كيف تخدع «البكتيريا الانتهازية» مناعة النبات؟

تنزلق عبر مسامات أوراقه

كيف تخدع «البكتيريا الانتهازية» مناعة النبات؟
TT

كيف تخدع «البكتيريا الانتهازية» مناعة النبات؟

كيف تخدع «البكتيريا الانتهازية» مناعة النبات؟

بينما يتصارع العالم مع جائحة «كوفيد – 19»، التي نشأت بعد أن قفز فيروس «كورونا المستجد» من نوع حيواني إلى نوع بشري، يتعلم باحثو جامعة ديلاوير الأميركية، طرقاً جديدة لكيفية قفز مسببات الأمراض الأخرى من النباتات إلى البشر.
وتقفز البكتيريا الانتهازية مثل «السلمونيلا» و«الليستيريا» و«إي كولاي»، من الخضراوات النيئة والدواجن ولحم البقر، وغيرها من الأطعمة للدخول إلى مضيف بشري؛ مما يتسبب في ملايين الأمراض المنقولة بالغذاء كل عام.
لكن الباحثين في جامعة ديلاوير ومعاونيهم من جامعات أخرى، وجدوا الآن كيف تقفز هذه الفيروسات للبشر، حيث رصدوا في دراسة نشرت بالعدد الأخير من دورية «PLoS ONE»، قدرتها على خداع نظام الدفاع المناعي لنبات الخس، عبر الدخول إلى أوراقه عن طريق فتح مسام التنفس الصغيرة في النبات والتي تسمى «المسام»، ولا يظهر النبات أي أعراض لهذا الغزو بمجرد دخوله.
والمسام، هي فتحات صغيرة بالأوراق تفتح وتغلق بشكل طبيعي، ويتم تنظيمها عن طريق الإيقاع اليومي، ويتم فتحها للسماح للنبات بالتبريد والتنفس، وتغلق عندما تكتشف التهديدات من الجفاف أو مسببات الأمراض البكتيرية النباتية.
يقول هارش بايس، في تقرير نشره الموقع الإلكتروني لجامعة ديلاوير في 26 يونيو (حزيران) 2020، إن بعض مسببات الأمراض يمكن أن تقتحم سدادة مغلقة باستخدام القوة الغاشمة، ويمكن للفطريات القيام بذلك، على سبيل المثال.
ويضيف، أن البكتيريا لا تحتوي على الإنزيمات اللازمة للقيام بذلك؛ لذا تبحث عن فتحات في الجذور أو من خلال المسام.
وكشفت التجارب التي أجراها الفريق البحثي، عن العوامل التي تساعد هذه الأنواع البكتيرية على النفاذ للنبات، حيث تنشأ فرص مسببات الأمراض مع تربية النباتات بشكل مكثف لزيادة الغلة، على حساب أنظمة الدفاع الخاصة به، وتنشأ فرص أخرى عندما يزرع المزارع المحاصيل المنخفضة الارتفاع، بالقرب من قطعان الثروة الحيوانية؛ مما يجعل التلوث أسهل.
وتزيد المشكلة عندما تكون الزراعة «عمودية»، حيث تزرع النباتات في صفوف عمودية في الزراعة المائية.
ويقول كالي كنييل، الباحث المشارك بالدراسة «هذه أنظمة رائعة، لكن يجب أن يكون هناك الكثير من العناية داخل النظام للتحكم في الماء، وأن تكون هناك فواصل نظيفة بين النباتات وتعقم بشكل صحيح، وعندما تفعل ذلك، يمكن المساعدة على تقليل حجم المشكلة».
ويرى الدكتور محمد سالم، أستاذ الميكروبيولوجي بالمركز القومي للبحوث بمصر، أن قيمة هذه الدراسة تأتي من أنها توفر الوقاية من البكتريا بدلاً من انتظار الإصابة بها، ثم البحث عن علاج.
ويقول سالم، إن الأشخاص المصابين بالبكتريا عادة لا يعانون من أي أعراض، ويتعافون خلال أيام من دون علاج معين؛ لأن الجسم لديه الكثير من وسائل الدفاع الطبيعية ضد العدوى، حيث بإمكان حمض المعدة القوي قتل الكثير من أنواعها. لكن هناك ثلاثة من عوامل الخطر يشير إليها سالم، تجعل الجسم غير قادر على المواجهة، منها استخدام المضادات الحيوية منذ فترة وجيزة، واستخدام مضادات الحموضة؛ إذ يعطي انخفاضها في المعدة الفرصة لنمو المزيد من البكتيريا، كما أن المصابين بداء الأمعاء الالتهابي، لا يقدرون على مقاومة العدوى؛ لأن هذا الاضطراب يتلف بطانة الأمعاء.



«طلاء شمسي» لشحن السيارات الكهربائية

«طلاء شمسي» لشحن السيارات الكهربائية
TT

«طلاء شمسي» لشحن السيارات الكهربائية

«طلاء شمسي» لشحن السيارات الكهربائية

في المستقبل، يمكن تغطية سيارتك الكهربائية بألواح شمسية -ليس فقط على السطح، ولكن في جميع أنحاء الجزء الخارجي من السيارة- بفضل طلاء خاص.

