دراسة: النباتات تعبّر عن معاناتها وتصرخ !

دراسة: النباتات تعبّر عن معاناتها وتصرخ !
TT

دراسة: النباتات تعبّر عن معاناتها وتصرخ !

دراسة: النباتات تعبّر عن معاناتها وتصرخ !

يبدو أن رولد دال ربما كان على علم بشيء ما عندما قال «إذا آذيت نباتًا، فإنه يصرخ نوعا ما»؛ ليس بنفس الطريقة التي قد نصرخ بها أنا أو أنت. وبدلاً من ذلك، فإنه يصدر أصوات فرقعة أو نقر في ترددات فوق صوتية خارج نطاق السمع البشري والتي تزداد عندما يصبح النبات متوترًا.

وحسب دراسة نُشرت عام 2023، فان هذه الفرقعة او الترددات يمكن أن تكون إحدى الطرق التي تنقل بها النباتات معاناتها إلى العالم من حولها. فحتى «في المجال الهادئ، هناك بالفعل أصوات لا نسمعها، وهذه الأصوات تحمل معلومات. إلّا ان هناك حيوانات يمكنها سماع هذه الأصوات، لذلك هناك احتمال حدوث الكثير من التفاعل الصوتي».

ومن أجل المزيد من التوضيح، قالت عالمة الأحياء ليلاخ هاداني «تتفاعل النباتات مع الحشرات والحيوانات الأخرى طوال الوقت، والعديد من هذه الكائنات تستخدم الصوت للتواصل، لذا سيكون من غير الأمثل للنباتات ألا تستخدم الصوت على الإطلاق». وذلك وفق ما نقل موقع «ساينس إليرت» عن مجلة «cell».

وتضيف هاداني «ان النباتات تحت الضغط ليست سلبية كما قد تظن. إنها تخضع لبعض التغييرات المثيرة جدًا، وواحدة من أكثرها وضوحًا (بالنسبة لنا نحن البشر، على الأقل) هو إطلاق بعض الروائح القوية جدًا. يمكنها أيضًا تغيير لونها وشكلها. وقد تشير هذه التغييرات إلى خطر على النباتات الأخرى القريبة، ما يؤدي إلى تعزيز دفاعاتها؛ أو جذب الحيوانات للتعامل مع الآفات التي قد تضر النبات». ومع ذلك، لم يتم استكشاف ما إذا كانت النباتات تصدر أنواعًا أخرى من الإشارات (مثل الأصوات) بشكل كامل.

وقبل بضع سنوات، وجدت هاداني وزملاؤها أن النباتات يمكنها اكتشاف الصوت. إلّا ان السؤال المنطقي التالي الذي يجب طرحه هو ما إذا كان بإمكانها إنتاجه أيضًا.

ولمعرفة ذلك، قاموا بتسجيل نباتات الطماطم والتبغ في عدد من الظروف. فقاموا أولا بتسجيل النباتات غير المجهدة للحصول على خط الأساس. ثم قاموا بتسجيل النباتات التي جفت، والنباتات التي تم قطع سيقانها. كما تم إجراء هذه التسجيلات أولاً في غرفة صوتية عازلة للصوت، ثم في بيئة دفيئة عادية.

وبعد ذلك، قاموا بتدريب خوارزمية التعلم الآلي للتمييز بين الصوت الذي تنتجه النباتات غير المجهدة، والنباتات المقطوعة، والنباتات المجففة. فوجدوا ان الأصوات التي تصدرها النباتات تشبه أصوات فرقعة أو نقر بتردد عالي النبرة للغاية بحيث لا يمكن للبشر أن يصدرها، ويمكن اكتشافها ضمن دائرة نصف قطرها أكثر من متر (3.3 قدم). اما النباتات غير المجهدة فلا تصدر الكثير من الضوضاء على الإطلاق وهادئة. وعلى النقيض من ذلك، فإن النباتات المجهدة تكون أكثر ضجيجًا، حيث تصدر ما متوسطه حوالى 40 نقرة في الساعة اعتمادًا على النوع. والنباتات المحرومة من الماء لها مظهر صوتي ملحوظ؛ فتبدأ في النقر أكثر قبل أن تظهر عليها علامات الجفاف الواضحة، وتتصاعد مع نمو النبات أكثر جفافًا، قبل أن تهدأ مع ذبول النبات.

وفي هذا الاطار، تمكنت الخوارزمية من التمييز بين هذه الأصوات، وكذلك أنواع النباتات التي تصدرها.

ولا يقتصر الأمر على نباتات الطماطم والتبغ فقط. فقد اختبر الفريق مجموعة متنوعة من النباتات، فوجد أن الإنتاج السليم يبدو نشاطًا نباتيًا شائعًا جدًا؛ حيث تم تسجيل كل من القمح والذرة والعنب والصبار والهنبيت وهي تصدر أصواتًا؛ لكن لا يزال هناك عدد قليل من الأشياء المجهولة؛ على سبيل المثال، ليس من الواضح كيف يتم إنتاج الأصوات.

