لقد وجد العلماء شيئًا غريبًا داخل الطحلب

اكتشاف مفاجئ داخل طحالب الصحراء يمكن أن يعيد تشكيل فهم العلماء لتطور النبات.

في بعض الأماكن الأكثر جفافًا على وجه الأرض، يمكن أن تكون الأرض نفسها حية. ما يبدو كقشرة رقيقة داكنة على التربة الصحراوية قد يكون في الواقع نظامًا بيئيًا مصغرًا، مليئًا بالطحالب والفطريات والبكتيريا والطحالب والحيوانات الصغيرة. تساعد قشور التربة البيولوجية هذه على الحفاظ على المناظر الطبيعية الهشة متماسكة، وتحبس الغبار، وتخزن العناصر الغذائية، وتحمي الأرض من التآكل.

تعتبر الطحالب من بين أصعب أعضاء هذه المجتمعات. يمكن أن تجف حتى تبدو وكأنها ميتة تقريبًا، ثم تنتعش بعد هطول أمطار قصيرة. بعض صِنف تعيش على الصخور العارية، وتتحمل الحرارة الشديدة، وتتحمل فترات طويلة بدون ماء. وقد دفعت متانتها العلماء إلى استكشاف ما إذا كانت الطحالب يمكن أن تساعد يومًا ما في دعم الحياة في البيئات القاسية خارج الأرض.

الآن، الباحثون في جامعة كاليفورنيا ريفرسايد لنفترض أن الطحالب الصحراوية قد يكون لديها أداة أخرى للبقاء: الفطريات التي تعيش داخل أنسجتها. الأدلة، نشرت في عالم النبات الجديديشير إلى علاقة لم يتم توثيقها من قبل في الطحالب.

وإذا تم تأكيد هذا الاكتشاف، فقد يعيد تشكيل الافتراض الأساسي حول بيولوجيا الطحالب. وقد يوفر أيضًا نافذة جديدة على واحدة من أكبر نقاط التحول في تاريخ الأرض، عندما بدأت النباتات في الانتشار عبر الأرض منذ حوالي 470 مليون سنة.

لماذا كان يعتقد أن الطحالب مختلفة

معظم النباتات البرية لا تواجه العالم بمفردها. ويقيم أكثر من 85% منها علاقات مع الفطريات التي تساعدها في الحصول على العناصر الغذائية من التربة. وفي المقابل، تتلقى الفطريات السكريات التي تصنعها النباتات التمثيل الضوئي.

واحدة من أهم المجموعات في هذه الشراكات هي الفطريات الشجرية الفطرية، أو AMF. توجد هذه الفطريات في حوالي ثلاثة أرباع الأنواع النباتية، وهي معروفة بتكوين هياكل متفرعة صغيرة داخل جذور النباتات، حيث يمكن تبادل العناصر الغذائية.

لقد تم التعامل مع الطحالب منذ فترة طويلة على أنها استثناء. على عكس النباتات المزهرة والأشجار والعديد من المحاصيل، تفتقر الطحالب إلى الجذور الحقيقية. لعقود من الزمن، اعتقد العلماء عمومًا أن جميع أنواع الطحالب المعروفة، والتي يبلغ عددها 10000 نوع، عاشت بدون هذا النوع من الشراكة الفطرية.

قال جيسون ستاجيتش، أستاذ علم الأحياء الدقيقة وأمراض النبات بجامعة كاليفورنيا في كاليفورنيا والمؤلف المشارك للدراسة: “كان هذا هو النموذج”. وأوضح أن الطحالب ببساطة لا تحتاج إلى الفطريات.

البحث في الصحراء عن أدلة

لفحص هذا الافتراض، قام باحث الدكتوراه في جامعة كاليفورنيا، كيان كيلي، بجمع الطحالب من صحاري موهافي وسونوران، حيث يمكن أن ترتفع درجات الحرارة أثناء النهار إلى أكثر من 100 درجة. فهرنهايت (38 درجة مئوية). تعتبر هذه الصحاري مواقع ميدانية قاسية، ولكنها أيضًا أماكن مثالية لدراسة استراتيجيات البقاء على قيد الحياة بسبب ندرة المياه والحرارة الشديدة والحياة تحت ضغط مستمر.

ركز كيلي على نمو الطحالب في قشور التربة البيولوجية. توصف هذه القشور أحيانًا بأنها الجلد الحي للصحاري لأنها تساعد على استقرار التربة الرخوة ودعم النظم البيئية للأراضي الجافة. كما أنها هشة للغاية. يمكن أن تؤدي بصمة قدم واحدة أو مسار إطار أو أي إزعاج آخر إلى إتلافها لعقود من الزمن.

“في بعض الأحيان لم أتمكن من العثور على نفس النوع من الطحالب”، أوضح كيلي، واصفًا عمليات البحث الطويلة في درجات الحرارة الشديدة لجمع أنواع الطحالب المماثلة من الصحراء والبيئات الأقل جفافًا.

أراد الباحثون معرفة ما إذا كانت الطحالب من مناخات مختلفة تحتوي على مجتمعات فطرية مختلفة. هذا السؤال مهم لأن الأراضي الجافة تتوسع في أجزاء كثيرة من العالم. إذا ساعدت بعض الفطريات الطحالب على تحمل الظروف الحارة والجافة، فيمكنها التأثير على كيفية استجابة النظم البيئية الصحراوية لتغير المناخ.

