(مقالة مترجمة) ما العلاقة الغريبة بين النباتات والفطريات التي يمكن أن تساعد في تغذية البشر مع ازدياد سخونة الأرض؟؟
د . فائق يونس المنصوري

المقالات لا تُعبر عن وجهة نظر الموقع، وإنما تعبر عن رأي الكاتب.

عن: Stephanie Singelton ( www.Ted.com)

كيف يمكننا حماية المحاصيل الزراعية من تأثير الاحترار العالمي؟  

ليس لدينا سوى هذه الإجابة: فك أسرار النباتات التي يمكنها العيش والازدهار في أكثر المناخات قسوة، هذا ما يقوله عالم الأحياء الدقيقة روستي رودريجيز.

   عندما نحاول ان نتخيل كيف سيؤثر تغير المناخ على عالمنا، يسارع الكثيرون منا الى تصور ذوبان الاغطية الجليدية عند القطبين، وما ستخلفه من شوارع مدنٍ مغمورةٍ بالمياه، وانتشار البقع والأماكن الساخنة في الارض، وجفاف البحيرات والخزانات المائية، وحياةٍ نباتيةٍ ذاويةٍ بسبب الحرارة والجفاف. اما ما قد لا يقفز للذهن في بداية الامر فهي البرادات (الثلاجات) الخاوية وطاولات الطعام الفارغة. لأنه مع ارتفاع درجات الحرارة وانتشار الظواهر الجوية المتطرفة كالأعاصير والفيضانات فمن المتوقع أن تنخفض غلة المحاصيل في جميع أنحاء العالم مولدة مشاكل الجوع والنقص الغذائي. ويعتقد الفريق الحكومي الدولي المعني بتغير المناخ أن خطر الجوع وسوء التغذية يمكن أن يزيد بنسبة 20 في المائة في جميع أنحاء العالم بحلول عام 2050، فيما ستكون البلدان النامية هي الأكثر عرضة لأخطار سوء التغذية بشكل خاص.

   وبينما تندفع البشرية للعثور على طرق التكيف مع هذه الازمة ويبحث العلماء عن طرق مبتكرة لحماية مستقبل الغذاء، يعتقد عالم الأحياء الدقيقة في مدينة سياتل الاميركية روستي رودريغيز أن أحد الحلول الممكنة قد يكون بالاستفادة من العلاقة التكافلية القديمة بين الفطريات والنباتات.

كيف استجاب علماء الاحياء الدقيقة لأخطار التغير المناخي؟

   في تسعينيات القرن الماضي اكتشف رودريغز، عندما كان يعمل كعالم أبحاث في مركز خدمات الأسماك والحياة البرية الأميركية في سياتل، الدور المهم الذي كان يمكن ان تلعبه الفطريات لمواجهة مشكلة الاحترار المناخي العالمي.

التغير المناخي يأكل طعامنا!!

   هذا ما يفكر فيه عالم الأبحاث الأميركي رودريغز الذي تزايد قلقه ومعه المجتمع العلمي نتيجة اتساع تأثيرات التغير المناخي وما يمكن ان تتعرض له أنواع عديدة من النباتات التي لا يمكنها تحمل ارتفاع درجات الحرارة من انقراض محتمل.

في البحث عن نباتات تتحمل الحرارة

   يعلم رودريغز جيدا ان هناك بعض النباتات التي يمكنها العيش وتحمل الظروف الحارة والقاسية، ولأجل اكتشاف كيفية مقدرتها على تحمل تلك الظروف قام وبمعونة مساعدته العلمية عالمة الجينات ريجينا رديمان وعدد من الباحثين الاخرين بالذهاب الى متنزه الصخرة الصفراء الوطني Yellowstone National Park في الغرب الأميركي، حيث تصل درجة الحرارة هناك الى اكثر من 65 درجة مئوية بحيث يمكنك ان تطهو ببطء ديكا روميا على تلك الحرارة، حسبما يقول رودريغز مازحا، وهناك وجدوا ازدهارا لبعض أنواع النباتات رغم الحرارة العالية ومنها عشبة panic grass ، فقام وبمعونة باحثيه بجمع أكثر من 200 عينة مختلفة لتلك العشبة من مناطق مختلفة في ذلك المتنزه الوطني وتمت دراستها مجهريا فوجدوا شيئا واحدا لافتا للنظر، ان جميع تلك العينات كانت تستضيف نفس النوع من الفطريات. 

