الفطريات؛ سر نمو النبات ثاني أوكسيد الكربون يعزز النمو بمساعدة أطراف خارجية

استمع على ساوندكلاود 🎧

عندما تزداد تركيزات ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي، يزداد نمو النباتات ولكن هذه العلاقة الطردية مشروطة بوجود نيتروجين كافٍ أولاً وشريك مثل الفطريات ثانياً لمساعدة النبات في الحصول على هذا المسمد. هذا ما أثبتته دراسة دولية قام بها مجموعة من الباحثين من جامعات بريطانية (امبريال) وجامعات أمريكية (شمال أريزونا، وإنديانا) وجامعات برتغالية (أنغوريا) وجامعة (جنوب والس) الجديدة في أستراليا.

حيث قام هؤلاء الباحثين بـ 80 تجربة نتج عنها أن النبات ينمو بزيادة نسبة ثاني أكسيد الكربون ما دام يحصل على كمية كافية من النيتروجين وإذا لم يتم إضافة النيتروجين فلن يكون لثاني أكسيد الكربون أيّ تأثير. مع ذلك فقد وجد استثناء لهذه الحقيقة؛ حيث استطاعت بعض النباتات المرتبطة بعلاقات تشاركية مع فطريات التربة الاستجابة للزيادة المفرطة من ثاني أكسيد الكربون بدون وجود النيتروجين كما لو أنها ســُــمــّــــدت به.

ورغم أن النيتروجين وثاني أكسيد الكربون من العوامل المهمة في نمو النبات، إلا أن زيادة ثاني أكسيد الكربون لا يمكن اعتباره مسّمداً بحد ذاته، كذلك النيتروجين، فالسر هنا في استجابة النباتات كان الفطريات الجذرية التي تتشارك معها في علاقة تبادلية ذات منفعة قائمة على تزويد هذه الكائنات بالغذاء من قبل النبات لترد الجميل بالماء والنيتروجين.

فطريات تسمح وفطريات تمنع...

لكن ليست كل فطريات الميكورايزا الجذرية mycorrhizal fungi تؤدي الوظيفة ذاتها، فالفطريات الجذرية الشجيرية* Arbuscular mycorrhizal fungi تغزو جذور الوعائيات من النباتات وتختص بامتصاص الفسفور من التربة وليس النيتروجين وتكون النباتات المتعايشة مع هكذا نوع غير قادرة على الاستجابة لثاني أكسيد الكربون إلا إذا أضيفت كمية كبيرة من النيتروجين. أما تلك التي تتعايش مع الفطريات الجذرية المتعايشة خارجيًا** Ectomycorrhizal، فتكون قادرةً على الاستجابة للزيادة المفرطة من ثاني أكسيد الكربون، لأن هذه الفطريات تنتج أنزيمات تحرر رابطة النيتروجين من المادة العضوية الموجودة في التربة لتأخذه وتمرره إلى النبات، وربما تساعد هذه العملية في حل مشكلة محدودية النيتروجين في استجابة النبات لثاني أكسيد الكربون، خصوصاً وأن الأبحاث أظهرت استجابة النباتات لـ CO2 حتى بوجود مورد بسيط وقصير للنيتروجين.

يمكن أن يساهم البحث الجديد في الحد من التغير المناخي في المستقبل، فالنباتات والغابات والمواطن الحيوية الأخرى تمتص 30 في المئة من انبعاثات الإنسان الكربونية وبدون دورها سيحدث التغير المناخي بأسرع من المعدل الموجود.

نمذجة الفطريات:

كما رأينا؛ يؤكد البحث على ضرورة الأخذ بالحسبان الفطريات الجذرية ومحاولة دمجها ضمن دورة الكربون العالمية للمساعدة في زيادة استجابة النباتات للنسبة المفرطة من ثاني أكسيد الكربون. يمكننا نشر زراعة أنواع مختلفة من النباتات التي تتعايش أسرع مع الفطريات الجذرية للحصول على السماد الطبيعي واستغلال الكمية الزائدة من ثاني أكسيد الكربون وهذا ما يحاول الفريق القيام به حاليًا.

هامش:

الفطريات الجذرية الشجيرية Arbuscular mycorrhizal fungi: فطريات تنمو في الأشجار الوعائية وتستعمر الجذور عند نموها بالقرب من النبات وتحصل من النبات على السكريات القادمة من البناء الضوئي، بينما تحسن تغذية النباتات المضيفة من خلال تزويدها بالماء والعناصر المعدنية وخاصة قليلة الحركـة فـي التربة كالنُّحـاس والفوسفور، كما أنها تحمي الجذور من العوامل الممرضة في التربة. (المصدر: هنا و هنا )

(**) الفطريات المتعايشة خارجيًا Ectomycorrhizal: نوع من أنواع الفطريات المتعايشة والتي تنتج هيفاتها بين خلايا قشرة النبات بعكس الـ Endomycorrhizal التي تنتجها داخل الخلايا. المصدر هنا

المراجع:

NORTHERN ARIZONA UNIVERSITY.2016. Microbes, nitrogen and plant responses to rising atmospheric carbon dioxide.30 June. Eureka alert {accessed 2 July 2016} هنا

NORTHERN ARIZONA UNIVERSITY.2016. Microbes, nitrogen and plant responses to rising atmospheric carbon dioxide.30 June. Science daily {accessed 2 July 2016} هنا