دراسة جديدة تكشف أن تغير المناخ يتسبب بتغير البرمجة الجينية للنباتات

تكون أوراق الهندباء أصغر بكثير في الأماكن المشمسة حيث تكون هناك حاجة إلى مساحة أقل من الأوراق لدعم عملية التمثيل الضوئي بشكل كافٍ، وهذا مثال على البرمجة الجينية للنبات.

ومع ذلك، في ظل الإجهاد الحراري المستمر، قد تنحرف الهندباء عن البرمجة العادية، ونتيجة لذلك، يمكنهم تطوير مجموعة واسعة من الأشكال غير الطبيعية للأوراق في استجابة يشار إليها باسم "معيار التفاعل الخفي".

وأوضح الباحثون أن: "الكائنات الحية تتحمل المدى الطبيعي للتقلبات البيئية من خلال إنتاج مجموعة من الأنماط الظاهرية المبرمجة وراثياً كمعيار للتفاعل، ومع ذلك، فإن الظروف القاسية يمكن أن تكشف عن سوء تنظيم للأنماط الظاهرية تسمى معيار التفاعل الخفي".

"على الرغم من أن البيئة تتكون من عدة عوامل، إلا أن كيفية تأثير مجموعات هذه العوامل على معيار التفاعل غير مفهومة جيداً."

قبل هذه الدراسة، كان السبب الدقيق لمعايير التفاعل الخفي غير معروف إلى حد كبير، ولكن مع استمرار تغير مناخ الأرض، أصبح من المهم أكثر من أي وقت مضى فهم أسباب حدوث مثل هذه التشوهات.

ركز التحقيق على مجموعة متنوعة من الأوراق المشوهة التي تتطور أحيانًا في نبات القاذف الأسترالي، وفي محاولة لتحديد سبب معايير التفاعل الخفية، عرّض الباحثون النباتات لظروف مختلفة لمدة اثني عشر أسبوعاً في غرف النمو.

وقال الدكتور كينجي فوكوشيما، المشرف على البحث: "يمكن الكشف عن معايير التفاعل الخفية لهذا النبات عندما تسود مجموعات غير شائعة من المحفزات البيئية الحميدة أو المحايدة". يؤدي هذا إلى انحراف النبات عن برمجته الطبيعية، مكوناً إما أوراقاً مسطحة نشطة ضوئياً أو أوراقاً تتحول إلى مصائد حشرية.

وعندما تعرضت النباتات لدرجات حرارة الصيف مع ساعات أقل من النهار، فإنها تشكل بشكل متزايد أنماطاً ظاهرية للإجازات الغير منتظمة، هذه هي الظروف الدقيقة التي أصبحت أكثر شيوعاً في العديد من مناطق العالم بسبب تغير المناخ، ارتفاع درجات الحرارة في أيام الربيع والخريف مع انخفاض ضوء النهار.

وخلص الباحثون إلى أن "نتائجنا تشير إلى أنه حتى لو كانت الإشارات الفردية ضمن نطاق التقلبات الطبيعية، يمكن الكشف عن معيار رد الفعل الخفي في ظل مجموعاتها المتضاربة".

"نتوقع أن تغير المناخ قد يتحدى استجابات الكائنات الحية ليس فقط من خلال الإشارات المتطرفة ولكن أيضاً من خلال مجموعات غير شائعة من الإشارات الحميدة."