المسام الدقيقةعلي سطح الأوراق الخضراءتساعد علي "التنفس" والتحكم في كمية المياه التي تفقدها بسبب البخر. كما تتحكم هذه المسام في امتصاص ثاني أكسيد الكربون لعملية التمثيل الضوئي.

منذ القرن 19. عرف العلماء أن النباتات تزيد فتحات المسام. حيث يتصاعد بخار الماء عبرها للتبريد. ومع ارتفاع درجات الحرارة العالمية. يعتبر اتساع المسام آلية رئيسية تقلل من الضرر الحراري للنباتات.

ولكن علماء الأحياء النباتية افتقروا للمعرفة الكاملة للآليات الجينية والجزيئية وراء زيادة "تنفس" المسام وعمليات البخر.

طالب الدكتوراه ناتيونج بانكاسم بكلية العلوم البيولوجية. جامعة كاليفورنيا والأستاذ جوليان شرودر توصلا إلي صورة مفصلة لهذه الآليات. وحددا مسارين تستخدمهما النباتات للتعامل مع ارتفاع الحرارة.

قال شرودر: "ارتفاع الحرارة يتسبب في فتح المسامعبر مسار وراثي واحد "آلية". وإذا ارتفعت الحرارة أكثر. فهناك آلية أخري لزيادة فتح المسام".

كافح العلماء كثيراً لمعرفة آليات المسام للاستجابة لدرجات الحرارة المرتفعة. وذلك بسبب تعقد عمليات القياس. 

استطاع بانكاسم حل المشكلة بتطوير نهج جديد لتثبيت فتح المسام عند قيم ثابتة تحت درجات حرارة متزايدة. وتوصل إلي الآليات الجينية لاستجابات المسام لدرجة الحرارة. ومنها أجهزة استشعار الضوء الأزرق. وهرمونات الجفاف. وأجهزة استشعار ثاني أكسيد الكربون والبروتينات الحساسة للحرارة.

يعود الفضل لجهاز تحليل تبادل الغازات من الجيل الجديد الذي يسمح بتحسين التحكم في فتح المسام "تثبيت فتحها عند قيم ثابتة". 

تبين أن استجابة المسام لارتفاع الحرارة تحددها آلية موجودة في سلالات النباتات. بحث بانكاسم الآليات الجينية لنوعين من النباتات. أحدهما نوع من الأعشاب الضارة المدروسة جيدًا والآخر نبات مزهر مرتبط بمحاصيل الحبوب الرئيسية كالقمح والذرة.

تبين أن أجهزة استشعار ثاني أكسيد الكربون هي لاعب رئيسي في استجابات التدفئة والتبريد في المسام. وتكتشف هذه الأجهزة متي تتعرض الأوراق للتدفئة السريعة. هنا تبدأ زيادة التمثيل الضوئي بالأوراق الدافئة. فينخفض مستوي ثاني أكسيد الكربون. ثم يبدأ فتح المسام. فتستفيد النباتات بزيادة امتصاص ثاني أكسيد الكربون والتمثيل الضوئي.

هناك مسار آخر للاستجابة. تحت الحرارة الشديدة. يتعرض التمثيل الضوئي للإجهاد ويتراجع. واتضح أن الاستجابة الحرارية للمسام تتجاوز استشعار ثاني أكسيد الكربون والتمثيل الضوئي. هنا تستخدم المسام مسارًا ثانيًا للاستجابة للحرارة. وهو "للتعرق" كآلية للتبريد.
 

يمكنك مشاركة الخبر علي صفحات التواصل