باحثون: تعريض جذور النباتات الصغيرة للكهرباء يعزز نموها بنسبة 50 %

باحثون: تعريض جذور النباتات الصغيرة للكهرباء يعزز نموها بنسبة 50 %
TT

باحثون: تعريض جذور النباتات الصغيرة للكهرباء يعزز نموها بنسبة 50 %

باحثون: تعريض جذور النباتات الصغيرة للكهرباء يعزز نموها بنسبة 50 %

على الرغم من أننا لا نستطيع رؤيتها أو الشعور بها عادة، إلا أن نبضات النشاط الكهربائي تتدفق عبر أنسجة النباتات تمامًا مثل الخلايا العصبية البشرية، ما يؤدي إلى حركات مفاجئة أو تحذير .

وقد استخدم باحثون الآن هذه الدوائر لتعزيز نمو النباتات، فوجدوا أن تشغيل شتلات الشعير بالكهرباء يساعد على نمو البراعم الجديدة بشكل أسرع.

ويبدو أن القليل من (دغدغة) الكهرباء يمكن أن يكون في الواقع نعمة حقيقية للإمدادات الغذائية في وقت يتزايد فيه القلق على الأمن الغذائي، وسط الصراعات وتغير المناخ.

ووفقا لمنظمة الأغذية والزراعة التابعة للأمم المتحدة، واجه ما بين 691 و783 مليون شخص الجوع عام 2022، وهو ما يمثل زيادة قدرها 122 مليون شخص مقارنة بعام 2019.

وقد أجرى الباحثون تجارب على الكهرباء من قبل لمحاولة تعزيز إنتاجية المحاصيل، حيث قاموا بإخضاع شتلات الشعير والبازلاء ونبات الأرابيدوبسيس ثاليانا، وهو نبات من عائلة الخردل، لمجالات كهربائية عالية.

ولتقليل متطلبات الطاقة لمثل هذه البدائل، قام الفريق السويدي الذي يقف وراء هذه الدراسة الجديدة بدلاً من ذلك بتطوير نظام زراعة مائية منخفض الطاقة يطبق جهدًا صغيرًا ولكن ثابتًا على شتلات الشعير (Hordeum vulgare cv. .KWS Irina) لمدة خمسة أيام، وذلك وفق ما نقل موقع «ساينس إليرت» عن مجلة «PNAS» العلمية المرموقة.

وتعمل أنظمة الزراعة المائية المستخدمة لتحفيز شتلات الشعير كهربائياً على استبدال التربة بالمياه، فتنمو على مدار العام، وتستخدم سمادًا أقل من طرق الزراعة الأخرى لأنه يمكن إعادة تدوير العناصر الغذائية والمياه من خلال النظام.

وغالبًا ما تستخدم الزراعة المائية لزراعة الخضروات الورقية الخضراء في أماكن قاحلة مثل القارة القطبية الجنوبية.

وهناك جزء آخر من جاذبية الزراعة المائية هو الطريقة التي يمكن بها تكديس الأنظمة لإنشاء حدائق عمودية موفرة للمساحة.

وفي حين أن الزراعة المائية لديها الكثير من المزايا، إلا أنها مجرد حل واحد ممكن لتحسين الأمن الغذائي الذي يصادف أنه مناسب بشكل خاص «للمناطق ذات الأراضي الصالحة للزراعة القليلة والتي تعاني من ظروف بيئية قاسية»، حسب ما تقول الباحثة بمجال الإلكترونيات الحيوية مؤلفة الدراسة إليني ستافرينيدو بجامعة لينشوبينغ.

فقد قامت ستافرينيدو وزملاؤها بوضع شتلات شعير عمرها 5 أيام على سقالات مصنوعة خصيصًا، ثم استخدموا جهدًا كهربائيًا منخفضًا لمدة خمسة أيام. ثم سمح لها بالنمو لمدة خمسة أيام أخرى قبل الحصاد.

وبالنسبة للسقالة، التي أطلقوا عليها اسم «eSoil»، أعاد الفريق استخدام مادة مصنوعة من البوليمر الموصل والسليلوز، وهو عنصر مهم في جدران الخلايا النباتية. حيث تنمو شتلة الشعير داخل التربة الإلكترونية.

وفي المتوسط، كانت النباتات المحفزة كهربائيا تحتوي على أنسجة أكثر بنسبة 50 في المائة، مقاسة بالوزن الجاف. فكانت أطول بنسبة 30 في المائة من النباتات التي لم تحفّز بعد 15 يوما من النمو.

ولم يُعرف بعد كيف يعزز الطنين المستمر للكهرباء نمو النبات. إلّا ان أحد الاقتراحات هو أن النباتات المحفزة كهربائيا هي بطريقة أو بأخرى أكثر كفاءة في امتصاص العناصر الغذائية. ومع ذلك، لم يتم العثور على اختلافات في محتوى النيتروجين للشتلات بعد 15 يوما، مع أو بدون التحفيز الكهربائي.

