرارة، وهو اكتشاف قد يحمل أهمية كبيرة لمستقبل الزراعة في ظل التغير المناخي.

فعلى عكس الإنسان، لا تستطيع النباتات الهروب من الحرارة أو البحث عن الظل، بل تعتمد بشكل كامل على قدرتها الداخلية على التكيف، خاصة في الجزء الأكثر أهمية لبقائها: الجذور.

وتلعب الجذور دورًا حيويًا في امتصاص المياه والعناصر الغذائية، ما يجعل استمرار نموها أمرًا حاسمًا، خصوصًا خلال فترات الحرارة الشديدة.

آلية خفية داخل الخلايا

أظهرت الدراسة، التي قادتها الباحثة Lucia Strader من Salk Institute، أن النباتات لا تعتمد فقط على تغيير مستويات الهرمونات، بل تستخدم بروتينات تعمل كمستشعرات دقيقة لدرجة الحرارة داخل الخلايا.

وقد نُشرت نتائج الدراسة في مجلة علمية متخصصة، ما يعزز من أهميتها في الأوساط البحثية والزراعية.

وتستجيب هذه البروتينات مباشرة لتغيرات الحرارة، ما يسمح للنباتات بتعديل نموها بسرعة دون الحاجة إلى إنتاج جزيئات جديدة، وهو ما يوفر الوقت والطاقة.

توازن دقيق في هرمونات النمو

يتمحور هذا النظام حول هرمون “الأوكسين”، الذي يتحكم في نمو النبات وتطور الجذور، لكن تأثيره ليس بسيطًا، إذ إن زيادته أو نقصه قد يؤدي إلى إبطاء النمو.

وتزداد مستويات الأوكسين عادة مع ارتفاع درجات الحرارة، وهو ما يعزز نمو الجذور، لكن في الوقت نفسه قد يعيق تمدد الخلايا، ما يخلق حالة من التوازن المعقد.

بروتينات تعمل كترموستات

الحل يكمن في مجموعة من البروتينات تُعرف باسم “عوامل استجابة الأوكسين” (ARFs)، والتي تتحكم في تشغيل الجينات المرتبطة بالنمو.

فعند درجات الحرارة المنخفضة، تتجمع هذه البروتينات في شكل غير نشط داخل الخلية. ومع ارتفاع الحرارة، تصبح أكثر استقرارًا وتتفكك، ثم تنتقل إلى نواة الخلية لتفعيل الجينات المسؤولة عن النمو.

وقال الباحث Edward Wilkinson ، إن هذه الآلية تسمح للنبات بالاستجابة السريعة للبيئة، عبر تحويل البروتينات الموجودة مسبقًا إلى حالة نشطة، كما وصفت الباحثة Katelyn Sageman-Furnas هذه العملية بأنها “ترموستات داخلي ذكي” ينظم النمو وفقًا لدرجة الحرارة.

أهمية الاكتشاف لمستقبل الزراعة

تكتسب هذه النتائج أهمية متزايدة في ظل تزايد موجات الحر عالميًا، حيث يمكن أن تحدد قدرة الجذور على الاستمرار في النمو مصير المحاصيل الزراعية.

ويساهم فهم هذه الآلية على المستوى الجزيئي في فتح آفاق جديدة لتطوير محاصيل أكثر قدرة على تحمل الحرارة، ما يدعم الأمن الغذائي في المناطق المتأثرة بالتغير المناخي.

وأضافت سترادر أن هذا الاكتشاف يمثل خطوة مهمة لفهم كيفية دمج النباتات بين الإشارات البيئية المختلفة لتنظيم حياتها.

تعاون علمي دولي

جاء هذا الاكتشاف نتيجة تعاون بين فرق بحثية دولية، بما في ذلك دراسة موازية أجريت في الأرجنتين، حيث ساهم التنسيق بين الباحثين في تسريع الوصول إلى النتائج وتبادل الخبرات.

وتؤكد هذه الجهود أن التعاون العلمي أصبح عنصرًا أساسيًا في مواجهة التحديات العالمية، خاصة في مجالات الغذاء والمناخ.