الرئيسية / أخبار زراعية / أهمية الخميرة Yeast

أهمية الخميرة Yeast

صناعة الخبز أقدم المهن التى امتهنها البشر وأقدم المخلوقات غير المرئية على الارض التى وظفها الإنسان لخدمته هيالخميرة. كم من مرة سمعت عن الخميرة وتجديد الخميرة وكم مرة سألت نفسك لماذا يرتفع العجين قبل خبيزه وبعد خبيزة. 

ما هو سر تلك الخميرة الساحرة التى اتفق كل البشر على استخدامها في صنع الخبز وفي صنع الخمور  والكحولات ايضا.  

الخميرة كائن دقيق لا يري بالعين المجردة ولذلك نسميه Microorganism واسمه يأتي من صنعته لأنه يخمر الاوساط التىيعيش فيها ويسبب ظهور روائح عفنه احيانا. 

الخميرة ابسط انواع الفطريات وربما الكائنات الدقيقة ولكنها اكبر بعشر مرات على الاقل من البكتيريا لأنها مكونة من خليةواحدة. ولكنها نموذج للحياة في كل الكائنات الحية حيث توجد لها دورة حياة وتتزاوج وتنجب بطرق مختلفة لا تخطر للانسانعلى بال. الخميرة بها انواع عديدة منها النافع ومنها الضار ولكنها لا في كل الاحوال لا تستطيع تجهيز غذائها بنفسهاكالنباتات الخضراء فهي لا تحتوي الكلوروفيل. ولذلك تحتاج مصدر بسيط للكربون وتحتاج الاملاح المعدنية ومصدر للنيتروجينوالفيتامين والبيوتين. 

 ما فائدة الخميرة؟

 استخدم الناس الخميرة ، وهي بلا شك واحدة من أقدم الكائنات الحية المستأنسة ، من أجل التخمير المتحكم فيه للطعاموالشراب وللتخمير في الخبز عبر التاريخ المسجل.  اليوم ، يتم استخدامها أيضًا في مجموعة متنوعة من عمليات التخميرالتجاري وتحويل الكتلة الحيوية.  تعتمد فائدتها على قدرتها على تحويل السكريات ومصادر الكربون الأخرى إلى إيثانول فيغياب الهواء (اللاهوائي) ، وإلى ثاني أكسيد الكربون والماء في وجود الهواء (الهوائية).  يعتبر الإيثانول بديلاً قيمًا للبترولكوقود وكمواد خام لتصنيع العديد من المواد الكيميائية التجارية الهامة.

 الخميرة هي أيضا طعام جيد.  إنه غني بالبروتين وهو مصدر جيد بشكل غير مألوف لفيتامينات ب.  يوفر مصدرًا قيمًاللعناصر الغذائية المهمة في الأنظمة الغذائية قليلة اللحوم أو النباتية.  ولكن في حين أن القليل من الانبعاث من المطبخ محيرتمامًا مثل رائحة الخميرة للخبز ، يتفق معظم الناس على أن الخميرة النقية مذاقها سيء للغاية.

 للأجناس الأخرى من الخميرة استخدامات عملية أيضًا.  يمكن للبعض استخدام الهيدروكربونات ، مثل البترول ، كمصدرللكربون.  يمكن لهذه الكائنات الحية تحويل البترول إلى بروتين.  يتم استخدامها لإزالة البترول كمادة ملوثة من البيئة وتحويلالهيدروكربونات منخفضة الجودة إلى بروتين لتستهلكه الحيوانات.

التكاثر الخضري 

خميرة الخباز أو خميرة التخمير ، هي سلالات من النوع Saccharomyces cerevisiae وتتكاثر خضريا بالتبرعم حيث ينبتعلى الخلية الام برعم يتضخم وينمو حتى يصبح بحجم الام وهنا تنقسم النواة الى نواتين متطابقتين Mitosis ثم ترحلاحداهما الى الخلية الجديدة. 

أما النوع الثاني من الخمائر المسمي Schizosaccharomyces فيتكاثر خضريا بالتمدد الخلوي طوليا ثم الانقسام كمايحدث في البكتيريا. 

