مثل البشر والحيوانات، وتواجه النباتات أيضًا تحدي تغير المناخ. مع ارتفاع درجات الحرارة وجفاف المناخ، تبحث النباتات عن طرق للتكيف مع هذه الظروف القاسية الجديدة. أ الأبحاث المنشورة في العالم تغير الأحياء كشفت دراسة أجراها فريق من جامعة ليفربول وجامعة سيراكيوز في الولايات المتحدة، كيف تقوم النباتات بتعديل الحمض النووي الخاص بها من أجل البقاء في بيئة متغيرة.
على مدى السنوات الخمس عشرة الماضية، قام الباحثون بفحص كيفية استجابة مجموعة من أنواع النباتات في الأراضي العشبية بالقرب من بوكستون بالمملكة المتحدة للأحداث الجوية المتطرفة، مثل الجفاف الشديد y هطول أمطار غزيرة. وكانت النتائج مفاجئة: فقد أدت هذه الظروف المتغيرة إلى إحداث تغييرات جينية في النباتات، وهي الظاهرة التي أطلق عليها العلماء "الإنقاذ التطوري".
سلط الدكتور راج ويتلوك، أستاذ علم البيئة في معهد الأحياء التكاملي بجامعة ليفربول، الضوء على حقيقة مفادها أن النباتات يمكن أن تظهر تغيرات في التنوع الجيني وفي مثل هذه الفترة القصيرة، يعد هذا اكتشافًا مذهلاً، نظرًا للاعتقاد السائد بأن النباتات تحتاج إلى وقت أطول بكثير للتكيف مع التغيرات المناخية. وقد يفسر هذا قدرة الأنواع المدروسة على النمو في ظل الظروف البيئية الصعبة. وفي هذا السياق، من المهم أن نفهم كيف تتكيف النباتات مع تغير المناخ.
تم إجراء البحث في مختبر بوكستون لتأثيرات تغير المناخ (BCCIL)، حيث تم التلاعب بالمناخ تجريبياً منذ عام 1993 لمراقبة كيفية استجابة النباتات لمثل هذه التغيرات.
وعلى الرغم من النتائج الرائعة، لا يزال تغير المناخ يشكل تحديًا هائلاً لمعظم أنواع النباتات في العالم. ويجب عليهم جميعًا التكيف مع المناخ المتغير باستمرار. تستخدم النباتات، في مواجهتها لدرجات الحرارة المرتفعة، والملوحة، والجفاف لفترات طويلة، وغيرها من الضغوط، مجموعة متنوعة من الآليات لضمان بقائها، وهي حقيقة يمكن ملاحظتها أيضًا في النظم البيئية المتوسطية، والتي هي عرضة للخطر بشكل خاص.
تشمل الآليات التي تستخدمها النباتات للتكيف تعديلات في نموها وأيضها وتنظيم الثغور، المسامات التي تسمح بتبادل الغازات والماء، والتغيرات في التعبير عن الجينات التي تشفر البروتينات الواقية والمضادة للأكسدة. ولكل من هذه الآليات تأثير محدد على الوظائف الحيوية للنباتات، وهي ضرورية لبقائها في ظل الظروف المعاكسة.
وقد تم التعرف مؤخرا على ما يلي: عوامل درجة الحرية الدائرية (CDFs)، وهي مجموعة من عوامل النسخ الأساسية التي تنظم استجابات النبات لمختلف ظروف الإجهاد غير الحيوية. وتؤثر هذه العوامل على جوانب أساسية مثل وقت الإزهار ونمو الجذور، فضلاً عن تحمل أنواع مختلفة من الضغوط البيئية. تشير الأبحاث الحديثة إلى أن وظائف CDFs محفوظة في الأنواع الأخرى، بما في ذلك المحاصيل ذات الأهمية الزراعية. هذا أمر ضروري لفهم تكيف النبات مع تغير المناخ.
