قم بالتسجيل في النشرة الإخبارية للعلوم Wonder Theory على قناة CNN. استكشف الكون بأخبار الاكتشافات الرائعة والتقدم العلمي والمزيد.
إن العلاقة القديمة المترابطة التي تساهم في النظم الغذائية واستقرار النظام البيئي في جميع أنحاء العالم يمكن أن تتغير.
يمكن للعديد من النباتات المزهرة التلقيح الذاتي، أو نقل حبوب اللقاح بين أزهارها لتوليد البذور وانتشارها، ولكن معظم هذه النباتات اعتمدت على الملقحات مثل الفراشات والنحل للتكاثر.
الآن – وسط الانخفاضات التي تم الإبلاغ عنها في العديد من مجموعات الملقحات – كشفت دراسة جديدة عن تطور نظام التزاوج لأحد أنواع الزهور عن تحول ملحوظ يمكن أن يؤدي إلى تفاقم التحديات التي تواجهها الحشرات الشريكة للنباتات.
قد يكون التطور الإنجابي للزهور مرتبطًا بالتغيرات البيئية مثل تدمير الموائل والانخفاض السريع المستمر في التنوع البيولوجي للملقحات، وفقًا لسامسون أكوكا بيدول، الذي قاد الدراسة المنشورة في 19 ديسمبر في مجلة New Phytologist.
وبمقارنة بذور زهور الثالوث البرية التي تم جمعها منذ عقود في فرنسا مع سلالات النباتات الحديثة، اكتشف أكوكا بيدول وزملاؤه أن زهور اليوم أصغر حجمًا وتنتج رحيقًا أقل نتيجة لزيادة التلقيح الذاتي، وهو ما له تأثيرات مباشرة على سلوك الملقحات. . وفقًا للدراسة، فإن زهور الثالوث في الماضي كانت أقل تخصيبًا ذاتيًا واجتذبت ملقحات أكثر بكثير من تلك الموجودة في الوقت الحاضر.
وقالت أكوكا بيدول، باحثة الدكتوراه في جامعة مونبلييه: “يبدو أن السمات الوحيدة التي تشارك في التفاعل بين الملقحات النباتية هي التي تتطور”. يمكن أن تحد التغييرات من قدرة النباتات على التكيف مع التغيرات البيئية المستقبلية، ولها آثار على “كل التنوع البيولوجي الزهري” – مما قد يؤدي إلى تقليل التنوع الوراثي للنباتات المزهرة، وأنواعها، وتنوع النظام البيئي.
وقال المؤلف المشارك في الدراسة بيير أوليفييه تشيبتو لشبكة CNN: “قد يؤدي هذا إلى زيادة انخفاض الملقحات ويسبب حلقة ردود فعل مفرغة”. وأوضح أنه إذا أنتجت النباتات كمية أقل من الرحيق، فسيكون هناك قدر أقل من الغذاء المتاح للملقحات، الأمر الذي سيؤدي بدوره إلى تسريع معدل تضاؤل أعداد الحيوانات.
وقال تشيبتو، عالم البيئة التطورية في المركز الوطني الفرنسي للبحث العلمي والأستاذ في جامعة مونبلييه: “الرسالة الرئيسية هي أننا نشهد حاليًا الانهيار التطوري للملقحات النباتية في البرية”.
إحياء النباتات
باستخدام طريقة تسمى “بيئة القيامة” لإجراء البحث، قام فريق الدراسة بإنبات بذور أربع مجموعات من زهور الثالوث البرية، المعروفة علميًا باسم Viola arvensis، والتي تم جمعها في التسعينيات وأوائل القرن الحادي والعشرين في منطقة باريس.
وأوضح أكوكا بيدول أن بعض مواد التكاثر، أو أجزاء النبات التي يمكن استخدامها لزراعة نبات جديد، يمكن أن تبقى في مرحلة البذور “لفترة طويلة جدًا”. إنهم يعيشون، ولكن بمعدل استقلابي منخفض جدًا. قال: “إنها مثل قيلولة طويلة”.
في عام 2021، حصل الفريق على زهور الثالوث الحقلية من المكان المحدد الذي تم فيه جمع بذور الأسلاف قبل 20 إلى 30 عامًا. أجرى العلماء بعد ذلك تحليلًا جينيًا سكانيًا نظر في معدلات التلقيح الذاتي والتغيرات في الزيجوت المتغاير، أو التباين الوراثي، بالإضافة إلى التغيرات في سمات الأزهار المرتبطة بجاذبية الملقحات.
