واجه الباحثون مشكلة عملية وواضحة: التربة المدموكة في الحقول الزراعية تسبب صعوبة في نمو المحاصيل، وذلك بسبب ضغط المركبات والآلات الثقيلة، ومع وجود الجفاف المرتبط بتغير المناخ تزداد حدة المشكلة. نشر الفريق نتائج دراستهم في دورية Nature بعد سلسلة من التجارب المخبرية على الأرز ومقارنتها مع بيانات من Arabidopsis.
أظهرت التجارب أن الجذور تغير بنية مظهرها الميكانيكي فتنتفخ وتعزّز طبقتها الخارجية، ما يجعلها تعمل كإسفين يساعدها على التقدم خلال التربة المدموكة. فسّر الباحثون هذا التكيف بمبدأ هندسي بسيط: كلما كان جدار الأنبوب الخارجي أقوى وكان القطر مناسباً، تحسّنت مقاومة الانبعاج عند الدفع داخل مادة كثيفة. كما حدد الفريق المراحل الخلوية والجزيئية المرتبطة بهذا التغير.
على المستوى الجزيئي وجد الباحثون أن رفع مستويات بروتين محدد، عامل نسخي، يحسّن قدرة الجذر على اختراق التربة. كما عرّفوا عدة عوامل نسخ إضافية تبدو أنها تنظّم إنتاج السليلوز، وهو ما قد يؤثر في شكل النبات وبنيته. كما قال بيرسون عن هذه العوامل: "عوامل النسخ التي اكتشفناها هي منجم ذهبي لبيولوجيا جدار الخلية".
تفتح هذه النتائج سبلًا لتعديل بنية الجذور ولبحوث تربية نباتات أكثر ملاءمة للتربة المضغوطة والجفاف. من المؤسسات المساهمة في العمل Shanghai Jiao Tong University, The University of Nottingham, Universidad Argentina de la Empresa, The National Institute of Advanced Industrial Science and Technology, Zhejiang University, Duke University, Ludwig Maximilian University, The University of Copenhagen.
كلمات صعبة
- تربة مدموكة — تربة مضغوطة بفعل وزن الآلات أو القوةالتربة المدموكة
- انبعاج — تغير شكل أو طي يحدث عند التعرض للضغطالانبعاج
- عامل نسخي — بروتين ينظم نشاط جينات الخلية
- السليلوز — مادة كربوهيدراتية قوية في جدران الخلايا
- جدار الخلية — الطبقة الخارجية التي تحيط بالخلية النباتية
- انتفخ — أن يصبح جزء من النبات أكبر أو متورّمتنتفخ
- إسفين — قطعة ضيقة تشق أو تفتح مادة بالضغط
تلميح: مرّر المؤشر أو ركّز أو اضغط على الكلمات المظلَّلة داخل القصة لرؤية تعريفات سريعة أثناء القراءة أو الاستماع.
أسئلة للمناقشة
- كيف يمكن أن تساعد نتائج هذه الدراسة المزارعين في المناطق الجافة؟ اذكر أسباباً أو أمثلة من النص.
- ما المخاطر أو الاعتبارات التي يجب مراعاتها قبل تعديل عوامل النسخ في النباتات، من زاوية الزراعة والبيئة؟
