تقنيات اليوم.. تلحق بعالم الخيال العلمي

أجهزة اتصالات مطورة ومستشعرات طبية ونظم للطباعة المجسمة

تقنيات اليوم.. تلحق بعالم الخيال العلمي
TT

تقنيات اليوم.. تلحق بعالم الخيال العلمي

تقنيات اليوم.. تلحق بعالم الخيال العلمي

في مكان بعيد عن مجرتنا الكونية، وبعد 300 سنة من اليوم، يتحدث قبطان مركبة الفضاء «ستارشب إنتربرايز» جيمس تي. كيرك إلى ملاحيه عبر جهاز للاتصال، في الوقت الذي يطلب من طبيبه تقييم حالته الصحية عن طريق جهاز يدوي يدعى «المسجل الثلاثي»، ويقوم بتركيب طعامه وإنتاج أغراض أخرى، مستخدما وحدة للنسخ، ويتنقل مسافات قصيرة بواسطة وسيلة نقل. أما خلفاؤه المرشحون لتسلم زمام القيادة بعده، فيعقدون اجتماعات بنظم الواقع الافتراضي في غرف تدعى «هولوديكس»، ويقومون بتشغيل مركبة فضائية جرى الاستيلاء عليها من الغرباء من الأجناس الأخرى، مستخدمين شاشات عرض مركبة أمام جباههم، كل ذلك يجري في المسلسل التلفزيوني «ستار تريك»، الذي هو طبعا من الخيال العلمي.
لكن هذا الخيال العلمي شرع يتحول إلى واقع علمي، فالكثير من التقنيات التي نراها في هذا المسلسل شرعت تتجسد وتتحول إلى حقيقة واقعة، وقد تكون أفضل مما نراه على التلفزيون، من دون أن ننتظر 300 سنة.

* مستشعرات طبية

* لنأخذ مثلا جهاز الاتصال الخاص بالقبطان كيرك، الذي كان بالتأكيد مصدر إلهام بالنسبة إلى الجيل الأول من الهواتف الجوالة الغريبة القديمة العهد ذات الغطاء الذي يمكن قلبه، التي كنا نستخدمها في التسعينات، لكنها تطورت إلى هواتف ذكية أكثر بكثير مما كان ملاحو كيرك يستخدمونها. وجهاز كيرك لم يكن يستقبل، أو يرسل البريد الإلكتروني، أو يشغل الموسيقى، ويتصفح الشبكة، ويوضح الاتجاهات وتحديد المواقع، أو يلتقط الصور، أو التحدث والتغريد إليه، كما يحصل مع نظام «سيري» في «آبل» عندما تسأله السؤال الصحيح، وقريبا ستقوم هواتفنا الذكية أيضا بإضافة ميزات تقييم الوضع الصحي مثلما يقوم «المسجل الثلاثي» من دون أن تكون جهازا منفصلا لذاته.
وكانت «آبل» قد أعلنت عن أن نظام «آي أو إس 8» سيؤمن منصة لبيانات الاستشعار الطبي، التي يمكن عرضها عن طريق تطبيق يدعى «هيلث»، وتتسابق كل من «غوغل»، و«مايكروسوفت»، و«سامسونغ»، وغيرها في تشييد منصاتها الخاصة وأجهزتها الطبية، وقريبا سنرى جيلا جديدا من الأجهزة التي يمكن ارتداؤها أشبه بالأساور، والساعات، والملابس التي تستخدم مستشعرات خارجية للقيام بتخطيط القلب، وقياس درجة حرارة أجسامنا، وكمية الأكسجين بالدم، وغيرها من الإشارات الحيوية، وهذه ستختفي ليحل محلها مستشعرات أقل ظهورا تشبه الرقع التي توضع على الجلد، أو الوشم، وأخيرا الشرائح الصغيرة التي تبيت بأجسامنا، كذلك ستكون هنالك كاميرات، ومستشعرات للحرارة والغاز، ومستشعرات صوتية في حماماتنا، ومطابخنا، وغرف جلوسنا، التي تقوم بصورة مستمرة برصد حالتنا الصحية وأسلوب حياتنا ومراقبتهما.
والذي يجعل هذه المستشعرات الصحية ممكنا، هو التصغير الميكروي الشديد للعناصر الآلية (MEMS) عن طريق تقنية التصنيع الدقيق، والتقدم المشابه في السوائل الدقيقة سيؤدي أيضا إلى تطوير مختبرات في رقائق إلكترونية بحجم طابع البريد. فشركة «نانوبايوسيم» على سبيل المثال، تقوم بتطوير جهاز يدعى «جين - رادار» (GENE - Radar)، يمكنه خلال دقائق تمييز مجموعة من الأمراض، بما فيها الإيدز، والملاريا، والسل، والسرطان.
ومثل هذه الآلات ستكون متوافرة في كل الأمكنة لتتعرف فورا على مجموعة واسعة من علامات الأمراض، وخلافا إلى جهاز «المسجل الثلاثي» في المركبة «ستار تريك» الذي يستخدم بين الحين والآخر، ستقوم هذه الآلات بمراقبة أجسامنا بصورة دائمة.

