كيف تتحكم النباتات بدقة في تكوين الأوراق والزهور عبر “لعبة الهرمونات”

كشفت دراسة علمية حديثة عن آلية دقيقة تمكّن النباتات من تنسيق تكوين ونمو أوراقها وأزهارها وثمارها، عبر تفاعل معقد بين هرمونين رئيسيين يتحكمان في مراحل النمو المختلفة.

وأوضحت الدراسة، التي أجراها فريق بحثي من الجامعة العبرية في القدس ونُشرت في دورية “Development“، أن نبات الطماطم يعتمد على هرمون الأوكسين لتحديد أماكن تكوين الوريقات الجديدة، ثم تحفيز نموها لاحقًا، لكن بآلية أكثر تعقيدًا مما كان يُعتقد سابقًا.

وبيّنت النتائج أن الأوكسين لا يعمل بمفرده، بل يتفاعل مع هرمون آخر هو الجبريلين، في علاقة ديناميكية تعتمد على توقيت الإشارة الهرمونية.
ففي المرحلة الأولى، يؤدي ارتفاع الأوكسين لفترة قصيرة إلى خفض مستويات الجبريلين في نقاط محددة من الورقة، ما يسمح ببدء تكوين وريقة جديدة.

أما في المرحلة الثانية، فعند استمرار تأثير الأوكسين، تنعكس العملية، حيث ترتفع مستويات الجبريلين مجددًا، ما يدفع إلى توسع الوريقات ونموها الكامل.

واعتمد الباحثون على تحليل جيني وتجارب مخبرية على نباتات معدلة وراثيًا، حيث رصدوا التغيرات في نشاط الجينات المسؤولة عن إنتاج وتكسير الجبريلين.
وتبيّن أن الجينات التي تقلل هذا الهرمون تنشط تحديدًا في مواقع بدء الوريقات، بينما تنشط الجينات المنتجة له في المناطق التي تشهد نموًا واتساعًا.

كما أظهرت التجارب أن النباتات التي حافظت على مستويات مرتفعة من الجبريلين أنتجت عددًا أقل من الوريقات، في حين أدى خفضه في مناطق معينة إلى ظهور وريقات إضافية في أماكن غير معتادة.

وتشير هذه النتائج إلى أن التحكم الدقيق في مستويات الجبريلين هو العامل الحاسم في تحديد شكل الورقة وعدد أجزائها، ما يعكس نظامًا متوازنًا بين الإشارات الهرمونية يضمن النمو المنظم.

ولم تقتصر أهمية هذه الآلية على أوراق الطماطم فقط، إذ رجّح الباحثون أن نفس النمط قد ينطبق على تكوين الأزهار والجذور في نباتات أخرى، ما يشير إلى وجود مبدأ عام يحكم بناء الأعضاء النباتية.

وأكدت الدراسة أن هذا الاكتشاف يغير الفهم التقليدي لدور الأوكسين، الذي كان يُنظر إليه على أنه محفز مباشر لإنتاج الجبريلين، بينما يتضح الآن أنه قد يخفضه أولًا قبل أن يعيد رفعه لاحقًا وفقًا لمرحلة النمو.

ورغم هذه النتائج، لا تزال بعض الأسئلة قائمة، خاصة فيما يتعلق بكيفية انتقال الجبريلين داخل النبات، ودوره في التحكم بسرعة نضج الأوراق بشكل عام.

ويرى الباحثون أن فهم هذه الآلية قد يفتح آفاقًا جديدة في تحسين المحاصيل الزراعية، من خلال التحكم في شكل الأوراق وتفرعات النباتات، بما يعزز الإنتاجية الزراعية ويخدم أهداف الاستدامة.