بدأ العلماء في فك اللغة السرية للنباتات

عندما نظر روبرت هوك لأول مرة إلى البنية الخلوية للحاء اللحاء من خلال المجهر وأطلق عليها اسم “الخلية” في عام 1665، لم ير سوى أصداف هامدة. لفترة طويلة، نظر العلماء إلى جدران الخلايا النباتية كإطار سلبي، أي حاوية قوية ولكن جامدة لمحتويات الخلية.

تقول أليس تشانغ، عالمة الأحياء الجزيئية في جامعة ماساتشوستس: «بالنسبة لأجيال من علماء الأحياء، كان جدار الخلية يعتبر مادة ميتة». حدثت نقطة التحول فقط في نهاية القرن العشرين، عندما بدأ الباحثون يفهمون: هذه البنية ليست ثابتة فحسب، بل إنها حية وديناميكية ومعقدة بشكل لا يصدق.

كشفت طرق البحث الحديثة عن الطبيعة المذهلة لجدران الخلايا. وتبين أنها مجمعات معقدة من جزيئات السكر التي تشكل سلاسل متفرعة من السكاريد. “إنه مثل وعاء كبير من أنواع مختلفة من المعكرونة الممزوجة معًا” ، يصف عالم الأحياء تشارلز أندرسون بشكل مجازي الهيكل.

نظام الدفاع “الثرثار”.

يتكون أساس الجدار من “كابلات” صلبة من السليلوز وخيوط البكتين المرنة التي تشبه الهلام. لكن الاكتشاف الرئيسي في السنوات الأخيرة هو أن جدار الخلية “يتواصل” بشكل نشط مع الخلية، ويرسل ويستقبل الإشارات باستمرار. “هذا هو واحد من أنظمة الاتصالات الأكثر تعقيدا في المملكة النباتية” يؤكد عالم الأحياء لي جيا تشيو.

التواصل بين الجدار والخلايا مهم بشكل خاص في الدفاع ضد مسببات الأمراض. عندما تحاول الميكروبات اختراق الدفاعات، تقوم الإنزيمات التي تفرزها بتحطيم السكريات الموجودة في الجدار. تعمل الأجزاء الناتجة كإشارة إنذار، مما يؤدي إلى استجابة مناعية:

• تقوية الجدار عن طريق إنتاج الكالس
• إنتاج الببتيدات المضادة للميكروبات
• توليد أنواع الأكسجين التفاعلية

لقد تعلم المزارعون بالفعل “تدريب” مناعة النباتات عن طريق رشها بجزيئات معزولة عن جدران خلايا الطحالب أو الفطريات. يتيح لك هذا النهج تعبئة أنظمة الحماية مسبقًا وتجنب استخدام مبيدات الفطريات العدوانية. وكما يوضح عالم الأحياء أنطونيو مولينا، على الرغم من أن التأثير الوقائي يستمر لمدة 3-4 أسابيع فقط، إلا أنه يمكن للمزارعين تطبيقها على الفور – على سبيل المثال، بعد المطر، عندما يكون خطر الإصابة بالعفن مرتفعًا بشكل خاص.

لاعب رئيسي

يلعب اللون الأبيض دورًا خاصًا في عمليات الإشارة.حسنًا، فيرونيا، أوهوجدت في كل مكان في الكائنات النباتية. انه فييتفاعل مع البكتين، مما يحافظ على سلامة الجداريؤثر على شكل الخلايا الورقية، صينظم نمو الجذور وتشارك في ردود الفعل على الإجهاد.

بدون فيرونيا ويصبح جدار الخلية ضعيفًا ومساميًا، مما يشير إلى دوره الرئيسي في الحفاظ على السلامة الهيكلية والتحكم في العمليات الحيوية للنبات. إن اكتشاف الدور النشط لجدار الخلية يفتح آفاقًا جديدة في التكاثر – ويأمل العلماء في إنشاء محاصيل تتمتع بحماية معززة وخصائص محسنة من خلال “تعلم” التحكم في نظام الإشارات المعقد للخلايا النباتية.