طريقة الطبيعة السرية في تكوين أوراق النباتات – ترجمة عدنان أحمد الحاجي

الطريقة السرية التي تستخدمها الطبيعة في تكوين أشكال أوراق نباتات متنوعة نراها في كل مكان حولنا تم الكشف عنها، (دراسة ١).

ويأتي هذا الاكتشاف في دراسة للنبات حامول الماء (أو العشبة المَثَانية أو الحشيشة المثانيّة، ٢) آكلة اللحوم (بلاديرورت) Utricularia gibba التي طورت أوراقًا غير عادية على شكل كوب مع أبواب مصائد لحبس فرائسها (كالحشرات واليرقات).

فريق من مركز جون إنز Innes لازال يبحث في النباتات المائية كنموذج لفهم المبادئ العامة التي تكون بها النباتات أوراقها.

اكتشفوا في هذه الدراسة أن التحولات البسيطة في نشاط الجينات في برعم الورقة توفر آلية مرنة لكيف يتم تكوين الأوراق من جميع الأشكال والأحجام.

يقول البروفيسور إنريكو كوين من مركز جون إنز: “لقد اكتشفنا مبدأً عاماً يتم بموجبه تشكيل الأوراق من صفائح مسطحة إلى أشكال شبيهة بالإبر وأشكال منحنية”.

لقد وجدنا أن أشكال الأوراق المعقدة للنباتات آكلة اللحوم تطورت من الأنواع ذات الأوراق المسطحة من خلال تحولات بسيطة في نشاط الجينات في برعم الورقة.  ما فاجأنا هو أن هذه الآلية البسيطة يمكن أن تقوم عليها مثل هذا التنوع الواسع من أشكال الأوراق”.

الأبحاث السابقة التي أجراها مختبر البروفيسور كوين تعرفت على مجال قطبي – وهو نوع من بوصلة خليوية مدمجة (جزء لا يتجزء من الورقة) inbuilt – والتي تقوم بتوجيه نمو وتشكل الورقة من صحيفة من الخلايا.

هنا ، في دراسة نشرت في مجلة ساينس Science (١) ، استخدموا التحليل الوراثي (الجيني) الجزيئي ونمذجة حوسبية  لإظهار كيف يتم تشكيل الصفيحة الخليوية في المقام الأول ، والتعرف على المجال القطبي الثاني ونطاقات نشاط الجينات المشاركة في إعداده.

تتكون كل ورقة من أوراق نبات حامول الماء Utibularia gibbaمن عدة أوراق شبيهة بالإبرة بمصيدة.  أظهر تحليلهم أن بدء المصيدة وتطورها يعتمدان على كون نشاط الجينات مقتصرا على منطقة صغيرة.  بدون ذلك تفشل المصيدة في النمو وفقط تتشكل أوراق بشكل يشبه الإبرة .

تقدم الدراسة نموذجًا والذي فيه تؤسس مثل هذه التحولات في نشاط الجينات مجالاً قطبياً يوجه نمو الأنسجة.  معًا تقدم هذه الدراسة شرحًا ميكانيكيًا بسيطًا لأشكال الأوراق المتنوعة وتفسر كيف تطورت الأوراق التي على شكل كوب من أوراق مسطحة.

معظم الأوراق مسطحة حتى تتمكن من حصد  الضوء لتقوم بعملية التمثيل الضوئي.  فلماذا ندرس هذه الأوراق الغريبة التي  على شكل كوب وهي تمثل استثناءات للقاعدة عندما تبحث لإيجاد المبادئ العامة التي تحكم انتاج أوراق النباتات؟

“لو أردت أن تفهم لماذا الماء يغلي عند ١٠٠ درجة مئوية ، فابحث عن الحالات التي لا يحدث فيها هذا الغليان عند هذه الدرجة ، كقمة جبل إفرست حيث يغلي الماء عند درجة حرارة ٧٠ درجة مئوية.  من هنا نتعلم المبدأ العام الذي مفاده أن نقطة الغليان تعتمد على ضغط الهواء.  وبالمثل ، إذا كنت تريد أن تفهم سبب كون معظم الأوراق مسطحة ، يمكنك دراسة الإستثناءات ، كأوراق بعض النباتات آكلة اللحوم التي تشكل أباريق لصيد فرائسها “، كما يوضح البروفيسور كوين.

يعتبر تسطيح الأوراق مهمًا لكيفية حصد النباتات الضوء ، وتوفير الطاقة والطعام الذي يدعم الحياة على هذا الكوكب.  من خلال معرفة مبادئ تكوين الأوراق ، يمكن للباحثين ومربي النباتات تطوير محاصيل أكثر استدامة (للتعريف ، راجع ٣).

https://youtu.be/IwWjdp3N47I

مصادر من داخل وخارج النص: 
١-https://science.sciencemag.org/content/early/2019/11/20/science.aay5433
٢-https://ar.m.wikipedia.org/wiki/حامول_الماء
٣-https://ar.m.wikipedia.org/wiki/زراعة_مستدامة

المصدر الرئيسي:
https://www.jic.ac.uk/press-release/natures-secret-recipe-for-making-leaves/