دقة حجم الفطريات الذي ساعدها على الاندماج بين خلايا النبات

   وجد الباحثون الفطر المجهري curvularia protuberata   ناميا في الفراغات الموجودة بين خلايا النبات، ولذلك قام رودريغز وريدمان بزرع مجموعتين من عشبة panic grass في ظروف مختبرية مُسيطر عليها، واحدة منها ينمو عليها الفطر والأخرى من دونه، ولتقليد وطأة نفس الظروف الطبيعية السائدة في المتنزه الوطني Yellowstone National Park قاما بتعريض تربة المجموعتين لنفس التذبذب الحراري الذي تراوح بين 37 درجة مئوية ليلا و68 درجة مئوية نهاراً. فماتت مجموعة النباتات الخالية من الفطريات بعد يوم واحد فقط من بدأ التجربة، بينما بقيت النباتات التي تنتشر فيها الفطريات قوية وتتمتع بالحياة بعد مرور عشرة أيام على بداية التجربة.

كيف سمحت العلاقات التكافلية بين النبات والفطريات لكليهما مواجهة الظروف المتطرفة؟

   فبدأ رديمان ورودريغيز، مستلهمين من اكتشافهم، بالبحث عن نباتات مقاومة أخرى: كالأعشاب النامية في الكثبان الرملية الساحلية المالحة في واشنطن ونبات(الميرمية)sagebrush  في أعالي صحراء يوتاه والنباتات النامية في التربة البركانية في كوستاريكا، بل وحتى الطحالب النامية على منحدرات جبل قمة  افرست. فوجدوا أن كل خلية نباتية تهيمن عليها سلالة معينة من الفطريات، مما يشير إلى أن الفطر يساعد مضيفه على تحمل وجود ضغوط معينة، والتي شملت الملوحة والجفاف والحرارة والبرودة. ويفسر رودريجيز ذلك بقوله: "ان هذه النباتات لم تكن أكثر تكيفا مع تلك الضغوط أكثر من نباتات الحديقة العادية، ولكنها استطاعت التكيف من خلال تكوين ارتباطات تكافلية مع الفطريات المجهرية التي عاشت في داخلها".

بعض الفطريات تمنع النباتات المجهدة من الوصول إلى مرحلة الذعر

   عندما يحصل النبات على كمية أقل من الماء أو يتعرض لحرارة أكثر مما يتحمله عادة، فستتصاعد عملية التمثيل الغذائي له مؤدية لإنفاق كميات متزايدة من الطاقة من اجل البقاء على قيد الحياة. وكذلك تنتج معظم النباتات التي تتعرض للضغط مزيداً من المواد الكيميائية المؤكسِدة، والتي تُعتبر قاتلة للنبات عند وصولها لتراكيز عالية. ولا يزال ريدمان ورودريجيز يحاولان فهم الآلية الدقيقة الكامنة خلف مقاومة الإجهاد، لكنهما يعتقدان أن بعض الفطريات تساعد النباتات على التعامل معاً مع الضغوطات بقدر أكبر من الاتزان بالرغم من تباطأ التمثيل الغذائي، الا انه يفعل ذلك بطريقة أكثر تنسيقا تمنع من تصاعد إنتاج المواد الكيميائية المؤكسدة، وبالتالي ستكون النتيجة نمواً أكثر ثباتا على الرغم من الظروف القاسية التي تحيط بالنبات.

الاستخدام المحتمل لقوة الارتباط الفائقة بين الفطريات والمحاصيل

   ولتطوير تجربتهما قاما برش نباتات زراعية مختلفة بالفطريات وتعريضها لظروف قاسية في المختبر- فوجدا أنها لا تزال مستمرة بالنمو. ويفسر رودريغيز ذلك بقوله: "ان بعض الفطريات لديها القدرة على تكوين ارتباطات تكافلية مع نباتات بعيدة وراثيا عن الأنواع التي تم اكتشافها من قبل". واستنادا إلى النتائج التي توصلا إليها، قام رودريغيز وريدمان بتشكيل شركة( Adaptive Symbiotic Technologies) وكذلك منظمة (Symbiogenics)غير الربحية لتطوير الإنتاج في الدول النامية. فقد قاما بتخليق مزيج يحتوي من 3 إلى 6 أنواع من الفطريات (اعتمادا على نوع المحصول المضيف) يُذاب في محلول مائي لكي يتم رشه بعد ذلك على البذور قبل الزراعة. ومع نمو النبات ستنمو الفطريات بين خلايا النبات. ومثلما سمحت سلالة فطرية واحدة لنبات الدغل العشبي sagebrush بتحمل الجفاف والبقاء على قيد الحياة في الصحراء، فان السلالة الاخرى ستمكنه من النمو في التربة فائقة الحرارة، ويعتمد تجانس هذا الخليط على مزيج الفطريات التي ستقوم بمنح المقاومة للنبات ضد مجموعة من الضغوطات.

