لقد تعلم علماء الأحياء كيفية برمجة وقت ازدهار الحديقة

الزهور التي تتفتح عند الفجر بالضبط، وتلك التي تبدأ رائحتها العطرة فقط في جوف الليل، تتصرف بهذه الطريقة لسبب ما. لقد وجد العلماء الكوريون أن الساعة البيولوجية للنباتات لا تتحكم فقط في وقت فتح البراعم، ولكن أيضًا في وقت إطلاق الرائحة من أجل جذب الحشرات الملقحة في اللحظة الأكثر ملاءمة. ونشرت النتائج في المجلة الخلية النباتية.

ساعة حية

الساعة البيولوجية للنباتات معروفة منذ زمن طويل للعلماء. هذه آلية داخلية تسمح للكائنات الحية بالتكيف مع دورة النهار والليل. لكن حتى الآن ظل من غير الواضح كيف تتحكم هذه الساعة بالضبط في تفتح الزهور وما إذا كانت لها علاقة بالجينات المسؤولة عن الرائحة.

للوصول إلى جوهر هذا الأمر، اختار فريق البحث نوع التبغ Nicotiana attenuata. وينمو في المناطق الصحراوية بولاية يوتا الأمريكية. في تلك الظروف القاسية، تساعد الإعدادات الدقيقة على البقاء: تتفتح أزهار هذا التبغ ولا تبدأ رائحتها إلا في الليل، عندما تطير ملقحاتها الرئيسية – الحشرات الليلية.

بالمناسبة، كانت هذه الميزات على وجه التحديد هي التي ألهمت عالم الأحياء الشهير كارل لينيوس لابتكار فكرة “ساعة الزهور”. واقترح أنه إذا قمت بتجميع نباتات تفتح وتغلق في أوقات مختلفة من اليوم، فيمكنك استخدامها لمعرفة الوقت دون النظر إلى ساعتك.

لكن لفترة طويلة، درس العلماء بشكل رئيسي كيفية تطور الزهور، وليس ما الذي يجعلها تتفتح في ساعة محددة بدقة. اتخذ فريق بحث من كوريا طريقا مختلفا.

ما أظهرته التجارب

أخذ العلماء نباتات متحولة ذات جينات الساعة البيولوجية المتغيرة، وباستخدام الأساليب البيولوجية الجزيئية، تتبعوا مدى تأثير ذلك على تفتح الزهور وإطلاق الرائحة. وتبين أن جينات معينة على مدار الساعة تلعب دورًا رئيسيًا في كلتا العمليتين. إنهم لا يضبطون الإيقاع فحسب، بل يتحكمون بشكل شامل في وقت فتح البراعم وعندما يبدأ النبات في الرائحة.

وهذا يعني أنه ليس من قبيل الصدفة أن تفتح النباتات في أي وقت معين. يقومون بضبط ساعاتهم الداخلية لجذب الملقحات في اللحظة الأكثر ملاءمة.

بالنسبة لتبغ نيكوتيانا أتينواتا، فهذه هي الليلة التي يصل فيها العث والحشرات الأخرى. بالنسبة للنباتات الأخرى، قد يكون ذلك في الصباح الباكر أو بعد الظهر. هناك آلية واحدة فقط، لكن الإعدادات تختلف باختلاف المجال البيئي.

يشرح عمل العلماء الكوريين كيف تبني النباتات استراتيجياتها الإنجابية من خلال التكيف مع بيئتها. من الممكن أن تظهر تقنيات في المستقبل تسمح لنا بالتحكم في وقت الإزهار وشدة الرائحة في النباتات المزروعة. وقد يكون هذا مفيدًا للزراعة والتربية وحتى صناعة العطور.