* طباعة مجسمة

* وعندما تلاحظ التقدم الحاصل سلفا في الطباعة بالأبعاد الثلاثة ستدرك أن ذلك نتيجة وحدة النسخ الموجودة على متن مركبة «ستارشب»، وبمقدور الطابعات الثلاثية الأبعاد إنتاج أشكال من البلاستيك، والمعدن، والزجاج، والتيتانيوم، والخلايا البشرية، وحتى قطع وقوالب الشيكولاته، انطلاقا من أي تصميم، وطابعات اليوم الثلاثية الأبعاد هي بطيئة للغاية، وتستغرق ساعات لطباعة علبة صغيرة كعلبة الخبز مثلا، لكنها خلال عقد من الآن ستصبح شائعة الاستخدام، وسريعة، ورخيصة السعر تماما، كطابعات ليزر اليوم، وخلال عقدين سنتمكن من طباعة وجبات طعامنا بالأبعاد الثلاثة، علاوة على أجهزتنا الإلكترونية.
ولدينا سلفا قدرات «ستار تريك» الفيديوية لإجراء الحوارات، فبدلا من وجود شاشات كبيرة غير فعالة كثيرا، كالتي يستخدمها الضباط والعاملون في «ستار تريك»، نستخدم حاليا تطبيقات «فايستايم» و«سكايب» المجانية، التي تعمل على الهواتف الذكية والأجهزة اللوحية. أما مؤتمرات الفيديو على شاكلة «هولوديك»، فأضحت ممكنة أيضا منذ سنوات عدة، فقد تحدثت عبر «هولوغرام» في عام 2011 مع مجموعة من رجال الأعمال في أورغواي مستخدما هذه التقنية ،التي قامت شركة صغيرة هناك تدعى «هولوغرام» بتطويرها، وتعمل هذه التقنية على طريقة بث صورة للشخص المتحدث، كما لو أنها طيف سابح في الهواء، تماما كالمشاهد التي نراها في أفلام حرب النجوم.
وتطور شركات جديدة ناشئة مثل «أوكيلوس» التي اشترتها «فيسبوك» أخيرا، نظارات للواقع الافتراضي التي تحاكي العالم الحقيقي، في حين تطور شركات أخرى آلات عرض ثلاثية الأبعاد تظهر الصور على الشاشة، كما لو أنها مجسدة وموجود هناك حقيقة، ومثل هذه التقنيات لا تزال بعد في مرحلة البداية، ولكن راقبها تنمو وتكبر وتضيف إليها سمات اللمس والشم، وسيمكن التلاقي في هذا الواقع الافتراضي، والشعور بأننا هناك فعلا.

