النباتات تتحدى تغير المناخ من خلال التأقلم

لقد برز تغير المناخ كتحد هائل للحياة النباتية على الأرض، فالتغيرات في البيئة، التي لم تعتد عليها النباتات، تعطل نموها، وتشكل مخاطر جسيمة.

ويسعى علماء النبات بشكل متزايد إلى فهم كيفية تأثير هذه التغيرات البيئية على حياة النبات وما إذا كانت النباتات قادرة على التكيف مع الوضع الراهن الجديد.

تكيفات أشجار البتولا الورقية

لقد وضع فريق من الباحثين من مختبر ووكر في مختبر أبحاث النباتات التابع لوزارة الطاقة الأمريكية بجامعة ولاية ميشيجان، أو PRL، أنظارهم على كيفية تكيف أشجار البتولا الورقية مع البيئات المتغيرة.

وهم حريصون على فهم إدارة عملية نباتية مهمة تُعرف باسم التنفس الضوئي.

“إذا كان التمثيل الغذائي للنبات عبارة عن نظام طريق سريع، فإن التنفس الضوئي سيكون ثاني أكثر الطرق ازدحامًا”، كما أشار بيركلي ووكر، الأستاذ المشارك في قسم علم الأحياء النباتية في مختبر البحوث النباتية.

السؤال هو ما إذا كانت الطرق في هذا المسار الحيوي قادرة على التعامل مع كل هذا المرور في ظل الظروف المناخية الحالية والمتوقعة .

التأقلم عند الإنسان والنبات

يشير مصطلح التأقلم إلى تكيف الكائنات الحية مع الظروف المتغيرة، ففي البشر، نتأقلم عندما نتكيف مع الطقس البارد في الشتاء أو أثناء التعود على وظيفة جديدة.

ومع ذلك، يجب على النباتات أن تتأقلم أيضًا، وهو أمر معقد بسبب حقيقة أن زيادة ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي والاحتباس الحراري العالمي لهما تأثيرات متناقضة على عملية التمثيل الضوئي والتنفس الضوئي.

مع ارتفاع درجات الحرارة، ترتفع أيضًا عملية التنفس الضوئي، ولكن عندما ترتفع مستويات ثاني أكسيد الكربون، تنخفض عملية التنفس الضوئي، وقد يؤدي هذا التفاعل إلى تعديل كفاءة عملية التنفس الضوئي.

استجابة شجرة البتولا الورقية للمناخ

وفي دراسة نشرت في مجلة “ساينتفيك ريبورتس”، قام فريق البحث بفحص ما إذا كانت أشجار البتولا الورقية تعدل نشاط إنزيمات التنفس الضوئي في ظل ظروف بيئية مختلفة .

تم اختيار أشجار البتولا الورقية لأنها تعيش في مناطق الغابات الشمالية الواقعة في أقصى الأجزاء الشمالية من الكوكب، والتي من المتوقع أن تكون من بين النظم البيئية الأكثر تضررا بتغير المناخ.

وعكست ظروف النمو التجريبية سيناريوهات تغير المناخ الحالية والمعتدلة والمتطرفة في مناطق الغابات الشمالية، كما حددتها الهيئة الحكومية الدولية المعنية بتغير المناخ.

وفي كل سيناريو، قام الباحثون بتعديل تركيز ثاني أكسيد الكربون وزيادة درجات حرارة الهواء في مجموعات مختلفة.

قال لوك جريجوري، طالب الدراسات العليا السابق في مختبر ووكر والمؤلف الأول للدراسة: “استكشفت هذه الدراسة ما إذا كانت النباتات تضبط قدرتها الإنزيمية بناءً على الطلب أو ما إذا كانت تحتفظ بمخزن مؤقت، بحيث يكون لديها سعة إضافية احتياطية للتعامل مع التغييرات غير المتوقعة”.

نمو النبات في ظل المناخ المتغير

قام باحثون في مختبر البروفيسور دانييل واي بزراعة الأشجار المستخدمة في الدراسة من بذور في جامعة ويسترن أونتاريو .

وقد استخدموا جهاز بايوترون التابع للجامعة، وهو منشأة بحثية قادرة على محاكاة أي مناخ على وجه الأرض تقريبًا.

ومما يثير الدهشة، أن الخبراء وجدوا أن الأشجار لم تزيد من قدرتها على إنتاج الإنزيمات اعتمادًا على المناخ الذي نمت فيه، وبدلاً من ذلك، حافظت على قدرات مماثلة في جميع السيناريوهات المناخية المستقبلية الستة.

كما أن قدرات الإنزيمات المقاسة كانت أكثر من كافية للمسار التنفسي الضوئي، مما يعني أن الأشجار كانت مستعدة للنمو حتى في ظل الظروف المتغيرة.

قدرة النبات على التكيف مع المناخات المتغيرة

وسلط جريجوري الضوء على اكتشاف مثير للاهتمام: النباتات لديها “عامل أمان” أو قدرة عازلة تمكنها من التعامل مع التغيرات المختلفة، سواء في ظل الظروف الحالية أو المعتدلة أو القاسية.

ويمنح هذا الاكتشاف بصيص أمل في أن تمتلك النباتات آلية مدمجة قد تساعدها على البقاء على قيد الحياة في مواجهة التأثيرات السلبية لتغير المناخ، على الأقل فيما يتعلق بعملية التنفس الضوئي.

ومع ذلك، فإن هذا البحث ما هو إلا جزء واحد من اللغز الأكبر في فهم كيفية تأثر عملية التنفس الضوئي بتغير المناخ الناجم عن أنشطة الإنسان، وكيف سيستمر هذا التأثر.

قدرة النبات على الصمود في مواجهة تغير المناخ

“من المهم أن نفهم كيف تستجيب النباتات للظروف الحالية والظروف المستقبلية لأننا نحتاج إليها في حياتنا”، قال جريجوري.

والسؤال عما إذا كانت النباتات قادرة على التأقلم أو التكيف على مدى أجيال مع هذه البيئات المتغيرة هو سؤال ذو صلة، لأنها تزودنا بالأكسجين والغذاء والطاقة.

تفتح هذه الدراسة نافذة جديدة لتقدير وفهم قدرة النبات على الصمود في مواجهة التحديات المستمرة التي يفرضها تغير المناخ.

المصدر : المستقبل الاخضر