وفي بحث سابق، وجد أن النباتات المجففة تعاني من التجويف؛ وهي عملية تتوسع فيها فقاعات الهواء على شكل الجذع وتنهار. ويشبه هذا الأمر طقطقة مفاصل الأصابع أو فرقعة مسموعة. كما يمكن أن يحدث شيء مماثل مع النباتات. لكن لا نعرف حتى الآن ما إذا كانت حالات الضيق الأخرى يمكنها إحداث الصوت أيضًا.

ويمكن لمسببات الأمراض والهجوم والتعرض للأشعة فوق البنفسجية ودرجات الحرارة القصوى والظروف المعاكسة الأخرى أن تحفز النباتات على ان تظهر أصوات غلاف الفقاعات. كما أنه ليس من الواضح ما إذا كان الإنتاج السليم هو تطور تكيفي في النباتات، أم أنه مجرد شيء يحدث.

ومع ذلك، أظهر الفريق أن الخوارزمية يمكنها تعلم كيفية التعرف على أصوات النباتات والتمييز بينها. ومن المؤكد أنه من الممكن أن الكائنات الحية الأخرى قد فعلت الشيء نفسه.

بالإضافة إلى ذلك، من الممكن أن تكون هذه الكائنات قد تعلمت الاستجابة لضوضاء النباتات المنكوبة بطرق مختلفة.

وتبين هاداني «على سبيل المثال، يمكن للعثة التي تنوي وضع بيضها على نبات أو الحيوان الذي ينوي أكل نبات أن تستخدم الأصوات للمساعدة في توجيه قرارها. وبالنسبة لنا نحن البشر، فإن الآثار واضحة جدًا؛ يمكننا الاستماع إلى نداءات الاستغاثة للنباتات العطشى وسقيها قبل أن تصبح مشكلة. لكن ما إذا كانت النباتات الأخرى تستشعر وتستجيب أم لا، فمن غير المعروف. وقد أظهرت الأبحاث السابقة أن النباتات يمكن أن تزيد من قدرتها على تحمل الجفاف استجابة للصوت، لذلك من المؤكد أن هذا أمر معقول. وهذا هو الأمر الذي يشير فيه الفريق إلى المرحلة التالية من بحثه».

وتتابع هاداني «الآن بعد أن علمنا أن النباتات تصدر أصواتا، فإن السؤال التالي هو: من يستمع؟ ونحن نحقق حاليًا في استجابات الكائنات الحية الأخرى، سواء الحيوانات أو النباتات، لهذه الأصوات، ونستكشف أيضًا قدرتنا على تحديد وتفسير الأصوات في بيئات طبيعية تمامًا».


مقالات ذات صلة

​«الفراشات الملكية» مُهدَّدة... واستنفار في أميركا

يوميات الشرق رمزُ أيام الصيف المُشمسة (أ.ب)

​«الفراشات الملكية» مُهدَّدة... واستنفار في أميركا

أعلن مسؤولون معنيّون بالحياة البرّية في الولايات المتحدة تمديد دائرة الحماية الفيدرالية لتشمل «الفراشات الملكية» بعد سنوات من تحذيرات أطلقها خبراء البيئة...

«الشرق الأوسط» (كاليفورنيا)
يوميات الشرق للحياة البرّية عجائبها (إدارة الأسماك والحياة البرّية الأميركية)

أقدم طيرة برّية في العالم تضع بيضة بسنّ الـ74

أعلن علماء أحياء أميركيون وَضْع أقدم طيرة برّية معروفة في العالم، بيضةً في سنّ تُقدَّر بنحو 74 عاماً.

«الشرق الأوسط» (لندن)
يوميات الشرق السمكة المجدافية كما أعلن عنها معهد سكريبس لعلوم المحيطات بجامعة كاليفورنيا

ظهور «سمكة يوم القيامة» الغامضة على شاطئ كاليفورنيا

جرف البحر سمكة نادرة تعيش في أعماق البحار، إلى أحد شواطئ جنوب كاليفورنيا، بالولايات المتحدة.

«الشرق الأوسط» (كاليفورنيا)
يوميات الشرق ولادة بمنزلة أمل (غيتي)

طائر فلامنغو نادر يولَد من رحم الحياة

نجحت حديقة الحياة البرية بجزيرة مان، الواقعة في البحر الآيرلندي بين بريطانيا العظمى وآيرلندا بتوليد فرخ لطائر الفلامنغو النادر للمرّة الأولى منذ 18 عاماً.

