وحدد الباحثون في الدراسة مفاتيح جينية معينة داخل النباتات تؤدي إلى مسارين منفصلين للإشارة، لتوضيح السبب وراء تفاعل النباتات عند لمسها.
وفهم المزيد حول كيفية عمل هذه الآلية يمكن أن يساعد الباحثين في مجموعة متنوعة من المجالات المختلفة، من تحسين صحة النبات إلى الحصول على غلال أعلى من المحاصيل.
اظهار أخبار متعلقة
ويقول عالم الأحياء أوليفير فان أكين من جامعة لوند في السويد "لقد عرضنا نبات الرشاد للمس بفرشاة ناعمة، وبعد ذلك لاحظنا أنه تم تنشيط آلاف الجينات وإطلاق هرمونات التوتر. ثم استخدمنا الفحص الجيني للعثور على الجينات المسؤولة عن هذه العملية".
بحث الفحص الجيني عن طفرات من النبات، معروفة باستجابتها بطرق مختلفة للمسات المتكررة. أشارت الأبحاث السابقة حول تشريحها، وخاصة جذورها، إلى أن قنوات بروتينية خاصة تستجيب للتشوهات في أغشية الخلايا من خلال تسهيل الإشارات الكيميائية.
لم يعرف الكثير من العلماء عن كيفية عمل هذه العملية في أجزاء أخرى من النباتات، مثل أوراقها. كانت هناك إشارات إلى أن مركبات مثل حمض الجاسمونيك تلعب دورًا مهمًا في تحويل تلك الإشارات الكيميائية المبكرة إلى تغيرات سلوكية أو تغيرات في النمو، ولكن كان هناك أيضًا الكثير من الفجوات التي يجب سدها.
اكتشف الباحثون ستة جينات فردية لعبت دورًا مهمًا في الاستجابة اللمسية، وثلاثة في مسار الإشارة المرتبط بحمض الجاسمونيك، وثلاثة على مسار إشارات منفصل. وهو ما أعطى علماء الأحياء الكثير للعمل عليه عندما يتعلق الأمر بفهم كيف ولماذا تحدث هذه الاستجابة ويدفعنا نحو التلاعب بها في المستقبل.
اظهار أخبار متعلقة
يقول عالم الأحياء عصام درويش من جامعة لوند "تحل نتائجنا لغزًا علميًا استعصى على علماء الأحياء الجزيئية في العالم لمدة 30 عامًا. لقد حددنا مسار إشارات جديد تمامًا، تتحكم في استجابة النبات للاتصال الجسدي واللمس. ومستمرون في البحث عن المزيد من المسارات".
من قطع أجزائها إلى عضات الحيوانات وحتى سيول الأمطار، كل لمسة تحصل عليها النبات تؤدي إلى استجابة جزيئية دفاعية، على الرغم من أن هذه الاستجابات يمكن أن تكون متنوعة تمامًا. هذه اللمسات يمكن أن تؤدي إلى أن تصبح النباتات أكثر مقاومة للإجهاد وتزهر في وقت لاحق من العام، على سبيل المثال.
إن فكرة محاولة الاستفادة من هذه الاستجابة ليست جديدة حيث أن العلماء يبحثون بالفعل في الكيفية التي يمكن لـ "الجرح الميكانيكي" المُدار بعناية أن ينتج محاصيل أكثر ثباتًا ومحاصيل أكثر وفرة، لأن النباتات تبني مقاومة أكبر للإجهاد.
اظهار أخبار متعلقة
ونظرًا لأن تغير المناخ يفرض مزيدًا من الضغط على الزراعة وإنتاج القمح، فقد أصبحت هذه العمليات أكثر أهمية في وقتنا الحاضر، وهذا البحث الأخير يمنح العلماء معلومات حيوية حول كيفية التحكم في كل هذا.
ويقول فان أكين "نظرًا للظروف المناخية القاسية والالتهابات المسببة للأمراض التي يؤدي إليها تغير المناخ، فمن المهم إيجاد طرق جديدة مسؤولة بيئيًا لتحسين إنتاجية المحاصيل ومقاومتها".
ونشر البحث في مجلة Science Advances.