* مترجم كوني

* أما بالنسبة إلى المترجم الشامل الذي يقوم القبطان كيرك باستخدامه للتحدث إلى الأجناس الغريبة الأخرى من المخلوقات، فهو لا يزال أيضا في طور التطوير، فـ«غوغل ترانسلايت» يقوم بعمل جيد على صعيد ترجمة النصوص من لغة إلى أخرى، وفي أوائل العام الحالي عرضت «مايكروسوفت» مترجما صوتيا بالزمن الحقيقي يعمل على «سكايب».
وكان العلماء قد أعلنوا أخيرا أنهم حققوا اختراقات على صعيد «تحريك تخاطر الكم» ((quantum teleportation، كما تمكنوا من تحقيق بعض الأمل على صعيد نقل المعلومات كميا، أي إظهار نسخ من الحالة المتحركة للإلكترونات بين مكان وآخر، عن طريق الاتصال النفقي الكمي، من دون بث المادة أو الطاقة وإرسالها عبر الحيز أو الفضاء الفاصل.
وهذا أدى إلى عقد الآمال في إننا سنرى في يوم من الأيام وسيلة نقل تشبه تلك الموجودة في مسلسل «ستار تريك»، يمكنها بث ذرات أجسامنا من مكان إلى آخر، غير أنه قد يكون من الصعب تحقيق ذلك، أو رؤية تفكك ذراتنا في مكان ليعاد جمعها في مكان آخر، لكن ما أخشاه دائما هو الفيروسات التي ستضرب برامجنا وأجهزتنا الكومبيوترية، التي رأيناها أيضا في «ستار تريك»، والأمر الذي يعجبني أيضا هو السيارة الذاتية القيادة التي ستتوافر تجاريا في نهاية العقد المقبل.
يبقى أن أهم غرائب «ستار تريك» هو مركبة الفضاء «ستارشب إنتربرايز» التي قد تكون أيضا في طريقها إلينا، فقد صرح ألون مسك أنه ينوي التقاعد في المريخ، فهو يفكر عن طريق شركته «سبايس إكس» التي تبني المركبات الفضائية، والصانعة لسيارة «تيسلا» الكهربائية الشهيرة، تشييد مركبة فضائية على غرار «إنتربرايز»، وما علينا سوى الانتظار.

* خدمة «واشنطن بوست».



رواد «أرتيميس 2» يحطمون الرقم القياسي لأبعد مسافة يقطعها بشر في الفضاء

طاقم «أرتيميس 2» داخل الكبسولة «أوريون» (أ.ف.ب)
طاقم «أرتيميس 2» داخل الكبسولة «أوريون» (أ.ف.ب)
TT

رواد «أرتيميس 2» يحطمون الرقم القياسي لأبعد مسافة يقطعها بشر في الفضاء

طاقم «أرتيميس 2» داخل الكبسولة «أوريون» (أ.ف.ب)
طاقم «أرتيميس 2» داخل الكبسولة «أوريون» (أ.ف.ب)

اجتاز رواد الفضاء الأربعة ضمن مهمة «أرتيميس 2»، الاثنين، أبعد نقطة وصل إليها رواد «أبولو» عن الأرض عام 1970، ويستعدون لتمضية ساعات في التحليق فوق مناطق غير مكتشفة من القمر وجانبه المخفي.

وحُطِّم الرقم القياسي البالغ 400 ألف و171 كيلومتراً الذي حققته مهمة «أبولو 13»، وبات من المتوقع أن يجتاز رواد الفضاء الأميركيون كريستينا كوك وفيكتور غلوفر وريد وايزمان، والكندي جيريمي هانسن، مسافة تزيد عن 406 آلاف كيلومتر من الأرض خلال تحليقهم حول القمر.

وقالت مديرة اتصالات الطاقم جيني غيبسونز للرواد الأربعة من مركز التحكم التابع لوكالة الفضاء الأميركية (ناسا) في هيوستن بولاية تكساس: «الغرفة ملأى اليوم بفرحة (استكشاف) القمر، وأظن أنكم تشعرون بذلك أيضاً».

وأوضحت كريستينا كوك، المستكشفة المخضرمة التي تصنع التاريخ كأول امرأة تحلق على سطح القمر، أن رواد الفضاء كانوا «ملتصقين بالنوافذ»، وفق ما ذكرته «وكالة الصحافة الفرنسية».