فطرية الحمض النووي يكشف عن مفاجأة

في المختبر، قام الفريق بطحن عينات الطحالب والبحث عن الحمض النووي الفطري. وأظهرت النتائج وجود الفطريات داخل الطحالب.

وكان الاكتشاف غير المتوقع هو وجود فطريات الميكوريزا، والتي من المعروف أنها تعتمد على النباتات الشريكة. لم تكن هذه الفطريات مجرد نفس الكائنات الموجودة في التربة المجاورة. تختلف المجتمعات الفطرية داخل الطحالب الصحراوية أيضًا عن تلك الموجودة في الطحالب التي تم جمعها من بيئات أقل قسوة.

وقال كيلي: “نعتقد أن بعض الفطريات تكون أكثر فائدة للبقاء على قيد الحياة في المناخات الأكثر حرارة وجفافا”.

وهذا النمط جعل التلوث أقل احتمالا. لو أن الفطريات جاءت فقط من الأوساخ الملتصقة بالطحالب، لكان الباحثون توقعوا أن يبدو الحمض النووي داخل النباتات أشبه بالحمض النووي الموجود في التربة المحيطة. وبدلا من ذلك، أشارت النتائج إلى وجود علاقة أكثر انتقائية.

الفحص المجهري يقوي القضية

لا يستطيع الحمض النووي وحده إثبات أن الفطريات تعيش بنشاط داخل أنسجة النبات. وللبحث عن أدلة مادية، صبغ كيلي أنسجة الطحالب بصبغة زرقاء ترتبط بالفطريات، ثم فحص العينات تحت المجهر.

ورأى داخل الخلايا الطحلبية هياكل فطرية متفرعة.

قال كيلي: “بمجرد أن رأيت ذلك، علمت أن لدينا شيئًا مثيرًا للاهتمام حقًا”.

وكانت الهياكل تشبه الشجيرات، وهي التكوينات الشبيهة بالأشجار التي تبنيها الفطريات الفطرية عادة داخل جذور النباتات. لكن الطحالب ليس لها جذور حقيقية، وظهرت هذه الهياكل في الأوراق بدلاً من ذلك.

ولهذا السبب، يطلق عليها الباحثون اسم “الشبيهة بالشجر”. تبدو الهياكل مشابهة لمواقع تبادل العناصر الغذائية المعروفة في النباتات الأخرى، لكن العلماء ما زالوا بحاجة إلى إظهار ما إذا كانت الطحالب والفطريات تقوم بالفعل بتبادل الموارد. وإلى أن يحدث ذلك، لا يمكن وصف العلاقة رسميًا بأنها تكافل حقيقي.

رابط محتمل للنباتات البرية الأولى

يمكن أن يكون لهذا الاكتشاف آثار أبعد من البيئة الصحراوية. تنتمي الطحالب إلى سلالة قديمة من النباتات وهي من أقرباء بعض أقدم النباتات التي عاشت على الأرض.

عندما خرجت النباتات من الماء لأول مرة، واجهت تحديات كبيرة. لقد احتاجوا إلى طرق للحصول على العناصر الغذائية، وتجنب الجفاف، والبقاء على قيد الحياة دون دعم البيئة المائية. ربما ساعد الشركاء الفطريون النباتات المبكرة في التغلب على بعض تلك الحواجز. تظهر الأدلة على الارتباطات النباتية والفطرية عميقًا في السجل الأحفوري، ويعتبر العديد من العلماء أن هذه الشراكات أساسية لتخضير قارات الأرض.

إذا تمكنت الطحالب من استضافة الفطريات الفطرية بطريقة أغفلها العلماء سابقًا، فقد يغير ذلك طريقة تفكير الباحثين في التطور المبكر للعلاقات بين الفطريات والنباتات.

لماذا يهم استعادة الصحراء؟

قد تشير النتائج أيضًا إلى استراتيجيات استعادة جديدة للأراضي الجافة المتضررة. تتعرض قشور التربة البيولوجية للتهديد بشكل متزايد بسبب ارتفاع درجات الحرارة والجفاف والرعي والمركبات على الطرق الوعرة وحركة السير. ونظرًا لأن هذه المجتمعات تنمو ببطء، فقد يستغرق التعافي سنوات أو حتى عقودًا.

في الوقت الحالي، لا تثبت الدراسة أن الفطريات تساعد الطحالب على البقاء. ومع ذلك، فهو يكشف عن ارتباط خفي لم يتوقع العلماء العثور عليه.

قال كيلي: “الصحراء مليئة بالأشياء التي يتجاهلها الناس. في بعض الأحيان، أكبر المفاجآت هي تلك التي تنمو بهدوء تحت أقدامنا”.

المرجع: “تم تحديد الارتباطات الجديدة بين الفطريات الكبيبية والطحالب في القشريات الحيوية للأراضي الجافة في كاليفورنيا” بقلم كيان إتش. كيلي، وكلوديا كولين، وكريس كوشلاند، وجيسون إي. ستاجيتش، 4 مايو 2026، عالم النبات الجديد.
DOI: 10.1111/nph.71211

لا تفوت أي اختراق: انضم إلى النشرة الإخبارية SciTechDaily.
تابعونا على جوجل و أخبار جوجل.