بقلم ويل دنهام
واشنطن (رويترز) – تمثل النباتات المزهرة – من الذرة والقمح والأرز والبطاطس إلى أشجار القيقب والبلوط والتفاح والكرز وكذلك الورود والتيوليب والأقحوان والهندباء وحتى زهرة الجثة وزنبق الفودو – حجر الزاوية في النظم البيئية للأرض و ضرورية للبشرية.
يوفر البحث الجديد المستند إلى بيانات الجينوم لـ 9506 نوعًا، بالإضافة إلى فحص 200 حفرية، أعمق فهم حتى الآن للتاريخ التطوري للنباتات المزهرة، والتي تسمى كاسيات البذور – وهي أكبر مجموعة نباتية وأكثرها تنوعًا. وهو يشرح بالتفصيل كيف ظهرت كاسيات البذور وأصبحت هي المهيمنة خلال عصر الديناصورات وكيف تغيرت مع مرور الوقت.
ابتكر العلماء شجرة حياة جديدة لكاسيات البذور، تغطي 15 مرة أنواعًا من النباتات المزهرة – ما يقرب من 60٪ منها – مقارنة بأقرب دراسة مماثلة.
وقال عالم النبات ويليام بيكر من الحدائق النباتية الملكية في كيو (RBG Kew) في لندن، وهو كبير مؤلفي البحث الذي نشر يوم الأربعاء في مجلة نيتشر: “إنها قفزة هائلة إلى الأمام في فهمنا لتطور النبات”.
كاسيات البذور، نباتات تنتج الزهور وتنتج بذورها في الفاكهة، تضم حوالي 330.000 نوع وتشكل حوالي 80% من نباتات العالم. وهي تشمل، من بين أمور أخرى، جميع المحاصيل الغذائية الرئيسية والأعشاب ومعظم الأشجار عريضة الأوراق ومعظم النباتات المائية. أقرب أقربائها هي عاريات البذور، وهي مجموعة سبقتهم على الأرض وتشمل الصنوبريات وبعض الأنواع الأخرى، مع ما يزيد قليلاً عن 1000 نوع.
حددت الدراسة نبضتين من التنويع بين كاسيات البذور. حدث الأول قبل حوالي 150-140 مليون سنة في فجر وجودها خلال عصر الدهر الوسيط، مع ظهور 80% من سلالات كاسيات البذور الرئيسية خلال تلك الفترة. وحدث الحدث التالي بعد حوالي 100 مليون سنة خلال حقبة الحياة الحديثة، بعد انقراض الديناصورات وظهور الثدييات، وسط انخفاض درجات الحرارة العالمية.
وقال بيكر: “تمتلك كاسيات البذور العديد من التكيفات الهيكلية التي تمنح مزايا أكثر من عاريات البذور، ولكن أهمها تلك التي تساهم في نجاح التكاثر”.
تحتوي كل من عاريات البذور وكاسيات البذور على بذور، لكن النباتات المزهرة تحتوي على بذور تحميها من الجفاف وتمكنها من الازدهار في نطاق أوسع من البيئات، من المناطق الاستوائية إلى الصحاري إلى القارة القطبية الجنوبية.
لقد طوروا أيضًا الزهرة، وهي البنية التي سمحت لهم بتكوين علاقات مع الملقحات الحيوانية، وخاصة الحشرات، بينما تعتمد عاريات البذور عادةً على الرياح للتلقيح. طورت كاسيات البذور تنوعًا كبيرًا في أنواع الفاكهة، مما سمح بانتشار البذور بشكل فعال.
وقال بيكر: “مع هذه الابتكارات، أصبحت كاسيات البذور لا تقهر”.
اندهش تشارلز داروين، عالم الطبيعة البريطاني في القرن التاسع عشر ومهندس النظرية التطورية، من كيفية ظهور النباتات المزهرة على الساحة في سجل الحفريات في الدهر الوسيط.
في رسالة عام 1879 إلى جوزيف هوكر، مدير آر بي جي كيو آنذاك، كتب داروين أن “التطور السريع بقدر ما يمكننا الحكم عليه لجميع النباتات العليا خلال العصور الجيولوجية الحديثة هو لغز مقيت”.
وقال بيكر: “من اللافت للنظر أننا تمكنا من استخدام السجل الأحفوري الجزيئي، أي التغير المتراكم في الحمض النووي مع مرور الوقت، لرؤية دليل حقيقي على حدوث هذا الانفجار في فجر كاسيات البذور”.
توفر النباتات المزهرة غالبية السعرات الحرارية التي يستهلكها الإنسان – الحبوب والفواكه والخضروات – بما في ذلك بشكل غير مباشر كعلف للماشية. كما أنها فتنت الناس بجمالها – حقول عباد الشمس، وباقات الورود، وعناقيد زنابق الكالا – ورائحتها اللطيفة.
وقال بيكر: “إنها مصادر للعديد من أدويتنا وتحمل حلولاً محتملة للتحديات العالمية، مثل تغير المناخ، وفقدان التنوع البيولوجي، وصحة الإنسان، والأمن الغذائي، والطاقة المتجددة”.
يمكن أن تساعد الدراسة العلماء على فهم أفضل لمقاومة الأمراض والآفات في كاسيات البذور والتعرف على الاستخدامات الطبية الجديدة المحتملة – على سبيل المثال، لمكافحة الملاريا.
وقال ألكساندر زونتيني، عالم النبات والمؤلف الرئيسي للدراسة، “إن الجمع بين شجرة الحياة وتقييمات مخاطر الانقراض لكل سلالة يسمح لنا بإعطاء الأولوية للسلالات للحفظ على أساس تفردها”. “هذا مهم للغاية بالنسبة للبشرية، لأن هذه الأنساب قد تحتوي على مركبات كيميائية أو حتى جينات يمكن أن تكون مفيدة لبقاء جنسنا البشري.”
(تقرير بواسطة ويل دنهام، تحرير بواسطة روزالبا أوبراين)