ورغم أن الرواد الأربعة لن يهبطوا على سطح القمر، فإن الرحلة تشكل حدثاً تاريخياً، إذ لم يسبق لأي من مهمات أبولو (1968-1972) أن ضمّت ضمن طواقمها نساء، أو رواد فضاء سوداً، أو رواد فضاء من غير الأميركيين.

وقال جيم لوفيل، الرائد في مهمتي أبولو 8 و13، للرواد في رسالة سجّلها قبل أشهر قليلة من وفاته عام 2025: «هذا يوم تاريخي».

وأضاف: «أهلاً بكم في مقرّي السابق»، معرباً عن فخره بتسليم الراية إليهم. وقدّم لهم نصيحة، قائلاً: «أعلم أنكم ستكونون مشغولين للغاية، لكن لا تنسوا الاستمتاع بالمنظر».

وعرض قائد المهمة، الأميركي ريد وايزمان خلال البث، شعار مهمة «أبولو 8» الذي حمله طاقم «أرتيميس» على متن المركبة.

وفي تاريخ استكشاف الفضاء، لم يغامر أي رائد فضاء روسي أو صيني بالتوغل إلى ما بعد 400 كيلومتر من الأرض، وهي المسافة إلى المحطات المدارية حول الأرض. وحدها المركبات الفضائية التي عادت لرصد القمر هي التي فعلت ذلك.

انطلاق مهمة «أرتيميس 2» إلى مدار القمر من «مركز كينيدي الفضائي» في فلوريدا بالولايات المتحدة (أ.ب)

وتستمر فترة رصد القمر قرابة سبع ساعات، بدءا من الساعة 18:45 بتوقيت غرينتش، بحيث سيملأ القمر نافذة مركبة «أوريون» الفضائية.

وسيبدو القمر لهم بحجم «كرة سلة على طرف اليد»، وفق ما صرّح نواه بيترو، رئيس مختبر الجيولوجيا الكوكبية التابع لوكالة «ناسا».

«قشعريرة»

تدرب أفراد الطاقم الأربعة لأكثر من عامين على التعرف على التكوينات الجيولوجية ووصفها بدقة للعلماء على الأرض، ولا سيما درجات اللون البني والبيج للتربة.

وتناوب الرواد على وصف المنظر الكامل للقمر أمامهم، الاثنين.

وقالت كوك: «هناك شيء لم أره في السابق في الصور، لكن يمكن ملاحظته بشكل كبير هنا: كل هذه الفوهات الحديثة شديدة السطوع».

وأضافت: «إنها في الواقع تشبه عاكس ضوء مثقوباً بثقوب صغيرة يمر الضوء من خلالها. وهي شديدة السطوع مقارنة ببقية أنحاء القمر».

وإلى جانبها، أعرب غلوفر عن دهشته، قائلاً: «أتمنى لو كان لدي المزيد من الوقت لأجلس هنا وأصف ما أراه».

من جهته، أفاد هانسن برؤية ظلال خضراء وبنّية على سطح القمر.

وقد تساعد كل هذه الملاحظات العلماء على فهم جيولوجيا القمر وتاريخه بشكل أفضل.

ويُبث الحدث مباشرة على منصات متعددة مثل «نتفليكس» و«يوتيوب»، باستثناء 40 دقيقة ستقطع خلالها الاتصالات بسبب حجب القمر.

كانت كيلسي يونغ، كبيرة علماء المهمة، وعدت في مؤتمر صحافي عُقد نهاية الأسبوع الفائت، بأن «سماع هذا الطاقم وهو يصف سطح القمر سيُثير فيكم القشعريرة».

وبينما سبقهم رواد فضاء أبولو إلى هذا الإنجاز، قبل أكثر من 50 عاماً، فإن معظمنا «لم يكن قد وُلد بعد، لذا ستكون هذه تجربة فريدة من نوعها بالنسبة الينا»، بحسب ما قال ديريك بوزاسي، أستاذ علم الفلك والفيزياء الفلكية في جامعة شيكاغو.

بعثة «أرتيميس 2» في طريقها إلى القمر (ناسا - أ.ف.ب)

الشروق والغروب

سيحلق رواد الفضاء خلف القمر ليكتشفوا جانبه البعيد الذي لا يُرى أبداً من الأرض.