لكن ما وجده الباحثون في التجارب اللاحقة هو أن النباتات المحفزة تعالج النترات بكفاءة أكبر، مع مستويات أقل من مركب النيتروجين غير العضوي مقارنة بنظيراتها غير المكهربة، ما يشير إلى أنهم حولوها إلى كتلة حيوية تحتوي على النيتروجين.

وتوضح ستافرينيدو «ليس من الواضح بعد كيف يؤثر التحفيز الكهربائي على هذه العملية«. إلّا ان المثير للدهشة أن الباحثين اكتشفوا أن طفرة نمو الشتلات لم تحدث مباشرة بعد التحفيز الكهربائي، ولكن خلال الأيام الخمسة من النمو المسموح بها بعد إيقاف تشغيل الأقطاب الكهربائية. وهذا يشير إلى أنه حتى الجرعات الصغيرة والقصيرة من التحفيز الكهربائي قد يكون لها تأثير دائم على النباتات».

ومع ذلك، ترجع ستافرينيدو لتقول «ركز عملنا على الشتلات، وبالتالي، هناك حاجة إلى مزيد من الدراسات لإظهار ما إذا كان تعزيز النمو عن طريق العلاج التحفيزي في المراحل المبكرة من النمو يؤثر على دورة نمو النباتات بأكملها»،

وقد خلص فريق البحث الى القول «هناك العديد من العوامل الأخرى غير نمو النباتات وإنتاجية المحاصيل التي يجب أخذها في الاعتبار إذا كنا سننتج ما يكفي من الغذاء للعالم، ونقوم بذلك على نحو مستدام».


مقالات ذات صلة

الأنيميا تصيب 19 % من الحوامل عالمياً

صحتك الأنيميا حالة شائعة بين النساء الحوامل (جامعة مانشستر)

الأنيميا تصيب 19 % من الحوامل عالمياً

كشفت دراسة مرجعية، أجراها باحثون في إثيوبيا، عن أن معدل انتشار فقر الدم بسبب نقص الحديد بين النساء الحوامل يبلغ نحو 19 في المائة.

«الشرق الأوسط» (القاهرة )
صحتك الصداع النصفي هو اضطراب عصبي شائع يتميز بنوبات متكررة من الصداع الشديد (جامعة كاليفورنيا)

علاج فوري للصداع النصفي يثبت فعاليته

أكدت دراسة أميركية أن دواءً معتمداً للوقاية من الصداع النصفي يمكن أن يبدأ مفعوله فور تناوله.

«الشرق الأوسط» (القاهرة )
تكنولوجيا أصبحت نماذج الذكاء الاصطناعي أقوى وأكثر انتشاراً (رويترز)

دراسة: الذكاء الاصطناعي قادر على الخداع ورفض تغيير وجهة النظر

أظهرت دراسة لشركة تكنولوجيا الذكاء الاصطناعي الأميركية «أنثروبيك» أن نماذج الذكاء الاصطناعي تستطيع خداع المطورين.

«الشرق الأوسط» (لندن)
يوميات الشرق عندما نشعر بالجوع يتّخذ الدماغ مجموعة خطوات لبدء تناول الطعام (جامعة طوكيو)

الكشف عن دوائر الدماغ المنظِّمة للجوع والشبع

أدّى هذا الاكتشاف إلى تطوير أدوية تتفاعل مع السيروتونين أو مستقبلاته لتنظيم عملية استهلاك الطعام وعلاج مرض السمنة.

«الشرق الأوسط» (القاهرة )
يوميات الشرق الزحمة تفقدنا عادةً الصبر (مختبر سيسا ميديا ​​لاب)

3 سيناريوهات لفقدان القدرة على الصبر

حدّدت دراسة أميركية جديدة 3 سيناريوهات يمكن أن تخلق لدينا «عاصفة مثالية» من فقدان قدرتنا على الصبر أو ما اعتدنا على التعبير عنه بأن «صبرنا نفد تجاه أمر ما».

«الشرق الأوسط» (القاهرة )

البروفيسور الأردني عمر ياغي يفوز بجائزة «نوابغ العرب» عن فئة العلوم الطبيعية

تهدف جائزة «نوابغ العرب» لتكريم العقول العربية المبدعة في مختلف المجالات (الشرق الأوسط)
تهدف جائزة «نوابغ العرب» لتكريم العقول العربية المبدعة في مختلف المجالات (الشرق الأوسط)
TT

البروفيسور الأردني عمر ياغي يفوز بجائزة «نوابغ العرب» عن فئة العلوم الطبيعية

تهدف جائزة «نوابغ العرب» لتكريم العقول العربية المبدعة في مختلف المجالات (الشرق الأوسط)
تهدف جائزة «نوابغ العرب» لتكريم العقول العربية المبدعة في مختلف المجالات (الشرق الأوسط)

فاز البروفيسور عمر ياغي، أستاذ الكيمياء بجامعة «كاليفورنيا بيركلي»، بجائزة «نوابغ العرب» عن فئة العلوم الطبيعية في دورتها الثانية لعام 2024، وذلك تقديراً لإسهاماته الاستثنائية في مجال الكيمياء الشبكية، إذ يعدُّ ياغي أحد أبرز العلماء العرب، ونشر أكثر من 300 بحث علمي استُشهد بها أكثر من 250 ألف مرة، وسجل 70 براءة اختراع عالمية.

