الرئيسية / أخبار زراعية / كيف يتم البناء الضوئي في النباتات الملونة والبيضاء

كيف يتم البناء الضوئي في النباتات الملونة والبيضاء

كيف تنتج الاوراق البيضاء الطاقة في غياب الكلوروفيل ؟ 

ا. د. محمد المليجي 

نري بعض النباتات لها اوراق وازهار وسيقان بيضاء او حمراء او صفراء وبالوان عديدة احيانا ونري ايضا نباتات زينة بأوراقمبرقشة بها مساحات بيضاء متناثرة كبيرة او صغيرة فكيف تتم عملية البناء الضوئي في انسجة ليست خضراء اي لا تحتويبلاستيدات خضراء وكلوروفيل ؟ 

ج: التمثيل الضوئي (الذي يعني حرفياً “تجميع الضوء”) هو تلك العملية الكيميائية الأنيقة التي أطلقت الحياة كما نعرفها منذحوالي 4 مليارات سنة.  للإجابة على السؤال، سنحتاج إلى درس كيمياء قصير.  ستة جزيئات من الماء (H2O) بالإضافة إلىستة جزيئات من ثاني أكسيد الكربون (CO2) في وجود 

الطاقة الضوئية تنتج جزيء واحد من سكر الجلوكوز (C6H12O6) وتنبعث منها ستة جزيئات من الأكسجين (O2) كمنتجثانوي.  جزيء السكر هذا يقود العالم الحي.  تأكل الحيوانات النباتات ، ثم تتنفس الأكسجين ، الذي يستخدم في حرقالسكر ، وإطلاق الطاقة الشمسية المخزنة في الجلوكوز وإطلاق ثاني أكسيد الكربون كمنتج ثانوي.  هذه هي الحياةباختصار. 

 في النباتات الملونة 

تحتوي جميع نباتات البناء الضوئي على جزيء صبغ يسمى الكلوروفيل.  يمتص هذا الجزيء معظم الطاقة من الجزءالبنفسجي والأزرق والبرتقالي المحمر من طيف الضوء.  لا يمتص اللون الأخضر ، لذلك ينعكس ذلك على أعيننا ونرى الورقةخضراء.  هناك أيضًا أصباغ ملحقة ، تسمى الكاروتينات ، تلتقط الطاقة التي لا يمتصها الكلوروفيل.  هناك ما لا يقل عن600 كاروتينات معروفة ، مقسمة إلى زانثوفيل صفراء وكاروتين أحمر وبرتقالي.  تمتص الضوء الأزرق وتظهر لأعيننا صفراءأو حمراء أو برتقالية.  أنثوسيانين هو صبغة مهمة أخرى لا تشارك بشكل مباشر في عملية التمثيل الضوئي ، ولكنها تعطيالسيقان الحمراء أو الأوراق أو الزهور أو حتى الثمار لونها.

من الواضح ان النباتات الملونة تمكنت من البقاء على قيد الحياة جيدًا بدون أوراق خضراء وفي مستويات الإضاءة المنخفضة.  ومع ذلك ، في يوم مشمس ، لا يوجد فرق جوهري بين قدرة الأوراق الحمراء والخضراء على حبس طاقة الشمس. 

في النباتات البيضاء او المبرقشة

هذا في النباتات الملونة او الخضراء فماذا يحدث في النباتات البيضاء كليا او جزئيا ؟ هناك ثلاث طرق لهذه النباتاتللحصول على الطاقة بكفاءة. 

١- نباتات تظهر لك بيضاء تماما وهي في الواقع تحتوي الكلورفيل كاملا كأي نبات اخضر كنبات الكوليوس Coleus الجميلفهو يحتوي الكلوروفيل ولكن حدث تغير في تركيب الخلايا لتحجب رؤية انعكاس اللون الأخضر لذلك فهو تغير هندسي فقطفي خلايا بشرة النبات تجعل اللون ابيض او درجات من الأخضر بينما الاوراق تحتوي الكلورفيل بصورة عادية ولكي تتأكد منذلك خذ ورقة وانظر لها مقابل اشعة الشمس وستجدها ليست بيضاء بل خضراء. changed the architecture of their leaf cell layers in the non-green areas, creating refraction effects that make the leaves appear white, but don’t significantly change their photosynthetic efficiency

٢- نباتات اوراقها بها مساحات بيضاء ومساحات خضراء Variegated مثل Caladium وهذه المساحات البيضاء لا تحتويالكلوروفيل وتحتوي صبغات اخري ولكن عملية البناء الضوئى قوية جدا في المناطق الخضراء ولذلك تمد المناطق البيضاءبالطاقة. 