ومن المرجح أن يروا «مناطق من هذا الجانب البعيد لم يتمكن أي من رواد فضاء أبولو من رصدها»، وفق ما صرح جايكوب بليتشر، رئيس قسم استكشاف العلوم في «ناسا»، معرباً عن حماسته الشديدة لهذا الاحتمال.

ورصد الطاقم لمحة من حوض أورينتال، وهو فوهة بركانية عملاقة تُلقّب بـ«الوادي الكبير للقمر» ولم تُشاهد بكاملها حتى الآن إلا عبر مركبات فضائية.

وقال هانسن: «الأمر يشبه تماماً التدريب، ولكن في ثلاثة أبعاد، وهذا مذهل حقاً!».

وفي وقت لاحق الاثنين، قرر الرواد إطلاق اسم كارول تايلور وايزمان، الزوجة الراحلة لقائد المهمة، على فوهة قمرية.

وأعلن هانسن خلال بث مباشر: «هناك معلم في بقعة رائعة على سطح القمر (...) في نقاط معينة خلال عبور القمر، ستتمكنون من رؤيته من الأرض». وتابع: «إنها بقعة صافية على سطح القمر، ونود أن نسميها كارول».

وستُمكّنهم رحلتهم القمرية أيضاً من مشاهدة كسوف الشمس، حيث تختفي الشمس خلف القمر، وشروق الأرض وغروبها خلف القمر.

ويُذكّر هذا بصورة «شروق الأرض» الشهيرة التي أحدثت ثورة في نظرتنا للعالم عام 1968 خلال مهمة «أبولو 8».

وإذا سارت هذه المهمة وتلك التي تليها العام المقبل على ما يُرام، تُخطّط «ناسا» لإنزال رواد فضاء على سطح القمر عام 2028.


التقاط «السيمفونية الجينية» للدماغ البشري

التقاط «السيمفونية الجينية» للدماغ البشري
TT

التقاط «السيمفونية الجينية» للدماغ البشري

التقاط «السيمفونية الجينية» للدماغ البشري

تمكن فريق من الباحثين لأول مرة من تحديد مجموعة محددة من الجينات التي تنشط في أثناء التواصل اللحظي بين خلايا الدماغ، الأمر الذي يتيح فرصة غير مسبوقة لفهم الآليات الجزيئية التي تقف وراء الأفكار والمشاعر والسلوك البشري.

وتمثل هذه النتائج التي نُشرت في 19 فبراير (شباط) الماضي في دورية Molecular Psychiatryقفزة نوعية كبرى، فحتى وقت قريب كان العلماء الذين يدرسون وظائف الدماغ من منظور جيني يعتمدون بشكل أساسي على فحص الأنسجة بعد الوفاة. وهو ما يشبه النظر إلى دماغ صامت لمحاولة فهم كيفية عمله عندما يكون حياً. أما النهج الجديد الذي ابتكرته الفرق البحثية في كلية «إيكان للطب» في ماونت سايناي بنيويورك، فقد مكّن العلماء من مشاهدة هذه العملية وهي تجري في الزمن الحقيقي.

ويوضح قائد الدراسة الدكتور ألكسندر تشارني، أستاذ الطب النفسي وعلم الأعصاب والعلوم الجينية في كلية إيكان للطب نيويورك، أهمية هذا التحول قائلاً: «لعقود من الزمن كان فهمنا للتعبير الجيني في الدماغ البشري محصوراً في الدراسات التي تجرى على الأنسجة بعد الوفاة. أما هذا العمل فيتيح لنا الآن فحص البنية الجزيئية للتواصل العصبي وهو يحدث داخل أفراد أحياء، مما يقربنا خطوة كبيرة من ربط الجينات مباشرة بوظائف الدماغ في الوقت الفعلي».

جسر بين عالمين منفصلين

وركزت الدراسة على عملية «النقل العصبي» (Neurotransmission)، وهي تلك الإشارات الكهربائية والكيميائية التي تنتقل بين الخلايا العصبية، وتشكل الأساس لكل فكرة وذكرى وحركة يقوم بها الإنسان. ولالتقاط هذه العملية الدقيقة دمج الفريق البحثي بين تقنيتين متطورتين.

