المادة الوراثية هي السحر الموجود في الكائنات الحية؛ فبتغيير قاعدة نيتروجينية واحدة تنقلب الصفة إلى أخرى، فنجد أنه يمكن تغيير الساعة البيولوجية في النبات من كائن صباحي إلى شبيه البوم، والعكس بتغيير حرف واحد في الحمض النووي.
وبالتالي، تساعد نتائج تغيير الساعة البيولوجية على المزارعين ومربي المحاصيل على اختيار النباتات ذات الساعة البيولوجية الأكثر ملائمة لموقعهم، مما يساعد على زيادة الغلة، والقدرة على تحمّل تغيير المناخ.
- لنعرف أولًا.. ما هي الساعة البيولوجية؟
هي ضابط السرعة الذي يرشد الكائنات الحية خلال الليل، والنهار، إذ يشغل الصباح الحيوانات، والطيور؛ أمّا الليل؛ فيسدل ستائره عليهم.
أمّا بالنسبة للنباتات، ينظم مجموعة واسعة من العمليات بدءًا من عملية التمثيل الضوئي وقت الفجر إلى تنظيم وقت الإزهار.
تختلف هذه الأنماط اعتمادًا على الجغرافيا، وخطوط العرض، والمناخ، والمواسم (التباين اليومي)، ويجب على النباتات التكيف مع الظروف المحلية.
- كيفية مقاومة النبات الواحد لمقدار التباين اليومي بواسطة الساعة البيولوجية:
أراد الباحثون في معهد إيرلهام ومركز جون إينيس في نورويتش (Earlham Institute and John Innes Centre in Norwich) أن يفهموا مقدار التباين اليومي مع الهدف النهائي المتمثل في تربية محاصيل أكثر مقاومة للتغيرات البيئية.
فقاموا بفحص الأنماط المختلفة في نبات الأرابيدوبسيس (Arabidopsis) السويدي للتحقق من صحة الجينات المسئولة عن الساعة اليومية.
ونبات الأرابيدوبسيس أو (رشاد أذن الفأر)، وهو نبات يتوطن أوروبا، وآسيا، وشمال أمريكا.
ويعتبر من أكثر النباتات التي دُرست بسبب قصر دورة حياته التي تبلغ حوالي ستة أسابيع أو أقل بدءًا من مرحلة الإنبات إلى نضج البذور، بالإضافة إلى أن الجينوم الخاص به قد سُلسل جينيًا.
قالت الدكتورة هنّا رايس (Hannah Rees)، باحثة ما بعد الدكتوراه في معهد إيرلهام: “تتأثر الصحة العامة للنبات بشدة مدى تزامن الساعة البيولوجية مع طول اليوم وتعاقب فصول السنة”.
وأرادوا دراسة كيفية تأثر هذه الساعة للنبات مع تغير المناخ وساعات النهار لفهم العوامل الوراثية.
- منهج البحث:
درس الباحثون حوالي ١٩١ نوعًا مختلفًا من نبات الأرابيدوبسيس من جميع أنحاء السويد. وبحثوا عن اختلافات طفيفة في الجينات بين هذه الأنواع لتفسير الاختلافات في الساعة اليومية.
وأضافت دكتور ريس: “من المدهش أن تغيير زوج واحد من القواعد ضمن تسلسل جين واحد يمكن أن يؤثر على سرعة دقات الساعة”.
ومما يزيد تأكيد تأثير الجغرافيا والأصل الوراثي، أظهر فحص العلماء للنباتات بساعات بيولوجية مختلفة أن هناك فرقًا يزيد عن ١٠ ساعات بين الساعات الخاصة بالنباتات التي في المرحلة الأولى، والأخرى التي في المرحلة الأخيرة، والذي يحدث أيضًا في النباتات ذات الأنماط المعاكسة (نمط البوم)، وأُجريت هذه التجربة بواسطة الأشعة الفلورسينية الرائدة، وتهدف الأشعة الفلورسينية إلى وصف توزيع المواد التي تشع فلورسين.
ومن تطبيقاتها الطبية: المجهر الفلوري فائق الدقة، والتنظير الفلوري للعينات مثل المواد الهلامية، والصفائح الفلورية، والأنسجة الأخرى.
إن التغير في الحمض النووي يساعد على تغيير الصفات غير المرغوب فيها، وتحسين النباتات أو الحيوانات من أجل الحصول على محصول أكثر أو لحوم وألبان أكثر.
كتابة: ندى عبدالرحيم
تدقيق لغوي: إسراء وصفي
