قام باحثون بحل لغز يمكن أن يساعد في تحقيق كامل إمكانات العشب الصناعي كمحصول منخفض التكلفة ومستدام للوقود الحيوي والحد من اعتمادنا على الوقود الأحفوري.
من بين الميزات الجذابة لعشبة التبديل أنها معمرة وقليلة الصيانة وموطنها الأصلي شرق الولايات المتحدة، بما في ذلك ميشيجان، لكن لها أيضًا سلوكًا غريبًا يعمل ضدها أحبط الباحثين – على الأقل حتى الآن.
كشف فريق بيركلي ووكر في قسم بيولوجيا النبات في جامعة ولاية ميشيجان عن سبب توقف عشب التبديل عن إجراء عملية التمثيل الضوئي في منتصف الصيف – موسم النمو – مما يحد من كمية الوقود الحيوي التي ينتجها.
هذه النتائج، التي نُشرت في مجلة Frontiers in Plant Science، هي قطعة أساسية للتغلب على هذا الانحراف وتحقيق أقصى استفادة من التبديل.
قال ماوريسيو تيجيرا نيفيس، باحث ما بعد الدكتوراه والمؤلف الرئيسي لدراسة الفريق: “نريد محطات أكبر، حتى تكون قادرة على كسر هذا ورفع هذا القيد، هذا هو الهدف”.
اكتشف Tejera-Nieves و Walker وزملاؤهم تفسير هذا القيد في جذور التبديل.
هذه هياكل صغيرة متشابكة تعيش تحت الأرض بين جذور النبات. إذا كنت قد قطعت الزنجبيل إلى شرائح أو تمزيقه ، فلديك جذور.
تقوم الجذور بتخزين الطعام على شكل نشا لمساعدة النباتات على البقاء على قيد الحياة في فصل الشتاء ، ويتكون هذا النشا من السكريات الناتجة عنه.
بمجرد أن تمتلئ جذور الحشائش بالنشا، فإنها تشير إلى النبات للتوقف عن صنع السكريات وإضافة الكتلة الحيوية من خلال عملية التمثيل الضوئي.
قارن Tejera-Nieves الجذور بالبنك ، وإن كان غير عادي إلى حد ما، “تخيل أنك تلقيت مكالمة من البنك الذي تتعامل معه ويقولون لك ،” مرحبًا ، حسابك ممتلئ، يمكنك أن تأخذ إجازة، وتذهب في إجازة ، وتفعل ما تريد، فقط توقف عن العمل لأننا لا نخزن أي أموال أخرى”.
قال تيجيرا نيفيس،”إنها استراتيجية محافظة للغاية ، لكنها استراتيجية تعمل من أجل التبديل، فكلما طالت مدة قيامه بعملية التمثيل الضوئي في الطبيعة، زادت احتمالية أن يأكله حيوان أو أن شيئًا آخر سيئًا سيحدث”.
على الرغم من أن هذه الاستراتيجية التطورية قد عملت لصالح النبات في الطبيعة، إلا أنها تعتبر عيبًا للبشر الذين يرغبون في تخمير الكتلة الحيوية لعشبة التحويل إلى وقود حيوي.
من خلال فهم السبب الجذري لهذا السلوك ، على الرغم من ذلك ، يمكن للباحثين البدء في البحث عن طرق للتغلب عليه.
قال ووكر ، الأستاذ المساعد في كلية العلوم الطبيعية والذي يعمل أيضًا في مختبر أبحاث الطاقة بجامعة ولاية ميشيجان: “يمكننا الآن البدء في البحث عن حلول تربية”، “يمكننا البدء في البحث عن النباتات التي لديها شهية لا تشبع لعملية التمثيل الضوئي.”