حلل الباحثون أنماط التعبير الجيني في منطقة «قشرة الفص الجبهي» Prefrontal Cortex لأكثر من مائة مريض كانوا يخضعون لعمليات جراحية عصبية. وبالتزامن مع ذلك جمعوا قياسات مباشرة للإشارات العصبية من أدمغة هؤلاء المرضى في أثناء وعيهم الكامل. ومن خلال دمج البيانات الجزيئية مع التسجيلات الفسيولوجية الحية تمكن الفريق من تحديد مجموعة متجانسة من الجينات يرتفع وينخفض نشاطها بتناغم مع انطلاق الإشارات العصبية.

ويؤكد الدكتور برايان كوبيل، مدير مركز التعديل العصبي في كلية إيكان للطب نيويورك والمشارك بالدراسة، الأهمية الكبيرة للجمع بين هذين التخصصين العلميين، قائلاً: «من خلال الجمع بين التسجيلات داخل الجمجمة والتحليل الجزيئي نقوم ببناء جسر بين عالمين كانا يُدرسان تقليدياً بشكل منفصل. هذا النهج يقدم لنا صورة أوضح عن كيفية عمل الدوائر العصبية على المستويين الكهربائي والجيني معاً، مما يحمل آثاراً عميقة على تطوير أساليب التعديل العصبي والعلاجات الدقيقة».

إطار لفهم الأمراض العقلية

كما أكدت الدراسة أن هذا «البرنامج النسخي» Transcriptional Program المكتشف حديثاً ليس مجرد ظاهرة عشوائية بل هو نمط يتكرر عبر مجموعات مختلفة من المرضى، ويتوافق مع المسارات البيولوجية المعروفة المرتبطة بالإشارات العصبية الاستثارية والوظائف التشابكية بين الخلايا العصبية.

أما الآثار المترتبة على هذا الاكتشاف فستكون واسعة النطاق؛ فاضطراب عملية النقل العصبي هو السمة الأساسية المشتركة في جميع الاضطرابات النفسية والعصبية الكبرى تقريباً، بما في ذلك الاكتئاب والفصام والصرع ومرض ألزهايمر. ومن خلال تحديد الجينات التي تدعم التواصل العصبي السليم أصبح لدى العلماء الآن هدف أكثر وضوحاً لفهم مواطن الخلل في الأمراض المختلفة.

ويشير الدكتور إغناسيو سايز، أستاذ علم الأعصاب وجراحة المخ والأعصاب في كلية إيكان للطب وأحد المشاركين بالدراسة، إلى أن هذه الدراسة تُحدث نقلة نوعية أيضاً في طريقة تفسير البيانات الجينية المعقدة، قائلاً: «تكمن قوة هذه الدراسة في قدرتها على دمج بيانات النسخ الجيني واسعة النطاق مع قياسات مباشرة لنشاط الدماغ. كما إن تحديد برنامج نسخي منسق يرتبط بالنقل العصبي يوفر لنا إطاراً جديداً لفهم كيفية تأثير الاختلافات الجينية على وظائف الدماغ وقابليته للإصابة بالأمراض».

مشهد حيّ لا خرائط ساكنةتقليدياً، اعتمد العلماء على الدراسات الجينية لتحديد عوامل الخطر المرتبطة بالأمراض النفسية؛ أي تحديد الجينات التي قد تكون معطلة. لكن معرفة الجين المعطل لا تكفي وحدها لتفسير كيفية اختلال عمل الدوائر العصبية في الزمن الحقيقي. ويأتي هذا البحث الجديد ليشكل جسراً يربط بين المخاطر الجينية والنشاط الفعلي للدماغ.

ومن خلال تحديد الشكل «الصحي» للأنماط الجينية في أثناء عملية التواصل الدماغي النشط يمكن للباحثين الآن فهم الاضطرابات الجزيئية التي تحدث في الأمراض النفسية بشكل أفضل. وقد يؤدي هذا في النهاية إلى تطوير أدوات تشخيصية أكثر دقة تعتمد على الآليات البيولوجية للمرض بدلاً من الأعراض فقط، بالإضافة إلى علاجات دقيقة مصممة لتصحيح أخطاء جينية محددة في مسارات الإشارات العصبية.