وسواء كنت تقود السيارة أو كانت متوقفة، يمكن لهذا الطلاء الشمسي حصاد الطاقة من الشمس، وتغذيتها مباشرة في بطارية السيارة الكهربائية. وربما يبدو الأمر وكأنه شيء من كتاب خيال علمي، إلا أن الباحثين في شركة «مرسيدس بنز» يعملون بالفعل على جعله حقيقة واقعة.

عجينة لطلاء شمسي

يقول يوشين شميد، المدير الأول لشركة «مستقبل القيادة الكهربائية» Future Electric Drive، للبحث والتطوير في «مرسيدس بنز» الذي يستكشف تقنيات السيارات الكهربائية في مرحلة مبكرة: «نحن ننتج مئات السيارات يومياً، وسطح السيارة مساحة كبيرة جداً. فلماذا لا نستخدمها لحصاد طاقة الشمس؟».

إن المادة الكهروضوئية التي تبحثها شركة مرسيدس تشبه العجينة التي يمكن وضعها على الجزء الخارجي للسيارة. يبلغ سمك الطلاء 5 ميكرومترات فقط (يبلغ متوسط ​​سمك شعرة الإنسان نحو 100 ميكرومتر)، ويزن 50 غراماً لكل متر مربع.

وقود شمسي لآلاف الكيلومترات

في سيارة رياضية متعددة الأغراض SUV متوسطة الحجم، ستشغل العجينة، التي تطلق عليها مرسيدس أيضاً طلاءً شمسياً، نحو 118 قدماً مربعة، ما ينتج طاقة كافية للسفر لمسافة تصل إلى 7456 ميلاً (12000 كم) في السنة. ويشير صانع السيارة إلى أن هذا يمكن أن يتحقق في «ظروف مثالية»؛ وتعتمد كمية الطاقة التي ستحصدها هذه العجينة بالفعل على قوة الشمس وكمية الظل الموجودة.

طلاء مرن لصبغ المنحنيات

ولأن الطلاء الشمسي مرن، فيمكنه أن يتناسب مع المنحنيات، ما يوفر فرصاً أكبر للطاقة الشمسية مقارنة بالألواح الشمسية الزجاجية التي لا يمكن ثنيها، وبالتالي لا يمكن تثبيتها إلا على سقف السيارة أو غطاء المحرك. يُعدّ الطلاء الشمسي جزءاً من طلاء متعدد الخطوات يتضمن المادة الموصلة والعزل والمادة النشطة للطاقة الشمسية ثم الطلاء العلوي لتوفير اللون (يشكل كل ذلك معاً عمق بـ5 ميكرونات).

لن تكون هذه الطبقة العلوية طلاءً قياسياً للسيارات لأنها لا تحتوي على صبغة. بدلاً من ذلك، ستبدو هذه الطبقة أشبه بجناح الفراشة، كما يقول شميد، وستكون مادة شديدة الشفافية مليئة بجسيمات نانوية تعكس الأطوال الموجية من ضوء الشمس. كما يمكن تصميمها لتعكس أطوال موجية محددة، ما يعني أن السيارات الكهربائية يمكن أن تأتي بألوان أخرى.

وسيتم توصيل الطلاء الشمسي أيضاً عن طريق الأسلاك بمحول طاقة يقع بجوار البطارية، الذي سيغذي مباشرة تلك البطارية ذات الجهد العالي.

تأمين أكثر من نصف الوقود

ووفقاً للشركة فإن متوسط سير ​​السائق هو 32 ميلاً (51.5 كم) في اليوم؛ هناك، يمكن تغطية نحو 62 في المائة من هذه الحاجة بالطاقة الشمسية من خلال هذه التكنولوجيا. بالنسبة للسائقين في أماكن مثل لوس أنجليس، يمكن أن يغطي الطلاء الشمسي 100 في المائة من احتياجات القيادة الخاصة بهم. يمكن بعد ذلك استخدام أي طاقة إضافية عبر الشحن ثنائي الاتجاه لتشغيل منزل شخص ما.

على عكس الألواح الشمسية النموذجية، لا يحتوي هذا الطلاء الشمسي على أي معادن أرضية نادرة أو سيليكون أو مواد سامة أخرى. وهذا يجعل إعادة التدوير أسهل. وتبحث «مرسيدس» بالفعل عن كيفية جعل إصلاحه سهلاً وبأسعار معقولة.

يقول شميد: «قد تكون هناك مخاوف من أن سيارتي بها خدش، فمن المحتمل أن لوحة الباب معطلة»، وتابع: «لذا اتخذنا احتياطاتنا، ويمكننا بسهولة القول إن لدينا تدابير مضادة لذلك».

ومع تغطية المركبات الكهربائية بالطلاء الشمسي، لن يكون هناك الكثير من القلق بشأن شبكات الشحن، أو الحاجة إلى قيام الناس بتثبيت أجهزة الشحن في منازلهم. ويقول شميد : «إذا كان من الممكن توليد 50 في المائة أو حتى أكثر من قيادتك السنوية من الشمس مجاناً، فهذه ميزة ضخمة ويمكن أن تساعد في اختراق السوق».

ومع ذلك، فإن حقيقة طلاء سيارتك الكهربائية بالطاقة الشمسية لا تزال على بعد سنوات، ولا تستطيع مرسيدس أن تقول متى قد يتم طرح هذا على طرازاتها، لكنها شركة واثقة من تحقيقها.

* مجلة «فاست كومباني»، خدمات «تريبيون ميديا».

اقرأ أيضاً