الطماطم المتكلمة! علماء يكتشفون أسرار التواصل النباتي

حقق الباحثون في جامعة إلينوي أوربانا شامبين اكتشافات رائدة في مجال التواصل بين النباتات، حيث كشفوا عن كيفية استخدام نباتات الطماطم للمركبات العضوية المتطايرة (VOCs) للتفاعل مع بيئتها. تستكشف هذه الدراسة، التي نشرت في مجلة علم البيئة الكيميائية، اللغة الكيميائية المعقدة للنباتات، والتي تتأثر بعوامل مختلفة مثل ميكروبات التربة والآفات.

قام فريق البحث، بقيادة إستر نغومبي وطالبة الدراسات العليا إيرين دادي، بالتعمق في عالم المركبات العضوية المتطايرة النباتية - وهي نفس المركبات المسؤولة عن الرائحة المألوفة للعشب المقطوع. تعتبر هذه المركبات ضرورية للنباتات، لأنها تمكنها من الإبلاغ عن المخاطر، وتجنيد الحلفاء، والتكيف مع التهديدات. ركزت الدراسة على كيفية تغير هذه المركبات العضوية المتطايرة استجابةً للظروف المختلفة التي تؤثر على نباتات الطماطم، بما في ذلك وجود الفطريات الشجرية الفطرية (AMF)، واليرقات، ومجموعة متنوعة من الطماطم نفسها.

اختار الفريق أربعة أصناف من الطماطم لتجربتهم - نوعان من الطماطم الموروثة، Amish Paste وCherokee Purple، واثنان هجينان، Mountain Fresh وValley Girl. تأثرت هذه الاختيارات بتعليقات مزارعي إلينوي وتهدف إلى عكس الأصناف التي تزرع بشكل شائع في المنطقة.

في بيئة خاضعة للرقابة، عرّض الباحثون نباتات الطماطم لظروف مختلفة: غير معالجة، أو معالجة بـ AMF، أو اليرقات، أو كليهما. وباستخدام مقياس الطيف الضوئي للكتلة اللوني للغاز، قاموا بتحليل المركبات العضوية المتطايرة المنبعثة من النباتات. ووجدوا أن كلا من AMF واليرقات، بشكل فردي، خفضت الانبعاثات المتطايرة في جميع أصناف الطماطم. ومع ذلك، عندما كان كلاهما حاضرين، كان تأثيرهما المشترك على المركبات العضوية المتطايرة ضئيلًا.

ومن المثير للاهتمام أن الطماطم الموروثة تنبعث منها مركبات عضوية متطايرة أكثر من الطماطم الهجينة، مما يشير إلى حل وسط محتمل في دفاعات النبات بسبب عمليات التربية للإنتاج على نطاق واسع. تفتح هذه النتيجة مناقشات حول تأثير الممارسات الزراعية على صحة النبات وقدرته على الصمود.

علاوة على ذلك، كشفت الدراسة أن النباتات المرتبطة بـ AMF أظهرت زيادة في الكتلة الحيوية للأوراق وهياكل جذرية أكثر تعقيدًا، مما يشير إلى وجود شراكة مفيدة بين الفطريات والنباتات. وفي تطور مفاجئ، أظهرت النباتات المعالجة باليرقات نموًا أكبر، سواء في الجذور أو فوق الأرض، مما يتحدى الافتراض القائل بأن الحيوانات العاشبة تضر فقط بنمو النبات.

يقدم هذا البحث في جامعة إلينوي أوربانا شامبين رؤى قيمة حول اللغة الكيميائية المعقدة للنباتات، وخاصة الطماطم. إنه لا يعزز فهمنا للتفاعلات بين النبات والبيئة فحسب، بل يثير أيضًا أسئلة مهمة حول آثار الممارسات الزراعية على صحة النبات. إن تفاني الفريق في كشف أسرار كيمياء النبات يمهد الطريق للدراسات المستقبلية، مع إمكانية إحداث ثورة في نهجنا في زراعة المحاصيل وإدارة الآفات.