٣- نباتات بيضاء تماما لا تحتوي صبغات تقوم بالبناء الضوئي لتعيش مستقلة وهذه نباتات متطفلة عادة تستمد طاقتها من التطفل على نباتات اخري كنبات الشبح والهالك والحامول.  

عن Mohamed El Meleigi

Professor of Plant Pathology and Microbiology Worked in University Alexandria Egypt, North Dakota State University, University of Kentucky, Kansas State University, king Saud University, Qassim University

اقرأ ايضاً

مرض الإلم الهولندي

خمس اساسيات من علم امراض النبات في مرض DED

خمس اساسيات من علم امراض النبات في مرض الإلم الهولندي DED ، خمس اساسيات من علم امراض النبات تحكيها قصة هذا المرض المسمي بمرض اشجار الإلم الهولندي Dutch Elm Disease ويرمز له في المراجع ب DED والذي يسببه الفطر  Ophiostoma novo-ulm ،دراسة هذا المرض فقط تعلمكالكثير اساسيات علم امراض النبات وللمرض قصة معى شخصيا لا أنساها. عندما حللت ضيفا على قسم امراض النبات بجامعة ولاية نورث داكوتا بالولايات المتحدة الامريكية عام ١٩٧٤م لدراسةالدكتوراه كان من متطلبات الدراسة وبعد اسابيع من التحاقي بها أن أقدم محاضرة عامة في القسم Seminar عن موضوعمن مواضيع يختارها القسم. اخترت حينها مرض DED الذي هو موضوعنا وكان اختيار موفق والحمد لله. جمعت كل ماهومتاح عن المرض ووجدت في دراسته متعه حقيقية وكانت المحاضرة ناجحة للغاية رغم اني كنت في بداية دراستي ولم يعرفنياحد الا من خلال هذه المحاضرة التى ما زلت احتفظ باوراقها. مرض اشجار الالم (Ulmus spp.) هذا كان اهم مرض فطري شغل امريكا لفترة طويلة لأنه يصيب اجمل اشجار الظلالضخمة المنتشرة في انحاء امريكا حتي قضي عليها شبه قضاء تام، ومن المفارقات انه اثناء حكم رونالد ريجين واثناء وجودهفي البيت الابيض سقطت شجرة إلم ضخمة في فناء البيت الابيض فخرج مسرعا على صوت سقوطها وعندما سأل عن سببسقوطها فقالوا له أنه شجرة مريضة، تعجب ريجين وقال وهل تمرض النباتات ؟ بعد ان فهم الرئيس الامريكي ان النباتاتتمرض امر بزيادة الدعم لابحاث امراض النبات حينها ورب ضرة نافعة. نعود لموضوعنا الاساسي وهو كيف يحكي هذا المرض ويشرح علم امراض النبات.  انتقل هذا المرض من اوروبا الى امريكافي نهاية القرن الثامن عشر مع براميل الخمور المصنوعة من خشب الالم الاوروبي وكان النقل للخنافس الناقلة Scolytus multistriatus والفطر معا. عادة يتم تبخير الخشب قبل تصنيع البراميل ولكن هذا لم يحدث كما ان الخمور كانت محرمة فيامريكا وتهرب في بطون السفن من اوروبا حينها فلا تمر باي نوع من الحجر.  هذه اول اساسيات علم امراض النبات ١-الحجر الزراعي مهم للغاية لمنع دخول امراض وحشرات جديدة للدولة فدخول الفطر والحشرة الناقلة الى مدينة شيكاغوحيث بدأ انتشار المرض كان بسبب فشل الحجر الزراعي وتهريب خشب ملوث بالخنافس والفطر. الكثير من الامراض النباتيةالجديدة يدخل البلاد من خلال المواني والمطارات وبصحبة الركاب دون ان تمر بالحجر.  