الشمع يساعد النباتات على البقاء في الصحراء


في عام 1956 ، لاحظ عالم النبات في فورتسبورغ أوتو لودفيج لانج ظاهرة غير عادية في الصحراء الموريتانية في غرب إفريقيا: فقد وجد نباتات يمكن أن تسخن أوراقها حتى 56 درجة مئوية. إنه لأمر مدهش أن الأوراق يمكن أن تصمد أمام هذه الحرارة. في ذلك الوقت ، لم يتمكن الأستاذ من تحديد الآليات المسؤولة عن منع الأوراق من الجفاف في درجات الحرارة هذه. بعد مرور أكثر من 50 عامًا ، نجح عالم النبات ماركوس ريدر وأموري بوينو من جامعة يوليوس ماكسيميليانس في فورتسبورغ (JMU) في بافاريا بألمانيا في الكشف عن السر.

لفهم ما اكتشفه العالمان ، يجب على المرء أن يعرف المزيد عن التركيب المعقد إلى حد ما للأوراق النباتية. أوراق النبات ، على سبيل المثال ، لها جلد غير مرئي عادة للعين البشرية. "يمكنك أن ترى الجلد في الطماطم" ، يوضح البروفيسور ريدر ، رئيس كرسي JMU لعلم النبات الثاني. علماء الأحياء يتحدثون عن "بشرة". يمكن تخيله كرقائق بلاستيكية رقيقة للغاية. بدون هذا الغشاء ، تجف ورقة النبات في غضون فترة زمنية قصيرة: "نفاذية ماء بشرة أقل من تلك الموجودة في الرقائق البلاستيكية".

ثابت المفاضلة: فتح أو إغلاق المسام؟

الجلد النباتي ليس طبقة مستمرة تمتد عبر الورقة بأكملها. أنه يحتوي على العديد من المسام ، ودعا stomata ، والتي يمكن أن تفتح وتغلق. النبات "يغذي" من خلال هذه الثغور. Riederer: "إنه بالتالي يستوعب ثاني أكسيد الكربون الذي يحتاجه النبات لعملية التمثيل الضوئي."

المشكلة هي أنه عندما تفتح المسام للحصول على ثاني أكسيد الكربون ، يتبخر الماء أيضًا. لذلك ، فإن النباتات الصحراوية ، على وجه الخصوص ، تمر باستمرار بعملية موازنة: هل تستوعب ثاني أكسيد الكربون لتنمو أكثر ، أم أنها تغلق المسام للحفاظ على الماء الثمين؟ وفقا لريديرر ، كل نبات صحراوي يقرر بشكل مختلف قليلا.

كولوسينثس تنفق المياه

كولوسينث النبات ( Citrullus colocynthis ) ، المعروف أيضًا باسم الخيار المر ، وهو قريب بري للبطيخ ، يفتح مسامه عند تعرضه للحرارة من أجل تبريد الأوراق عن طريق تبريد النتح. انها "تعرق" إذا جاز التعبير. "هذا يجعل كولوسينث منفقاً للمياه" ، يوضح أستاذ JMU في الفيزيولوجيا الإيكولوجية.

المصنع يمكن أن تحمل هذا لأنه يحتوي على جذر عميق جدا. وهذا يتيح للمصنع الاستفادة من مصادر المياه في عمق التربة الصحراوية. كما اكتشف أوتو لودفيج لانج خلال تجاربه في الصحراء ، تمكن كولوسينث من جعل أوراقه أكثر برودة بمقدار 15 درجة من هواء الصحراء.

النخيل النخيل هي المدخرين المياه

النخيل النخيل يتصرف بشكل مختلف تماما. يعيش مصنع فورزبورغ التجريبي الثاني ، مثل كولوسينث ، في الواحات والوديان - وديان الأنهار التي تجف على مدى فترات طويلة. يقول ريدر: "على عكس كولوسينث ، إنه موفر للمياه".

نظرًا لأن النخيل لا "يتعرق" ، تصل أوراقه في بعض الأحيان إلى درجات حرارة مرتفعة للغاية: يمكن أن تزيد درجة حرارة الهواء عن 11 درجة مئوية. كيف يمكن أن لا تجف الأوراق في درجات الحرارة المرتفعة هذه؟ هذا هو ما حققته عالمة الأحياء JMU أموري بوينو في أطروحة الدكتوراه.

درجة حرارة عالية الشمع من أجل البقاء

تدور نتائجه ، التي نشرت في مجلة علم النبات التجريبي ، حول الشمع ، وهو جزء لا يتجزأ من جلد النباتات ويضمن نفاذية الماء. بعد اختبارات معملية واسعة النطاق ، اكتشف بوينو أن هذا الشمع يختلف بين كولوسينث ونخيل التمر.

يحتوي نخيل التمر على شمع يمكنه تحمل درجات الحرارة المرتفعة وبالتالي يحتوي على بشرة أكثر مقاومة للماء من الكولوسين ، حتى في درجات الحرارة القصوى. فقط بسبب هذا الشمع الخاص يمكن للنخيل البقاء على قيد الحياة في الصحراء. إذا كان للشمع تركيبة كيميائية مختلفة قليلاً ، فسوف تجف الأوراق بسرعة كبيرة ، خاصة في درجات الحرارة العالية.

وفقًا لرايدر ، كانت هذه التجارب صعبة للغاية لأن الشمع المضمن في الجلد معقد جدًا من الناحية الكيميائية. لم يتم كشف كل الأسرار بعد. لا يزال علماء الأحياء لا يفهمون لماذا يكون جلد النبات الواحد أكثر نفاذاً للمياه من الآخر.

مثيرة للاهتمام لتربية النباتات

هذه النتائج الحالية من JMU قد تكون ذات أهمية لتربية النباتات. إذا كان المرء يرغب في زراعة نباتات المحاصيل في الأماكن التي يكون فيها الجو حارًا وجافًا جدًا أو حيث يمكن أن يؤدي تغير المناخ إلى جعل المناطق المحيطة بها أكثر سخونة ، يتعين على المرء أن ينتبه إلى جلد النبات عند البحث عن أنواع نباتية مناسبة. إذا تم اختيار النباتات مع بعض الشموع بشرة للتكاثر ، لديهم فرصة أفضل للبقاء في الأماكن الساخنة.

شارك المقالة عبر:

اترك تعليقا:

اعلانك هنا