وفي المحصلة يحول هذا البحث دراسة الدماغ البشري من تمرين تشريحي ساكن إلى استكشاف ديناميكي للكائن الحي. فمن خلال التقاط اللحظة التي يتشكل فيها الفكر على المستوى الجيني يضع العلماء الأسس اللازمة للجيل المقبل من الرعاية النفسية والعصبية.


ابتكار علمي يعزز إنتاج المحاصيل الزراعية من دون مبيدات

الدكتورة كريستينا أرغيسو تسعى لتطوير نباتات قادرة على مقاومة الآفات من دون أن تخسر إنتاجيتها (جامعة ولاية كولورادو)
الدكتورة كريستينا أرغيسو تسعى لتطوير نباتات قادرة على مقاومة الآفات من دون أن تخسر إنتاجيتها (جامعة ولاية كولورادو)
TT

ابتكار علمي يعزز إنتاج المحاصيل الزراعية من دون مبيدات

الدكتورة كريستينا أرغيسو تسعى لتطوير نباتات قادرة على مقاومة الآفات من دون أن تخسر إنتاجيتها (جامعة ولاية كولورادو)
الدكتورة كريستينا أرغيسو تسعى لتطوير نباتات قادرة على مقاومة الآفات من دون أن تخسر إنتاجيتها (جامعة ولاية كولورادو)

قبل نحو 6 عقود، أحدث عالم الوراثة الأميركي نورمان بورلاوغ، الملقب بـ«أبو الثورة الخضراء»، تحولاً جذرياً في تاريخ البشرية؛ فمن خلال تطوير أصناف قمح قصيرة القامة وعالية الإنتاجية، ساهم في إنقاذ أكثر من مليار إنسان من براثن المجاعة، وهو إنجاز تُوّج بنيله جائزة نوبل للسلام عام 1970. ومع ذلك، لم يخلُ هذا النجاح من ضريبة بيئية باهظة؛ إذ اعتمدت الزراعة بشكل مفرط على الأسمدة الكيميائية، والمبيدات الحشرية لتعويض ضعف المناعة الطبيعية للنباتات، ما أدى إلى تدهور بيئي ملموس.

وتمتلك النباتات، تماماً كالبشر، جهازاً مناعياً ذكياً؛ فبمجرد تعرضها لتهديد من آفة، أو مرض، تستنفر دفاعاتها الطبيعية. لكن هذه الحماية لها ثمن، إذ يتوقف نمو النبات، وتتراجع إنتاجيته عند تفعيل نظامه المناعي، وهو ما يشكل تحدياً كبيراً في المحاصيل الغذائية، وعلى رأسها القمح.

الباحثون اكتشفوا طريقة لتنشيط هرمون يسمح للنبات بالاستمرار في النمو حتى أثناء تصديه للأمراض (جامعة ولاية كولورادو)

«الدماغ الكيميائي» للنبات

وفي ابتكار علمي وُصف بأنه «الثورة الخضراء الصديقة للبيئة»، نجح باحثون من جامعة ولاية كولورادو في اكتشاف طريقة لتنشيط هرمون يسمح للنبات بالاستمرار في النمو حتى أثناء تصديه للأمراض.

ويأمل الفريق في تطبيق هذا الاكتشاف على محاصيل حيوية مثل القمح، والذرة، وفول الصويا، ما قد يؤدي إلى زيادة الإنتاج العالمي، وتقليل الاعتماد على المبيدات الحشرية، ونُشرت النتائج في عدد 23 فبراير (شباط) 2026 من دورية (Current Biology).