التكاثر الجنسي في الخميرة 

التكاثر الجنسي في الخمائر عجيب حقا بالخميرة مثل غالبية الفطريات تحمل عدد فردي من الكروموسومات 1N ولكنها عندماتتزاوج تكون زيجات مزدوج الكروموسومات 2N . تلجأ الخميرة للتكاثر الجنسي فقط عندما تشعر بالجوع او تحرم من مادةمهمة من متطلبات الحياة. التكاثر الجنسي هو السبيل الوحيد للحصول على سلالات جديدة قد تتحمل ظروف القحط الجديدة. القسوة وحدها تدفع هذه الكائنات للتغير كدرجات الحرارة المتطرفة او المبيدات او الكيماويات او نقص الغذاء. 

عندما تشرع خلايا الخميرة في التزاوج تقيم حفل زواج فاخر حقا وتتشكل الخلايا الراغبة في الزواج الى من الشكل المستديراو البيضاوي الى شكل كمثري مميز ولا يمكن التمييز بين الذكر والانثي بالشكل ولكن الإناث منها تفرز مادة معينة كالعطرتماما تسمي pheromones وكذلك الذكور تفرز pheromones اخري تتوافق فقط مع افرازات الانثي فيحدث الانجذاب فقطبين الذكر والانثي وتتنافر الاجناس المتشابهة ويحدث القران بين ذكر وانثوي متوافقين  ويتكون الزيجوت من خليتين متعانقين. 

في الزيجوت تندمج الأنوية فردية الكروموسومات1N لتكون نواة ثنائية الكروموسومات 2N (Diploid) وفي منطقة تزاوجالخليتين يتبرعم الزيجوت ويتكاثر ايضا ثم  يحدث في النواة انقسام اختزالي Meiosis ويتكون كيس اسكي Ascus به اربعجراثيم 1N. 

الوراثة والخميرة 

هذا الكيس الشفاف الذي يحتوي غالبا اربع جراثيم ( قد تكون ثلاثة او اثنين) تشبه البرتقال كان ومازال وسيلة عظيمة لتتبعتوريث الصفات الوراثية وفهم سلوك الجينات لدي العلماء. ولذلك تعتبر الخميرة من اعظم وسائل الدراسات الوراثية في العالم.  

انتاج الخميرة 

تستخدم الخميرة في أغراض متعددة من التسميد حتى تخمير الخبز وانتاج البروتين وحيد الخلية وتنقسم الخميرة وتتكاثربأعداد فلكية بعد فترة التحضير التى تبلغ عدة ساعات حسب الظروف البيئية المحيطة وتستطيع خليه واحدة ان تصل الى١٠٠مليون خلية في يومين او ثلاثة. ولكن الخميرة لديها ايضا خطط لتحديد النسل عندما تتعرض لظروف صعبة فتفرز موادفي بيئتها مع زيادة العدد تصبح سموما لها فتقتل الكثير منها بل وقد تقتل المستعمرة بالكامل.  ولهذا يتم تجديد الخميرة التىيقوم بها الناس دون ان يدروا ما السبب في موت الخمائر القديمة. 

الخميرة والأمراض 

بقي شيء مهم وهو ان من الخمائر المفيد جدا وهي الخمائر التى تحلل لنا الغذاء وتنتج البروتين والاحماض الامينية التىتغني عن البروتين الحيواني احيانا وكذلك خمائر الخبيز والتخمر وخمائر المعدة في الانسان والحيوان ولكن منها الضاربالجلد في الانسان ومنها القاتل احيانا الذي يهاجم الانسان اذا انخفضت مناعته. 

هل هناك أي شيء سيء عن الخميرة؟

 يمكن أن تكون الخميرة بالفعل ضارة.  في الواقع ، هناك خميرة ممرضة شائعة للغاية Candida albicans، يحملها معظمالناس في شكل حميد ففي حين أنها غير ضارة في الأشخاص الأصحاء ، إلا أنها في الأشخاص الذين تضعف استجابتهمالمناعية يمكن أن يصبح معديًا ويتحول إلى عامل ممرض خطير.  يصعب السيطرة على هذه العدوى بشكل خاص لدى البشرلأن الميتابوليزم في الخميرة يشبه إلى حد كبير ما لدينا.  

الأدوية السامة للخميرة هي أيضًا سامة للإنسان.  الخميرة الممرضة الأخرى السيئة بشكل خاص ، Cryptococcus neoformans ، تنتج التهاب السحايا الذي يهدد الحياة.  تُعرف هذه الخمائر باسم “مسببات الأمراض الانتهازية” لأنهاتشكل تهديدًا خطيرًا فقط للأشخاص الذين يعانون من ضعف الاستجابات المناعية مثل أولئك المصابين بالإيدز.

ا. د. محمد المليجي

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

Dutch Elm Disease

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