لماذا لا تحصل على النباتات Sunburn؟

لماذا لا تحصل على النباتات Sunburn؟

الحقيقة الوحيدة حول النباتات التي يتذكرها معظم الناس من المدرسة هي أنهم يستخدمون ضوء الشمس لصنع طعامهم. هذه العملية ، التركيب الضوئي ، تعني أن النباتات تعتمد على ضوء الشمس. ولكن بما أن أي شخص نسي أن يضع تناول طعامه أثناء اليوم على الشاطئ يعرف ، فإن الشمس يمكن أن تكون ضارة أيضاً. فكيف تمتص النباتات الضوء الذي تحتاجه مع تجنب الضرر من الأشعة فوق البنفسجية؟ الإجابة المختصرة هي صنع واقي الشمس الخاص بهم. وتساعدنا الأبحاث الجديدة على فهم كيفية عمل هذه العملية بالضبط.

نحن نعلم أن الكثير من الأشعة فوق البنفسجية يمكن أن تكون ضارة بصحة الإنسان. على المدى القصير ، تؤدي الأشعة فوق البنفسجية الزائدة - خاصة أقصر أطوال الموجات في ضوء الشمس ، والمعروفة باسم UVB - إلى حروق الشمس. تلف الجلد المتكرر بسبب التعرض للأشعة فوق البنفسجية على مدى عقود يمكن أن يؤدي إلى زيادة خطر الإصابة بسرطان الجلد. وبالطبع ، يمكن لأشخاص مختلفين تحمل كميات مختلفة من الأشعة فوق البنفسجية. يتم حماية الأشخاص ذوي البشرة الداكنة بشدة طوال الوقت ، سواء كانوا في الشمس أم لا. آخرون بحاجة إلى بعض التعرض لأشعة الشمس للحث على أصباغ الجلد الواقية من خلال تطوير سمرة الشمس. وبعض الناس بالكاد أسمر على الإطلاق ، تاركينهم عرضة لحروق الشمس والأضرار الأخرى بالأشعة فوق البنفسجية.

بالطبع يمكننا جميعا أن نختار تجنب الشمس ، وارتداء قبعة أو استخدام suncream. لكن ماذا عن النباتات؟ يجب عليهم البقاء في الشمس. هل هناك نبات مكافئ لحروق الشمس أو الأصباغ الواقية لدينا في بشرتنا؟

بدأ علماء النبات بالفعل التفكير في هذه الأسئلة عند استنفاد الأوزون الستراتوسفيري ثقب في طبقة الأوزون - التهديد بالسماح لمزيد من الأشعة فوق البنفسجية من الوصول إلى سطح الأرض. أظهرت الأبحاث في 1980s و 1990s أن المستويات العالية من الأشعة فوق البنفسجية التي يمكن أن تنتج عن استنفاد الأوزون الضرر المباشر التمثيل الضوئي. كما يمكن للآثار الأخرى للأشعة فوق البنفسجية العالية أن تقلل النمو وإنتاجية المحاصيل.

لكن نفس مجموعة الأبحاث أظهرت أن النباتات محمية بشكل جيد من الآثار السيئة لمستويات الأشعة فوق البنفسجية التي نعيشها الآن. تأتي هذه الحماية من مجموعة من المواد الكيميائية النباتية الطبيعية ، ومعظمها من الفينولات. هذه المركبات الفينولية بمثابة أشعة الشمس الطبيعيةيمتص الأشعة فوق البنفسجية بقوة ولكن ليس الأطوال الموجية اللازمة لعملية التمثيل الضوئي.

كما هو الحال مع صبغات البشرة البشرية ، تختلف كمية هذه الكريمات الشمسية الطبيعية بين النباتات. بعض النباتات ، عادة تلك التي تأتي من المناطق المدارية أو من الجبال المرتفعة ، تتمتع بمستويات عالية من الحماية طوال الوقت. ولا ينتج آخرون إلا الواقيات الشمسية عند تعرضهم لمستويات أعلى من الأشعة فوق البنفسجية ، أي ما يعادل الدباغة لدى البشر.

