سوبر نبات! عندما يتدخل العلم في التركيب الضوئي

كلنا منعرف الأهميّة الكبيرة للنباتات من غذاء وخشب وتنقية للهواء وغيرها بس مع زيادة التطور وبجهود الباحثين تم اكتشاف فائدة جديدة رح نتعرف عليها بهالمقال ....

النباتات ضروريّة لاستمرار الحياة، فقد قدّمت لنا منتجات ذات قيمة كبيرة مثل الغذاء والوقود الحيويّ ومواد البناء والأكسجين الذي نتنفسه، ويعود الفضل في ذلك لعضيّات صغيرة داخل أوراق هذه النباتات، معروفة باسم الصانعات الخضراء chloroplasts.

ولكنّ هذه الصانعات الخضراء ليست فعّالة جدّاً، فهي لا تمتصّ الضوء الأخضر (وهو ما يجعل معظم النباتات تبدو خضراء اللون)، كما لا تمتصّ حرارة الشمس المعروفة باسم الأشعّة تحت الحمراء. وعموماً فإنّها تضيّع من أشعّة الشمس أكثر مما تستخدم، حيث أنّ التركيب الضوئيّ لا يستخدم أكثر من 10% من أشعّة الشمس الواردة.

فلمَ لا تُعطى النباتات وصانعاتها الخضراء دعماً في وظيفتها هذه؟؟!

وهذا ما حدث، فقد قام مجموعة من علماء الكيمياء الحيويّة ومهندسي الكيمياء في دراسة جديدة بتضمين أنابيب الكربون نانونيّة -أنابيب مجهريّة أرقّ من شعرة الإنسان - في صانعات خضراء حيّة.

وقد قال المهندس الكيميائيّ Juan Pablo Giraldo بأن العلماء تصوّروهم كمواد حيويّة هجينة جديدة لتسخير الطاقة الشمسيّة، ومواد ذات إصلاح ذاتيّ، وكواشف عن الملوّثات الكيميائيّة والمبيدات الحشريّة والعدوى الفطريّة والبكتيريّة.

في البداية أزال الباحثون الصانعات الخضراء من بعض أوراق السبانخ ووضعوها في محلول سكريّ، ثمّ قدّم الباحثون أنابيب الكربون النانويّة مما أدّى إلى انغراسها في الغشاء الخلوي المحيط بهذه الصانعات. هذه العملية تحدث خلال ثوان ولا تتطلّب حرارة أو محفّزاً أو أيّ شيء آخر.

ولم تتغيّر النتئج عند إعادة التجربة على الصانعات الخضراء في النباتات الحيّة، والأهمّ من ذلك أنّها لم تسبب موت الأوراق أو النبات على مدى عدة أسابيع.

قد يكون لهذا الاكتشاف فوائد كبيرة إن أمكن استخدام الأنابيب النانوية لتقديم قطع من الـDNA ذات وظائف محدّدة إلى الصانعات الخضراء.

فعلى سبيل المثال، استخدم الباحثون الأنابيب النانويّة لحمل جزيئات نانوية من السيريا ceria، وهو مركب يتألّف من الأكسجين والسيريوم "أحد المعادن النادرة" إلى الصانعات الخضراء. فبدا أنّ جزيئات النانو سيريا nanoceria تساعد في إزالة بعض من الأكسجين الناتج عن عملية التركيب الضوئي التي غالباً ما تؤدّي إلى تخريب الآليّة الخلويّة.

إلّا أنّه وبشكلٍ ما، يبدو أنّ أنابيب الكربون النانويّة وحدها تجعل عمليّة التركيب الضوئيّ أفضل، حيث بعد 6 ساعات تزيد الصانعات الخضراء مع أنابيب الكربون النانويّة من معدّلات التركيب الضوئيّ بمعدّل ثلاث مرّات أكثر من الصانعات الخضراء غير المعالجة، بما في ذلك زيادة نقل الالكترونات وتحريرها بواسطة أشعّة الشمس بنسبة 49%. ولكنّ أثر هذه الأنابيب على صنع الغلوكوز وتغذية النبات يبقى غير واضح.

عملت هذه التقنيّة سواءً في الصانعات الخضراء المعزولة والصانعات التي لاتزال في الأوراق، وعلى الرغم من أنّ الآليّة غير معروفة تماماً، فإنّ أكثر التفسيرات منطقيّة هي أنّ أنابيب الكربون النانويّة تمتصّ المزيد من ضوء الشمس وتعطي الإلكترونات في عمليّة التركيب الضوئيّ، أو الأنابيب النانويّة يمكن أن تسرّع عمليّة نقل الإلكترونات ضمن عمليات التركيب الضوئيّ، لكنّ الإثبات سيتطلّب المزيد من العمل.

أظهرت الأنابيب النانويّة أيضاً أنّهاً يمكن أن تكون بمثابة أجهزة استشعار، حيث تتألّق أوراق الشجر مع الأنابيب النانويّة عند التعرض للأشعّة تحت الحمراء، ولكن يتوقّف هذا التألّق بوجود أكسيد النيتريك، وهو مركّب شائع للنباتات والتلوث!! ويمكن استخدام مثل هذه النباتات "الآليّة" كأجهزة كشف بيوكيميائيّة لرصد الظروف البيئيّة في المدن وحقول المحاصيل و المطارات أو المرافق الأمنيّة المشدّدة، كما أشار Giraldo إلى أنّ أجهزة الاستشعار هذه يمكن أيضاّ أن تكون ذات قدرة على إصلاح الذات كما النباتات.

تقترح الأبحاث أنّ المساحات الخضراء المعزّزة بأنابيب الكربون النانويّة قد تكون أكثر فعالية في استثمار أشعّة الشمس والهواء والماء، على الرغم من أنّ إضافة هذه المواد ستكون عمليّة شاقّة ويمكن أن يكون لها تأثيرات غير معروفة على المدى الطويل على الغطاء النباتيّ ككلّ وكذلك على البيئة. إلّا أنّ أنابيب الكربون هذه غالية جداً، واستخدامها في التربة لزيادة فعالية النبات قد يستغرق وقتاً طويلاً...

يُعتبر هذا الاكتشاف عظيماً للنباتات .. وأكيد في اكتشافات كتير بالنسبة للنباتات بانتظار الباحثين وجهودن.

المصدر:

هنا

هنا