وجد ان المرض ينتشر من خلال خنافس تنخر في الساق وتزرع الفطر الذي تحمله فينتشر في الاوعية الخشبية ويسبب تكوينتيلوسات وهي خلايا برانشيمية من النبات نفسه تنتفخ كالبلونات داخل الوعاء الخشبي الناقل للماء بهدف وقف انتشار الفطرفي الاوعية ولكنها في النهاية تسد الأوعية وتمنع سريان الماء فيحدث الذبول الذي نراه كثيرا في الامراض الوعائية كالذبولالفيوزاريومي. كما وجد ان الفطر ينتقل من شجرة الى اخري عن طريق تلامس الجذور تحت سطح التربة. تتم مكافحة المرضعن طريق مكافحة الحشرات الناقلة التى تتحرك بسرعة ٥٠ متر في اليوم.  هذه تشرح لنا ثلاث اساسيات اخري من علم امراض النبات وهي  ٢- تحتاج مسببات امراض النبات الى ناقل، نري هنا دور الحشرات في نقل مسببات امراض النبات وان كل مسبب مرضى سواء كان فطر او بكتيريا او فيروس يحتاجلناقل له والناقلات عديدة مثل الحشرات والبذور والادوات والتربة والماء والهواء والحيوانات وحضرتك كإنسان،   ٣- الامراض النباتية مختلفة كثيرا في طريقة تاثيرها على النبات حيث تختلف امراض الذبول عن امراض التبقع وامراضالعفن واللفحات وغيرها ولا بد من دراسة تشريح وفسيولوجيا النبات لفهم احداث واعراض المرض. ٤- مكافحة المرض لا تتوقف عند مكافحة المسبب الذي تراه بل تحتاج للتعامل مع الناقل الذي يجب التحكم فيه فعندما تريحشرات في حقلك حتى ولو كانت غير ضارة فقد تكون ناقلة للمرض ومن اهم الحشرات الناقلة للامراض المن والتربس والذبابةالبيضاء والخنافس. لم يكن هناك طريقة لعودة أشجار الإلم الجميلة للولايات المتحدة الامريكية الا من خلال برنامج تربية نبات طويل بينتخصصات الوراثة وامراض النبات للحصول على اصناف مقاوم للخنافس لتعود الشجرة تدريجيا الآن بعد اكثر من سبعونعاما من التدهور اختفت فيه من معظم انحاء امريكا ولم تحميها غير حبال روكي وفي هذا قاعدة خامسة من قواعد علمامراض النبات وهي ٥- مكافحة الامراض اجدي واطول عمرا من خلال انتاج اصناف مقاومة  الجديد عن هذا المرض هذه الأيام مدهش للغاية وهو ان بعض الباحثين لقحوا اشجار سليمة صناعيا بالفطر وبعد ٧٢ ساعةفحصوا الاوعية الخشبية البعيدة عن موضع الإصابة فوجدوها كونت تيلوسات او خلايا بلونية تسد الاوعية وهذا معناه انالنبات شعر بوجود الفطر وتعرف عليه وبدأ يعد نفسه لمقاومته خلال ساعات قليلة ولم ينتظر حتى تتسلل هيفاته الى الوعاءالخشبي او يرسل الفطر سمومه من خلال الماء كما تعلمنا في امراض الذبول. في الواقع هذا ادهشني كثيرا ويدل على انهناك الكثير الذي لا نفهمه بعد عن النبات وقدراته الحسية ووسائله للدفاع عن نفسه. كيف شعرت شجرة ضخمة بفطر لا يريبالعين دخل في مكان ما في جسدها لتستعد له بهذه السرعة ؟ الله اعلم. اذا وباختصار فالمرض النباتي يحتاج ناقل والحجر الزراعي مهم للغاية ومكافحة المرض لا تكفي بدون مكافحة الناقل كما انالبحث عن اصناف مقاومة افضل وسائل الوقاية من الامراض النباتية. 

Leave a Reply