«الشرق الأوسط» (لندن)
يوميات الشرق تعرف على أفضل 10 دول في العالم من حيث جودة الحياة (رويترز)

الدنمارك رقم 1 في جودة الحياة... تعرف على ترتيب أفضل 10 دول

أصدرت مجلة «U.S. News and World Report» مؤخراً تصنيفها لأفضل الدول في العالم بناءً على جودة الحياة.

«الشرق الأوسط» (نيويورك)

علماء يُثبتون قدرة خلايا القلب على التَّجدد

قصور القلب يؤثر على نحو 30 مليون شخص عالمياً (جامعة أريزونا)
قصور القلب يؤثر على نحو 30 مليون شخص عالمياً (جامعة أريزونا)
TT

علماء يُثبتون قدرة خلايا القلب على التَّجدد

قصور القلب يؤثر على نحو 30 مليون شخص عالمياً (جامعة أريزونا)
قصور القلب يؤثر على نحو 30 مليون شخص عالمياً (جامعة أريزونا)

أثبتَ فريق بحثي دولي بقيادة علماء من جامعة أريزونا الأميركية قدرة خلايا عضلة القلب على التّجدد لدى بعض مرضى قصور القلب الذين يعتمدون على القلوب الاصطناعية.

وأوضح الباحثون أن دراستهم تُغيّر المفهوم السائد منذ عقود بأن خلايا القلب لا تستطيع التّجدد، ونُشرت النتائج، الجمعة، في دورية (Circulation).

وقُصور القلب، أو فشل القلب، هو حالة مُزمنة يعجز فيها القلب عن ضخ الدم بكفاءة كافية لتلبية احتياجات الجسم من الأكسجين والمغذيات. يحدث ذلك نتيجة ضعفٍ أو تصلُّبٍ في عضلة القلب، مما يؤدي إلى تراجع وظيفتها. يُصنّف قُصور القلب واحداً من أبرز تحدّيات الطّب الحديث، إذ يؤثر على نحو 30 مليون شخصٍ عالمياً، بما في ذلك نحو 7 ملايين بالغٍ في الولايات المتحدة، وفقاً للمراكز الأميركية للسيطرة على الأمراض والوقاية منها.

وعلى الرغم من أن الأدوية والعلاجات المُتاحة تُساعد في تخفيف الأعراض وإبطاء تقدّم المرض، فإن العلاجات المتاحة للحالات المتقدمة تقتصر على زراعة القلب أو استخدام مضخّات اصطناعية مثل جهاز دعم البطين الأيسر لتقوية ضخِّ الدم.

وتشير الأبحاث إلى أن قدرة خلايا عضلة القلب على التّجدد بعد الأزمات القلبية تُعد محدودة للغاية، على عكس أنسجة أخرى في الجسم مثل الجلد أو الكبد. وعند تعرض القلب لضررٍ، تتعرض الخلايا للتلف ويُستبدل بها غالباً نسيجٌ ليفي غير قادرٍ على الانقباض أو المساهمة في ضخِّ الدم.

ويرجع ذلك إلى أن خلايا القلب العضلية تتوقف عن الانقسام الطبيعي بعد الولادة، وتُكرِّس وظيفتها لضخِّ الدم بشكل مستمر، مما يُضعف قدرتها على التّجدد.

لكن الدراسة أظهرت أن نحو 25 في المائة من المرضى الذين يعتمدون على القلوب الاصطناعية تمكّنوا من تجديد خلايا عضلة القلب بمعدل يفوق 6 أضعاف المعدل الطبيعي للقلوب السليمة.

وفسَّر الباحثون ذلك بأن الأجهزة الاصطناعية مثل جهاز دعم البطين الأيسر، تُخفّف العبء عن القلب وتمنحه «راحة» من ضخِّ الدّم، مما يُتيح للأنسجة القلبية فرصة للتّجدد.

وقال الدكتور هشام صادق، الباحث الرئيسي للدراسة ورئيس أقسام القلب في جامعة أريزونا، إن هذه النتائج تُقدّم أقوى دليلٍ حتى الآن على أن عضلة القلب البشرية قادرة على التّجدد.

وأضاف عبر موقع الجامعة أن «عدم قدرة القلب على الراحة المستمرة بعد الولادة هو العامل الأساسي الذي يُفقد خلايا القلب هذه القدرة الطبيعية».

وأشار الفريق إلى أن هذه النتائج تُمثّل خطوةً كبيرة نحو فهمٍ أعمقَ لقدرة القلب البشري على التّجدد، مما يفتح الباب لتطوير علاجات جذرية تستهدف تعزيز هذه القدرة بدلاً من الاكتفاء بإبطاء تقدم المرض. كما يهدف الباحثون إلى تحديد العوامل التي تُمكّن ربع المرضى فقط، من تجديد خلايا القلب بمعدلات مرتفعة، لتحسين هذه القدرة لدى المزيد من المرضى.