أثر الجاذبية على النبات

زائر

أثر الجاذبية على النبات

موسى ديب الخوري

لقد أجريت تجارب كثيرة على النباتات في الفضاء, فهل سمحت بفهم آلية تأثر النباتات بالجاذبية الأرضية؟

تخضع النباتات في وسطها الطبيعي لمعاملات فيزيائية كثيرة، كالضوء والحرارة. وتؤثر الجاذبية على جذور النباتات بشكل خاص فتشدها باتجاهها. ودراسة هذه الخاصية صعب بسبب التغيير الطفيف للجاذبية الأرضية على الأرض. وقد أمكن خلال السنوات الماضية فضل التجارب الفضائية دراسة أثر الجاذبية على تطور النباتات. وأدت التجارب إلى اقتراح نموذج لعمل الخلايا الحساسة للجاذبية. فعندما يوضع جذر أفقياً في حقل الجاذبية الأرضية فإن طرفه ينحني نحو الأسفل ليعود إلى اتجاه نموه الطبيعي. وهذا ما يدعى بالنمو الجاذبي. وهذا النمو يتوقف إذا نزعنا رأس الجذر حيث تتوضع الخلايا الحساسة للجاذبية. وقد عُرفت هذه الخلايا منذ بداية هذا القرن بعد أن لاحظ العملاء ترسب عضويات كبيرة فيها بفعل الجاذبية. وبحسب النظرية السائدة فإن التأثر بالجاذبية يجب أن يظهر من خلال تغير في التوجه من خلال مقدرة النبتة على نقل هذه المعلومات إلى منطقة يتم فيها الانحناء الجذري. ويتم ذلك عبر عدة مراحل. أولها ادراك الجذر لتغير اتجاه الجاذبية، ثم ترجمة الإشارة، أي تحويل الفعل الآلي (وهو ضغط العضويات المترسبة على سطح حساس في الخلية) إلى معامل كيميائي حيوي. ثم نقل الإشارة فيما بعد. وتنتقل الإشارة القادمة من رأس الجذر حيث يتم الادراك والترجمة إلى موقع التأثر الذي يبعد ثلاثة مليمترات عن الرأس. ثم ينشأ الإنحناء الجاذبي عن انكسار التناظر في نمو الأجزاء العليا والدنيا من الجذور حيث يمكن دراسة طول الخلايا في المواضع القريبة من الرأس بواسطة المجهر. وقد أثبت العلماء منذ نمو عقدين لآن الانحناء الجاذبي يحرض انتقال كابح للنمو من رأس الجذر باتجاه منطقة الاستطالة والنمو. ويكون توزع هذا الكابح متناظراً في الوضع الطبيعي الشاقولي.. وفي هذه الحالة تكون العضويات الجاذبة واسمها أميلوبلاست متوضعة قرب الجدار الخلوي الأبعد عن النسيج الإنشائي في مؤخرة رأس الجذر. وفي عام 1990 درس العلماء أسباب هذا التوزع بمساعدة مخدر يخلخل تشكل ألياف الأكتين التي تؤلف جزءاً من هيكل الخلايا. وبينت التجربة أن ألياف الأكتين هي التي تمسك بالأميلوبلاست وبالتالي تلعب دوراً في توجه وانحناء الجذر. وهكذا افترض العلماء وجود ضغط على بنية حساسة على الجدار الطولي لخلايا يكون المسؤول عن تمثل الانحناء الجاذبي. وبسبب العلاقة بين الاميلوبلاست أو العضويات الجاذبة والشبكة البلازمية التي تمسكها افترض العلماء أن هذه الشبكة تلعب دور المساحة الحساسة للضغط.

هل أثبتت التجارب الفضائية هذه الفرضية؟

يمكن تقليص الجاذبية الأرضية في الأقمار الصنعية إلى حدودها الدنيا. وهكذا تمت تجارب فضائية لمقارنة نمو الجذور المزروعة في ظروف انعدام الجاذبية وتلك التي تمثل مشاهد الاختبار، بحيث يمكن تمييز الآثار التي تسببها الجاذبية الأرضية بفضل جذب مركزي. وتبين أن النمو الجذري يكون أضعف في حال انعدام الجاذبية. ولوحظ أن النواة تبتعد قليلاً في الخلايا الرأسية عن موقعها مما يعني أن شبكة ألياف الأكتين التي تثبتها تفككت بانعدام الجاذبية. كما لوحظ عند وضع خلية من شاهد الاختبار في وضع انعدام الجاذبية بشكل أفقي بالنسبة لمحور الجذب في الفضاء لمدة 15 دقيقة ظهر انحناء واضح في النمو خلال الساعات التالية. وهذا يعني أن ترجمة إشارة الجاذبية تمت بشكل صحيح في حين أن الأميلو بلاست القريبة من النواة بمعظمها والتي انتقلت باتجاه الجدار الطولاني لم تكن أبداً متصلة مع الشبكة البلازمية بل على السيتوجيل، وهو شريط سيتوبلازمي ذو لزوجة عالية ويشتمل على شبكة من ألياف الأكتين. وتبين الدراسات أن هناك آلية تحد من انحناء الجذور على الأرض في حين أنها تتوقف عن العمل مع انعدام الجاذبية. وهذا يفترض أن درجة انحناء الجذور هي نتيجة قوتين متعارضتين ومتتاليتين إحداهما تحرض رد فعل الانحناء الجاذبي والأخرى تعدمه.

أثر الجاذبية على النبات

أثر الجاذبية على النبات :: تعاليق

أثر الجاذبية على النبات

مواضيع مماثلة

مواضيع مماثلة