علماء يتوصلون إلى آلية تنفس النباتات

توصل فريق من علماء النبات الأمريكيين في دراسة جديدة إلى كيفية إنشاء النباتات لشبكات من القنوات الهوائية (رئة ورقية) لنقل غاز ثاني أكسيد الكربون إلى خلاياها.

وعرف علماء النبات منذ القرن التاسع عشر أن الأوراق لها مسام - تسمى"ستوماتا" - وتحتوي على شبكة داخلية معقدة من القنوات الجوية، ولكن حتى الآن لم يكن من المفهوم كيف تتشكل هذه القنوات في الأماكن الصحيحة من أجل توفير تدفق مستمر لهذا الغاز إلى كل خلية نباتية.
واستخدمت الدراسة الجديدة، التي قادها علماء في معهد الغذاء المستدام التابع لجامعة شيفيلد في بريطانيا، تقنيات معالجة وراثية للكشف عن أنه كلما زاد عدد الأوراق زادت مساحة الهواء، وتعمل القنوات مثل "القصبات الهوائية" وهي عبارة عن ممرات صغيرة تنقل الهواء إلى أسطح التبادل بين الرئتين البشرية والحيوانية، وبالتعاون مع الزملاء في جامعتي وتنجهام ولانكستر، أظهروا أن حركة ثاني أكسيد الكربون عبر المسام على الأرجح تحدد شكل وحجم شبكة القنوات الهوائية.
ويمثل الاكتشاف خطوة كبيرة إلى الأمام في فهمنا للبنية الداخلية للأوراق النباتية، وكيف يمكن أن تؤثر وظيفة الأنسجة على كيفية تطورها، والتي يمكن أن يكون لها تداعيات تتجاوز بيولوجيا النبات، في مجالات مثل البيولوجيا التطورية، كما توضح الدراسة أن نباتات القمح قد ولدت من قبل أجيال من الناس لتقليل عدد المسام على أوراقها وقنوات الهواء أقل، ما يجعل أوراقها أكثر كثافة وتسمح لها بالنمو بمياه أقل.