ووجد الباحثون أنه في عينة مكونة من 4000 زهرة، ارتفعت معدلات الإخصاب الذاتي من حوالي 50% للزهور التي تم جمعها قبل عقدين إلى ثلاثة عقود إلى ما يقرب من 80% لنسلها الطبيعي. وفي الوقت نفسه، كانت أسطح الزهور “المبعثة” أكبر بنسبة 10%، وأنتجت رحيقًا أكثر بنسبة 20%، وكان عدد النحل الطنان الذي يتردد عليها أكبر من نظيراتها الحديثة.
“”بوليصة تأمين””
قال جريتشين لوبون، أستاذ علم الأحياء في جامعة ولاية سان فرانسيسكو الذي درس التفاعلات بين الملقحات والنباتات، إن زيادة أنواع النباتات المزهرة ذاتية التلقيح، أو “الذاتية”، ليست دائمًا أمرًا سيئًا.
وقال لوبون، الذي لم يشارك في الدراسة: “إن طريقة التفكير في (الذات) هي نوع من استراتيجية التمسك”. وأضافت أنه على الرغم من أن زيادة الذات غالبًا ما تؤدي إلى انخفاض في التنوع الجيني لدى السكان، من بين العديد من العواقب السلبية الأخرى، إلا أنها يمكن أن تحافظ أيضًا على السكان. “مثل بوليصة التأمين.”
إن انخفاض التباين الوراثي داخل مجموعة النباتات مهم لأن النباتات التي لديها مخزون من التباين الوراثي يمكنها الاستجابة بشكل أفضل للتغيرات البيئية الكبرى، مما يقلل بشكل فعال من خطر الانقراض.
ولكن عند قراءة الورقة الجديدة، قال لوبون إن جزءًا منها “اعتقد في الواقع أن الزيادة في الذات تعني أنه سيتم الحفاظ على السكان”. “إذا تمكنت النباتات من البقاء على قيد الحياة عبر الزمن، وتزايدت أعداد الملقحات مرة أخرى، فسيقال إن هذه آلية للحفاظ على الأنواع”.
من غير الواضح ما إذا كان من الممكن عكس هذا التحول التطوري، على الرغم من أن البحث الجديد يشير إلى أن هناك توقعًا لاستنفاد التنوع الجيني لمجموعات النباتات عند الأوان، وفقًا لـ Acoca-Pidolle.
وأشار إلى أن “بعض العلماء يعتقدون أنه قد تكون هناك نقطة تحول لا يمكن للنبات بعدها العودة إلى الوراء”، مضيفًا أن التحول التطوري يعتبر كلاسيكيًا “لا رجعة فيه”. وقال أكوكا بيدول إن التحقيق فيما إذا كانت زهور الثالوث البرية هذه لديها القدرة على التعافي من تأثيرات الذات هو السؤال الكبير التالي.
وقال لوبون إنه في غضون ذلك، من المهم الاعتراف بأن المؤلفين لا يملكون حقًا البيانات حول ما كان يحدث مع الملقحات قبل 20 إلى 30 عامًا. وقالت: “الشيء الوحيد الذي لا يمكنهم توثيقه هو حجم الاختلاف في الملقحات في هذه المواقع في ذلك الوقت والآن”، والذي ينبع من الثغرات في مراقبة الملقحات على نطاق واسع تاريخيًا.
وقال لوبون “(الدراسة) هي دليل مهم حقا على الروابط الوثيقة بين مجتمعات النباتات والملقحات”. “أعتقد أن الخطوة التالية في البحث هي فهم الآثار المترتبة على الملقحات.”
البصمة البشرية الدائمة
وقد وجدت دراسات حديثة أخرى أن انخفاض أعداد الملقحات، وهو فرع من الأنشطة البشرية الضارة، يهدد مستقبل المحاصيل الغذائية وبقاء العديد من الأنواع التي تعتمد عليها.
وتدعم مجموعة الأبحاث المتزايدة قضية اتخاذ تدابير عاجلة للحفاظ على البيئة – مثل تطوير وحماية الموائل الغنية بالزهور التي تعمل كموارد للزهور والتعشيش – للمساعدة في إحباط انخفاض الملقحات العالمية، وفقًا لأكوكا بيدول.
وقالت أكوكا بيدول لشبكة CNN: “تأثيرنا لا يقتصر على قتل بعض النباتات الفردية فحسب، بل نضعها على مسار تطوري قد يكون سيئاً بالنسبة لها”. “وحتى بعد أن نختفي، لفترة طويلة، سيكون لدينا بصمة على هذا المسار التطوري للعديد من الأنواع، والتنوع البيولوجي للكوكب”.
أيوريلا هورن مولر أفاد موقع Axios وClimate Central. ومن المقرر أن يصدر كتابها “الملتهمة: القصة غير العادية لكودزو، الكرمة التي أكلت الجنوب” في الربيع.
لمزيد من الأخبار والنشرات الإخبارية لـ CNN، قم بإنشاء حساب على CNN.com