وأعلن الشيخ محمد بن راشد آل مكتوم، نائب رئيس دولة الإمارات رئيس مجلس الوزراء حاكم دبي، فوز ياغي، مشيراً إلى دوره البارز في تطوير حلول مبتكرة لمواجهة تحديات الطاقة والمياه والبيئة.

وقال الشيخ محمد بن راشد آل مكتوم إن البروفيسور عمر ياغي من الأردن قدّم إسهامات استثنائية في مجال الكيمياء الشبكية، وأسهمت ابتكاراته في تطوير تطبيقات رائدة لمواجهة تحديات الطاقة، والمياه، والبيئة، ونشر أكثر من 300 بحث علمي، وحظيت أعماله بأكثر من 250 ألف استشهاد علمي»، وأضاف: «نبارك له هذا الإنجاز العلمي، ونؤكد أن منطقتنا غنية بالعقول القادرة على صنع إضافات حقيقية للمعرفة البشرية في العديد من المجالات».

وجاء منح البروفيسور عمر ياغي، المتخصص في علوم الكيمياء، الجائزة، تقديراً لعمله لعقود على تطوير علوم الكيمياء، والابتكار المستمر في قطاع المواد الجديدة، ونقل وتبادل المعرفة التخصصية والبحثية مع المجتمع العلمي العالمي.

وياغي رئيس كرسي جيمس ونيلتي تريتر في كلية الكيمياء وأستاذ الكيمياء بجامعة كاليفورنيا، بيركلي، منذ عام 2012، ورائد مجال «الكيمياء الشبكية»، التي تنسج الكتل البنائية الجزيئية لإنتاج أطر مفتوحة يمكن توظيفها في ابتكارات الرعاية الصحية، والطاقة المتجددة، وتوليد فوائد اقتصادية وبيئية عديدة.

عمل البروفيسور ياغي مستشاراً لمبادرات دولية متعددة في مجال الطاقة النظيفة. وهو المدير المؤسس لمعهد العلوم العالمي في بيركلي لدعم بناء مراكز الأبحاث وتوفير الفرص للعلماء الشباب في تخصصات الكيمياء الجديدة.

وهو المدير المشارك لمعهد كافلي للطاقة وعلوم النانو في بيركلي، الذي يركز على العلوم الأساسية لتحويل الطاقة على المستوى الجزيئي، وكذلك «معهد باكار للمواد الرقمية من أجل الكوكب» الذي يهدف إلى تطوير مواد فائقة المسامية مدروسة التكلفة وسهلة النشر للمساعدة في الحد من آثار تغير المناخ ومعالجتها. وهو أيضاً المدير المشارك لتحالف كاليفورنيا للأبحاث الذي يدعم الابتكارات المشتركة بين الأوساط الأكاديمية والصناعات.

وتقلد البروفيسور ياغي عضوية العديد من المجالس الاستشارية في مجال علوم النانو. كما أشرف على أكثر من 50 طالب دكتوراه والعديد من باحثي ما بعد الدكتوراه خلال حياته المهنية.

وأدى عمله على الأطر العضوية المعدنية إلى 70 براءة اختراع في مختلف أنحاء العالم، مما ساهم في التقدم بعلوم وتقنيات تخزين الغازات وفصلها وتحفيزها. وهو يقود العديد من شراكات التعاون الدولية، لا سيما مع مؤسسات في العالم العربي والقارة الآسيوية، لتسريع المبادرات العلمية العالمية في مجال الطاقة النظيفة وعلوم المواد.

وقال محمد القرقاوي، وزير شؤون مجلس الوزراء، رئيس اللجنة العليا لمبادرة «نوابغ العرب»، للبروفيسور عمر ياغي خلال إبلاغه بالفوز بالجائزة: «إسهاماتكم في علم الكيمياء، الذي برعت فيه المنطقة قديماً، وتطويركم لمواد جديدة لتحسين حياة الإنسان، يجعلنا نشعر جميعاً بالفخر. فأنتم نموذج لإبداع العلماء العرب، وعملكم الدؤوب في مجال الكيمياء يخدم العلم، وينشر المعرفة، ويضاعف النجاحات، ويلهم الشباب العربي».

وحثّ القرقاوي الباحثين في المنطقة العربية على اختيار مسارات تعليمية وأكاديمية وبحثية ومهنية في تخصصات العلوم المختلفة، التي تمكنهم من ريادة الابتكار العربي في مجالات الكيمياء والفيزياء والأحياء وغيرها من العلوم الأساسية لتعزيز التقدم الحضاري والتنمية.

وتهدف جائزة «نوابغ العرب» لتكريم العقول العربية المبدعة في مختلف المجالات، وتشجع على استنهاض الإبداع والابتكار في العالم العربي لتحقيق التنمية والازدهار الحضاري.