تبحث الدراسة عن طرق أسرع وأرخص لمراقبة صحة الغابات قبل تفاقم المشاكل. قاس الباحثون الانعكاس الطيفي على أسطح الأوراق—نسبة الضوء المنعكس إلى الضوء الساقط عند الأطوال الموجية المرئية والقريبة من تحت الحمراء—ثم حلّلوا تعبير الجينات من نفس العينات لربط البصمات الطيفية بالنشاط الجيني.
جمع الفريق عينات أوراق من sugar maple وred maple في مواقع ميدانية تابعة لمركز أبحاث البيئة بجامعة نوتردام (UNDERC) في شمال ويسكونسن وشبه جزيرة ميشيغان، وسجّلوا الانعكاس لكل ورقة قبل حفظها لتحليل التعبير الجيني. ركّز العمل الجيني على جينات مرتبطة باستجابة الماء والجفاف والتمثيل الضوئي وتفاعلات النبات مع الآفات والممرضات.
وجد الباحثون علاقة قوية بين أطوال موجية محددة وأنماط التعبير لأكثر من نصف الجينات التي حللوها. وبحسب المؤلف الرئيسي، ناثان سوينسون، قد يسمح هذا بالتنبؤ بمئات إلى آلاف الجينات ذات الأهمية البيئية اعتماداً على قياسات الانعكاس فقط.
يمكن توسيع المنهج على نطاق الغابات كاملة عند ربط نماذج الانعكاس والتعبير الجيني بخريطة أنواع الأشجار. دراسة عام 2024 في PLOS Biology دمجت صوراً ساتلية مع الذكاء الاصطناعي لإنشاء خرائط لأنواع الأشجار لشبكة المرصد البيئي الوطني (NEON). عندما تُرصَد خرائط الأنواع مع نماذج الانعكاس، يصبح ممكناً رسم نشاط الجينات عبر الغابات باستخدام منصات استشعار مختلفة، مثل:
- طائرات مسيّرة ورجال مسح ميداني،
- أقمار صناعية بحساسات طيفية،
- مجسات على محطة الفضاء الدولية.
الهدف النهائي هو تقييم سريع بمقياس جينومي لمستوى إجهاد الأشجار بحيث تُجرى التدخّلات قبل أن تصل صحة الغابة إلى نقطة أزمة.
كلمات صعبة
- انعكاس طيفي — نسبة الضوء المعاد إلى الضوء الساقطالانعكاس الطيفي, الانعكاس
- تعبير جيني — مستوى نشاط الجين وإنتاجه للمواد داخل الخليةتعبير الجينات, التعبير الجيني
- طول موجي — المسافة بين نقطتين في الموجة الضوئيةالأطوال الموجية, أطوال موجية
- بصمة طيفية — نمط انعكاس ضوئي مميز لنبات أو مادةالبصمات الطيفية
- مقياس جينومي — قياس أو تقييم يشمل كل الجيناتبمقياس جينومي
- حساس طيفي — جهاز يقيس انعكاس الضوء بطيف محددحساسات طيفية
تلميح: مرّر المؤشر أو ركّز أو اضغط على الكلمات المظلَّلة داخل القصة لرؤية تعريفات سريعة أثناء القراءة أو الاستماع.
أسئلة للمناقشة
- كيف قد تساعد خرائط نشاط الجينات في اتخاذ قرارات لحماية الغابات؟ أعط أمثلة مبنية على نص الدراسة.
- ما مزايا وقيود استخدام طائرات مسيّرة مقارنة بالأقمار الصناعية لحساب الانعكاس والطيف النباتي؟
- ما أنواع التدخّلات التي يمكن تنفيذها إذا أظهر التقييم الجينومي إجهاداً عالٍ للأشجار؟
