جدول المحتويات
مقدمة
تواجه النباتات تحديات كبيرة في البيئات التي تعاني من نقص المياه. للتغلب على هذه الظروف القاسية، طورت النباتات آليات مختلفة للبقاء على قيد الحياة، مثل الاستجابة لمستويات الرطوبة المنخفضة في التربة، والتبكير في الإزهار عند قلة الأمطار، وتجميع المياه عند توفرها.
وسائل التكيف مع شح المياه
تعتمد النباتات على مجموعة متنوعة من الاستراتيجيات للتكيف مع الجفاف. تبدأ العملية باستشعار نقص المياه، حيث تنتقل الإشارات من الجذور إلى الأجزاء الأخرى من النبتة. تستجيب النباتات عن طريق إنتاج حمض الأبسيسيك، وهو هرمون نباتي يساعدها على مقاومة الجفاف.
تشمل آليات التأقلم المختلفة:
- الحصول على الماء بكفاءة.
- تخزين الماء لفترات طويلة.
- تقليل فقد الماء عن طريق النتح.
- تغيير شكل ووظيفة الأوراق.
طرق الحصول على الماء
إحدى الطرق الرئيسية التي تتكيف بها النباتات مع الجفاف هي تطوير نظام جذري واسع وعميق. يمكن أن تمتد جذور بعض النباتات المعمرة إلى أعماق تصل إلى 24 مترًا للوصول إلى المياه الجوفية. في المقابل، تقوم نباتات أخرى، مثل الصبار، بتطوير جذور سطحية واسعة لامتصاص أكبر قدر ممكن من الماء خلال فترات قصيرة.
أساليب تخزين الماء
تعتمد النباتات على عدة طرق لتخزين المياه، بما في ذلك:
- تخزين الماء في الدرنات: الدرنات هي هياكل كبيرة تحت الأرض تعمل على حماية النباتات من الحيوانات وتخزين الماء.
- تخزين الماء في السيقان: كما في نبات الصبار، حيث يتم تخزين الماء في السيقان بسبب غياب الأوراق. تتم عملية التمثيل الضوئي في السيقان، التي تحتوي أيضًا على أشواك وطلاء شمعي لتقليل فقد الماء.
- تخزين الماء في أجزاء أخرى: يمكن أيضًا تخزين الماء في الأوراق والجذور وأجزاء أخرى من النبات.
آليات تقليل فقد الماء
يعد تقليل النتح (تبخر الماء من النبات) استراتيجية حاسمة للتكيف مع الجفاف. تشمل هذه الآليات:
- تقليل عدد أو حجم الأوراق والتخلص من الأجزاء الزائدة.
- تطوير هياكل متخصصة مثل الأشواك في الصبار.
- التخلي عن الأوراق خلال الأشهر الجافة وإعادة نموها في الأشهر الرطبة.
- تقليل عدد وحجم الثغور (المسامات الموجودة في الأوراق والسيقان) وإغلاقها أثناء النهار.
تعديلات في الأوراق
تعديل الأوراق هو وسيلة أخرى لتكيف النباتات مع الجفاف. مثال على ذلك هو تحول الأوراق إلى أشواك في نبات الصبار، مما يقلل من فقد الماء ويوفر الحماية من الحيوانات المفترسة. الأشواك تلعب دورًا هامًا في:
- حماية النبات من الحيوانات التي تبحث عن الماء.
- الاحتفاظ بالرطوبة حول النبات.
- حجب أشعة الشمس المباشرة، مما يقلل من التبخر.
أنواع التحورات في النباتات
تتضمن أشكال تحور النباتات لمقاومة الجفاف ما يلي:
- الجذور الداعمة: جذور سطحية واسعة تمتص الماء والعناصر الغذائية من التربة السطحية، وتوفر دعمًا إضافيًا للشجرة.
- التشابك: الاعتماد على نباتات أخرى للحصول على الدعم، حيث تلتصق السيقان بجذور النباتات المجاورة وتلتف حول سيقان الأشجار للوصول إلى ضوء الشمس.
- النمو على النبات: النمو على أسطح نباتات أخرى للحصول على ضوء الشمس والرطوبة، وامتصاص العناصر الغذائية من النبات المضيف.
- الأوراق الحمراء: وجود أوراق حمراء في النباتات الصغيرة لتعكس الضوء الأحمر وتوفير الحماية من أشعة الشمس القوية، قبل أن تتحول إلى اللون الأخضر لعملية البناء الضوئي.
نماذج لتأقلم النباتات
تشمل الأمثلة البارزة على تكيف النباتات مع الجفاف:
- نبات الزيروفيت: يتكيف بتغيير تركيبه الفيزيائي وسلوكه لامتصاص وتخزين الماء وتقليل النتح.
- نبات الأوكوتيلة: يدخل في حالة سبات خلال فصل الصيف الحار، ويسقط أوراقه خلال الأشهر الجافة، ثم يعود إلى الحياة عند توفر الماء.
المراجع
- US National Library of Medicine National Institutes of Health, “Plant adaptation to drought stress”, 30/6/2016.
- Fuminori Takahashi, Takashi Kuromori, Kaoru Urano & other (10/9/2020),”Drought Stress Responses and Resistance in Plants: From Cellular Responses to Long-Distance Intercellular Communication”,frontiersin.
- cactusway, “How Are Desert Plants Adapted To Survive In A Desert”.
- worldatlas, “How Are Plants Adapted To The Tropical Rainforest?”.
