كيف تحمي الميكروبات العشب من الجفاف؟

اكتشف باحثون أن قدرة العشب على مقاومة الجفاف ترتبط ارتباطًا مباشرًا بقدرة الميكروبات التي تعيش على سيقانها وأوراقها وبذورها.

وبحسب "إميلي بيشتولد"، المؤلفة الرئيسية للورقة البحثية التي نُشرت مؤخرًا في علم الأحياء الدقيقة التطبيقية والبيئية، فإن الميكروبات تقدم خدمات هائلة للعشب". فهي تحميه من مسببات الأمراض وتزوده بالعناصر الغذائية مثل النيتروجين, لتعزيز صحة النبات ونموه، والحماية من الأشعة فوق البنفسجية، ومساعدة العشب على إدارة الجفاف. ومع ذلك، فإن شدة وطول فترة الجفاف الناجمة عن تغير المناخ في جميع أنحاء العالم تقوض قدرة الميكروبات على الازدهار.

وركز البحث الجديد، بجامعة "ماساتشوستس أمهيرست"، على نوعين مختلفين من العشب يشكلان غالبية الأراضي العشبية في المناطق المعتدلة والاستوائية. ويقول "كلاوس نوسلين"، أستاذ علم الأحياء الدقيقة في جامعة "ماساتشوستس أمهيرست"،: "إن الهدف من هذا البحث هو أن الوصل إلى طريق لإدارة التفاعلات بين النباتات والبكتيريا التي تستضيفها من أجل دعم الزراعة المستدامة حقًا. حتى الآن، لم يكن معروفًا إلى حد كبير كيف يدعم العشب وميكروباته بعضهما البعض، وما الآثار التي قد يتركها الجفاف على المجتمعات البكتيرية؟".

وقام الباحثون بزراعة العشب في دفيئتين مختلفتين. تم التحكم في مناخ كل دفيئة لتقليد الظروف المناخية الطبيعية. وبمجرد أن يصل العشب إلى مرحلة النضج، قام الباحثون بتقسيم كل مجموعة إلى ثلاث مجموعات فرعية. الأولى، المجموعة الضابطة، وقد حافظت على الظروف المناخية المثلى.  في حين تم تغيير مناخ المجموعة الفرعية الثانية لتقليد ظروف الجفاف المعتدل، بينما تعرضت المجموعة الثالثة لظروف جفاف شديدة. وعلى مدار شهر، قام الباحثون بحساب وجمع تسلسل الحمض النووي للبكتيريا عبر جميع مجموعات الأعشاب وقارنوا النتائج.

وجد الباحثون أنه عندما أظهرت البكتيريا علامات الإجهاد الناجم عن الجفاف، حدث للنباتات أيضًا نفس الشيء. وكما هو متوقع، كانت الأعشاب الاستوائية أكثر قدرة على تحمل الجفاف من الحشائش المعتدلة، ولكن كانت هناك تحولات كبيرة في الميكروبات لجميع الحشائش في ظل ظروف الجفاف القاسية. لم يقتصر الأمر على وجود عدد أقل من البكتيريا الكلية، بل أصبحت المجتمعات الميكروبية أقل تنوعًا، وبالتالي أصبحت أقل مقاومة للإجهاد البيئي. وفي بعض الحالات، كانت هناك زيادة في عدد البكتيريا التي يمكن أن تكون ضارة بالعشب. ويؤكد البحث أن خطط الدعم الفعال والتخصيب الحيوي بهذه البكتيريا المفيدة يمكن أن تكون مفتاحًا للتغلب على ظروف الجفاف التي ستصبح أكثر انتشارًا في عصر الاحتباس الحراري.

المصدر: Eurekalert