وتتعامل النباتات مع الظروف المحيطة عبر ما يسميه الفريق بـ«الدماغ الكيميائي»، وهو منظومة من الهرمونات النباتية المتخصصة. وعند تعرض النبات للإجهاد، تنخفض مستويات هرمونات «السيتوكينين» المسؤولة عن انقسام الخلايا. ومن خلال فهم هذه التفاعلات الهرمونية، استطاع العلماء استعادة مستويات «السيتوكينين» في النباتات ذات المناعة المفرطة، ما أعاد تنشيط النمو دون إضعاف الدفاعات، بل وجعل النباتات أكثر مقاومة للأمراض.

وحسب الدراسة، تتميز هذه الطريقة بكونها أسرع وأسهل من الأساليب التقليدية التي تتطلب رسم خرائط جينية كاملة؛ إذ يشبهها الفريق بوصفة طبية تعالج خللاً كيميائياً محدداً. ومن خلال التلاعب الجيني بالاستجابة الهرمونية في نبات «رشاد الصخر» (Arabidopsis thaliana)، تمكن العلماء من تحقيق المعادلة الصعبة، وهي حصانة قوية ضد الآفات، وإنتاجية عالية في آنٍ واحد.

وجاءت النتائج لافتة؛ إذ حصل الباحثون على نباتات تقاوم الأمراض بشراسة، وفي الوقت نفسه تنمو بمعدلات طبيعية، أو أعلى، من دون أي خسائر في المحصول.

الباحثون اختبروا الطريقة الجديدة على النبات وحققت نتائج ملموسة (جامعة ولاية كولورادو)

تعزيز المقاومة والإنتاجية

واعتبرت الدكتورة كريستينا أرغيسو، الأستاذة المشاركة في قسم البيولوجيا الزراعية بجامعة ولاية كولورادو والباحثة الرئيسة في الدراسة، أن هذا الإنجاز يمكن أن يشكل طفرة تضاهي «الثورة الخضراء» التي حدثت قبل 60 عاماً، فيما يتعلق بتحقيق الأمن الغذائي، مشيرة إلى أن أثر هذا الإنجاز سيتضح مع تطبيقه على المحاصيل.

وأضافت لـ«الشرق الأوسط»: «نجح فريقنا في تحديد جينات نباتية ترفع مستوى الإنتاجية، وهو مسار يشبه ما حققه نورمان بورلاوغ قبل عقود، ورغم أن الجينات التي استخدمناها تختلف عن تلك التي اعتمد عليها بورلاوغ، فإن الدراستين تشتركان في استهداف الجينات المتحكمة في التخليق الحيوي للهرمونات النباتية (Phytohormones)، وهي جزيئات صغيرة ينتجها النبات طبيعياً للتحكم في نموه».

وأشارت أرغيسو إلى أن وجه الابتكار في دراسة الفريق لا يقتصر على زيادة الإنتاجية، بل يشمل أيضاً تعزيز مقاومة النباتات لأمراض متعددة، ما يفتح الباب أمام زيادة المحاصيل، مع تقليل الاعتماد على الأسمدة والمبيدات الكيماوية في آنٍ واحد.

وأُجريت الدراسة بداية على نبات «رشاد الصخر»، وهو من عائلة الصليبيات مثل الملفوف، ورغم أن هذا النبات لا يتمتع بقيمة غذائية كبيرة، فإنه يُعد أساساً للأبحاث البيولوجية والوراثية، لبساطة تركيبه الجيني، وقصر دورة حياته التي لا تتجاوز ستة أسابيع، ما يسمح للعلماء بمراقبة نتائج تجاربهم وتعديلاتهم الجينية بسرعة.

وعن إمكان تطبيق النتائج على نباتات أخرى، أوضحت أرغيسو أن الفريق يعمل حالياً، بالتعاون مع عدة برامج لتربية النباتات، على نقل هذه الطفرات الجينية إلى أنواع مختلفة من المحاصيل، بهدف تعميم الفائدة على القطاع الزراعي حول العالم، مع توقعات بأن يكون لها تأثير طويل الأمد في الزراعة العالمية. وأكدت أن الفوائد البيئية الكبرى لهذا الابتكار تكمن في خفض استخدام المبيدات الحشرية بشكل ملحوظ، بفضل مستوى المقاومة العالي للأمراض الذي أظهرته النباتات المُهندسة في التجارب.