   ولأن الفطريات لا تنمو في جزء النبات التي سيتم حصاده واستهلاكه فسوف لن ينتهي الامر بتناوله من قبل البشر. (ومع ذلك، فقد قامت الشركة بتغذية النباتات التكافلية للفئران، وظهر أن الفطريات تمر بأمان من خلال أجهزتها الهضمية). ولتجنب أي تلوث محتمل فان سلالات هذه الفطريات ستموت إذا انتشرت في التربة. وبدلا من أن تكون الفطريات معدلة وراثيا، فقد تم تكثيرها بشكل انتقائي لبعض الصفات (على سبيل المثال فهي لا تنمو في ثمار النباتات).

الزيادات الواعدة في اختبار الرذاذ على المحاصيل الهندية

   واشتغل الباحثان مؤخرا مع مزارعي احدى القرى في ولاية راجاستان الهندية التي يقوم فيها المزارعون هناك بزراعة الدخن اللؤلؤي والفاصوليا البنية في تربة حارة وجافة تغرقها الأمطار الموسمية الغزيرة. ففي ربيع عام 2016، قام 96 مزارعا بالموافقة على رش 1300 كيلوغرام من البذور بمزيج الفطريات. وفي خريف ذلك العام، موسم حصاد المحاصيل، كان متوسط ​​الفارق في الغلة بين الدخن المرشوش وغير المرشوش 29 في المائة؛ و59 في المئة بالنسبة للفاصوليا البنية، بينما تعتبر نسبة 2 في المئة في الولايات المتحدة زيادة كبيرة في الغلة حسبما يقول رودريغيز. "وقد حدثت هذه الزيادات دون الحاجة إلى أية زيادة إضافية في الأرض أو السماد أو العمل أو الماء".

   وقد عاد ريدمان ورودريجيز للتو من رحلة ثانية للهند حيث عالجا 6000 كيلوغراما من البذور لأكثر من 300 مزارع. بينما تجرى حاليا اختبارات في الولايات المتحدة والارجنتين والبرازيل وبيرو والأوروغواي واستراليا وجزر موريشيوس حول أنواع مختلفة من المحاصيل منها الذرة وفول الصويا والقمح والارز والقطن والفول والبازلاء والعدس والذرة الرفيعة. ولن تقتصر هذه التجارب على تقييم فعالية المزيج مع مجموعة متنوعة من المحاصيل في مجموعة متنوعة من المناخات فحسب، بل انها ستنتج أيضا البيانات اللازمة للحصول على الموافقة التنظيمية لاستخدام هذه الطريقة في هذه البلدان.

   وفيما يُخشى أن يكون لتغير المناخ آثاراً متعاقبة على حياة المزارعين من خلال إنفاق مبالغ أكثر من المال لإنتاج محاصيل أدنى وأرباح أقل، حيث أدى انخفاض انتاج المحاصيل إلى إنفاق المزيد من الأموال لشراء البذور لزراعتها في مزارع راجاستان، على سبيل المثال، يأمل رودريجيز أن يكون للمنتجات التكافلية آثاراً متعاقبة في الاتجاه الإيجابي: حيث ستتوفر المزيد من المحاصيل التي يمكن للمزارعين بيعها وستقل الحاجة لشراء المزيد من البذور، مما يعني توفر المزيد من المال لإنفاقه على شراء أشياء وحاجيات أخرى.

   وبعد تكريس سنوات من البحث والعمل على استكشاف علاقة الفطريات النباتية، يريد رودريجيز أن يركز على الوجبات الجاهزة الأكبر، والتي يمكن من خلالها ان نطبق كيفية التعامل مع التحديات الخطيرة الأخرى، وكما يقول رودريجيز "فلا يزال هناك إنجازات عميقة اخرى يمكننا تحقيقها من خلال التعاون".

المصدر:

 Lauren Schenkman, The surprising plant-fungi relationship that could help feed us, even as the world heats up. Aug 9, 2017. www.Ted.com

الموضوع السابق الحرب خدعة

قناتنا على التلغرام : https://t.me/kitabat