التكيف مع الضغوط البيئية
تتعرض النباتات لسلسلة من الضغوط البيئية التي زادت وتيرة وشدة بسبب تغير المناخ. ال sequíaعلى سبيل المثال، يعد التلوث أحد العوامل الأكثر تأثيرًا على نمو النبات. عندما تكون ظروف الجفاف شديدة، يجب على النباتات إغلاق ثغورها لتقليل فقدان المياه، مما يحد بدوره من قدرتها على عملية التمثيل الضوئي.
ومع ذلك، فإن إغلاق الثغور يمكن أن يكون ضارًا إذا كانت درجات الحرارة مرتفعة. تمكنت دراسة حديثة من تحديد آلية جزيئية تتحكم في فتح وإغلاق الثغور، مما يساعد النباتات على تحقيق التوازن بين النتح والحفاظ على المياه. يعد نظام الإشارة هذا حيويًا للنباتات التي تواجه ظروفًا قاسية ويسمح لها بالاستجابة بسرعة وكفاءة للتغيرات في بيئتها. لمعرفة المزيد عن كيفية بقاء النباتات على قيد الحياة في الظروف القاسية، يمكنك الاطلاع على مقالتنا حول بقاء النباتات في الصحراء.
علاوة على ذلك، عندما تتعرض النباتات للإجهاد، الذاكرة فوق الجينية يتيح لهم تذكر هذه الظروف والتصرف بشكل أكثر فعالية في المستقبل. يمكن أن تنتقل هذه الذاكرة إلى الأبناء، مما يزيد من فرصة البقاء على قيد الحياة في بيئة متغيرة. أظهرت دراسات حديثة أن الأشجار قادرة على تذكر فترات الحرارة أو الجفاف الماضية، مما يؤثر على قدرتها على التعامل مع فترات جديدة من التوتر.
تستخدم النباتات عدة الآليات البيوكيميائية والفسيولوجية للحفاظ على نموها وحماية سلامة خلاياها ضد الظروف غير المواتية. يتم تنظيم هذه الآليات عادة من خلال مجموعة واسعة من جينات الاستجابة للإجهاد وشبكات معقدة من عوامل النسخ. وأظهرت الأبحاث أن تركيزات الهرمونات النباتية، مثل حمض الأبسيسيك وحمض الساليسيليك، لها أهمية بالغة في تنظيم هذه الاستجابات التكيفية، مما يسمح للنباتات بالاستجابة في الوقت الحقيقي للتغيرات البيئية التي تؤثر عليها.
إن فهم كيفية تكيف النباتات مع تغير المناخ أمر ضروري أيضًا لتطوير استراتيجيات لضمان بقائها على المدى الطويل وتحسين الإنتاج الزراعي. يجب أن تكون أصناف المحاصيل الجديدة أكثر قدرة على الصمود في وجه الظروف الجوية القاسية لضمان الأمن الغذائي في المستقبل، كما هو موضح في المقال الزراعة المحافظة كممارسة لمكافحة تغير المناخ.
ومع ذلك، فإن التكيف النباتي لا يحدث في عزلة. هو تغير المناخ وهو يؤثر على النظم البيئية ككل، مما يؤثر بدوره على تنوع الأنواع وقدرتها على الصمود. ومن ثم، فمن الضروري أن نأخذ في الاعتبار التأثير المشترك لتغير المناخ والنشاط البشري على التنوع البيولوجي وعلى قدرة النباتات على التكيف مع هذه التحديات الجديدة.
تتمتع النباتات بقدرة هائلة على التكيف، ولكن التغيرات السريعة في المناخ وعوامل أخرى تشكل تهديدًا مستمرًا. ومن الضروري مواصلة البحث وفهم كيفية استجابة النباتات لهذه التغيرات، وكيف يمكننا مساعدتها على التكيف، ليس فقط من أجل بقائها ولكن أيضًا من أجل رفاهية كوكبنا.