وهذا يؤدي إلى سؤال آخر. إذا كانت النباتات تنتج حاجباتها الواقية من الشمس على أساس تعرضها للأشعة فوق البنفسجية ، فكيف تكتشف هذا التعرض؟ وكيف تكتشف النباتات الأشعة فوق البنفسجية؟

لقد كان فقط في العقد الأخير أو حتى أن علماء النبات قد أظهر ذلك النباتات تكتشف الأشعة فوق البنفسجية على وجه التحديد جدا باستخدام البروتين المعروف باسم UVR8 (باختصار لموضع مقاومة الأشعة فوق البنفسجية 8). لا تستطيع النباتات التي تفتقر إلى UVR8 تحريض واقيات الشمس الواقية وتتضرر بشدة من الأشعة فوق البنفسجية الموجودة في ضوء الشمس الصيفي.

لا يزال الباحثون يجرون تحريات نشطة حول الآليات الأساسية التي تتحكم فيها UVR8 في استجابة النباتات للأشعة فوق البنفسجية. لقد عرفنا لبعض الوقت ذلك تمتص الأشعة فوق البنفسجية UVR8، مما تسبب في التغييرات التي تسمح في نهاية المطاف بروتين UVR8 تتراكم في نواة خلايا النبات. هذه خطوة ضرورية في سلسلة الاستجابات التي تسمح للنباتات بحماية نفسها من ضرر الأشعة فوق البنفسجية.

أبحاث جديدة من جامعة جنيف أظهرت أن استجابة الأشعة فوق البنفسجية تعتمد على التفاعلات بين الأشعة فوق البنفسجية UVR8 وبروتين آخر يسمى COP1 (photomorphogenic 1). يتفاعل هذا البروتين مع جزيئات مختلفة أخرى (HY5، SPA و RUP) في خلايا النبات لإرسال إشارة تتحكم في تراكم الفينولات في الشمس استجابة لأشعة UVB.

المزيد من المحاصيل المستدامة

قد يبدو هذا بمثابة حساء أبجدي من الاختصارات ولكن نظام الإشارة الذي يمثله يؤثر علينا جميعًا من خلال دوره في النباتات التي تنتجها المزارع كمحاصيل. نحن نعلم الآن أن النباتات تستخدم الأشعة فوق البنفسجية كإشارة لتغيير كيميائها بطرق تؤثر أكثر بكثير من مجرد حماية الأشعة فوق البنفسجية.

التعرض للأشعة فوق البنفسجية تنتج التغيرات البيوكيميائية التي يمكن زيادة المقاومة لمكافحة الآفات والأمراض. الأشعة فوق البنفسجية في ضوء الشمس يحسن اللون والطعم والرائحة من الفواكه والخضروات والزهور. التعرض للأشعة فوق البنفسجية أيضا يزيد مستويات المواد الكيميائية النباتية التي يعتقد أنها ذات قيمة في الغذاء البشري.

يضيف البحث الجديد إلى فهمنا المتزايد بأن الأشعة فوق البنفسجية في ضوء الشمس لا يجب رؤيتها فقط من حيث الضرر. طالما أننا نحافظ على حماية طبقة الأوزون ، فإن تأثيرات الأشعة فوق البنفسجية سوف تكون مجرد جزء واحد من استجابات النباتات الطبيعية لبيئتها. وكلما فهمنا هذه الردود ، كلما استطعنا استخدام تلك المعرفة لإنتاجها محاصيل أكثر استدامةوتحسين جودتها وتقليل استخدام المبيدات.

نبذة عن الكاتب

نايجل بول ، أستاذ علوم النبات ، جامعة لانكستر

تم نشر هذه المقالة في الأصل المحادثة. إقرأ ال المقال الأصلي.

كتب ذات صلة

{amazonWS: searchindex = كتب، كلمات = البستنة، maxresults = 3}

enafarزكية-CNzh-TWnltlfifrdehiiditjakomsnofaptruessvtrvi

اتبع InnerSelf على

الفيسبوك أيقونةتويتر أيقونةآر إس إس أيقونة

احصل على آخر عبر البريد الإلكتروني

{Emailcloak = إيقاف}

الأكثر قراءة

ما يصلح لي: 1 ، 2 ، 3 ... عشرات
ما يصلح لي: 1 ، 2 ، 3 ... عشرات
by ماري ت. راسل ، إنيرسيلف