[القلب الحزين]

معجزات النباتات - غبار الطلع

بقلم هارون يحيى
تمتلك النباتات - التي لها أهم دور في التوازن البيئي العالمي وفي استمرارية الحياة - نظام تكاثر أكثر فاعلية نسبياً من أي نظام آخر لدى الكائنات الحية، وبفضل هذه الخاصية المميزة تتكاثر النباتات بدون صعوبة، ويكفي أحياناً أن تُقطع ساق نبات وتوضع في التربة أو أن تحط حشرة على زهرته ليتكاثر إن نظام التكاثر في النباتات والذي يعتبر معقدا أذهل العلماء على الرغم من أنه يبدو بسيطاً ظاهرياً حياة جديدة تبدأ بعد ترك النبات الأصلي بعض النباتات ليس لها جنس منفصل لكنها تستمر في عملية تكاثر السلالة كجنس واحد بواسطة طرق خاصة فالجيل الجديد الذي ينشأ نتيجة لعملية التكاثر بهذه الطريقة هو نسخة طبق الأصل، وأفضل وسيلة تكاثر لا جنسي معروفة لدى النباتات هي فصل سويقات النبات إلى أجزاء مختلفة تتم طريقة التكاثر (بتقسيم السويقات أو تعديلها) -بمساعدة بعض الأنزيمات الخاصة- بشكل نموذجي لعدد كبير من النباتات، فعلى سبيل المثال: تتكاثر الأعشاب والفريز باستخدام سويقات أفقية تُعرف بـ'' الأغصان الهوائية ''، أما في حالة البطاطا وهي نبات ينمو تحت الأرض فتتكاثر بتشكيل جذمورات تكبر لتصبح في النهاية سويقات أرضية شبيهة بالجذر بالنسبة إلى أنواع معينة من النباتات يكفي وقوع قسم من أوراقها على الأرض لينبت نبات آخر مثال: ينتج النبات الطحلبي المسمى Bryophyllum daigremontianumالأعراس تلقائياً على حافة أوراقه، وتسقط في النهاية على الأرض وتبدأ في حياة مستقلة (1) في بعض النباتات الأخرى مثل البيغونية الاستوائية عندما تسقط أوراقها على تربة رملية رطبة سرعان ما تبدأ الأعراس في النمو حول قاعدة الورقة، وفي وقت قصير تبدأ في تشكيل نبات جديد يشبه الأصل (2) ما هو الشيء الضروري والأساسي للنبات لكي يتكاثر؟ هل هو بقطع قسم منه؟ إذا أخذنا الأمثلة السابقة بعين الاعتبار فمن السهل الإجابة على هذا السؤال بعد فحص الهيكلية الجينية للنبات المقصود مثل جميع الكائنات الحية فإن للنباتات خواص هيكلية مميزة في تركيب الـ DNAفي خلاياها بمعنى آخر كيف يتكاثر النبات؟ كيف يتنفس؟
كيف يحصل على غذائه ولونه ورائحته وطعمه؟
ما هو مقدار السكر فيه؟
توجد هذه المعلومات وغيرها بدون استثناء في خلايا النبات وتمتلك خلايا جذر النبات معرفة كيفية قيام الأوراق بالتركيب الضوئي، وتعرف خلايا الأوراق كذلك مقدار الماء الذي ستمتصه الجذور من التربة وباختصار توجد شفرة وتصميم لتكوين نبات جديد كامل في أي فرع يترك النباتو توجد جميع خواص النبتة الأم الجينية كاملة بأدق التفاصيل في كل خلية، وفي كل جزء صغير يقتطع منها في هذه الحالة كيف ومن أعطى المعلومات المخزنة في كل جزء من النبات لتشكيل نبات جديد إن المعلومات الكاملة الموجودة داخل كل خلية من خلايا النبات لا يمكن أن تنسب إلى الصدفة؛ أو إلى النبات نفسه أو إلى المعادن والفلزات الموجودة في التربة هذه أجزاء النظام التي تكون النبات، وكما يحتاج مهندس المعمل إلى برنامج لروبوتات خط الإنتاج لأن الرجال الآليين لا يمكنهم وضع التعليمات بأنفسهم، فكذلك يجب أن يكون هناك من يعطي النباتات الصيغة الضرورية للنمو والتكاثر لأنها تشبه الروبوتات إنّ الله تعالى هو الذي وضع المعلومات الضرورية في خلايا النباتات كما هو الأمر مع جميع الكائنات الحية في العالم، الله تعالى، بدون شك، هو خالق كل شيء بشكل كامل، وهو عالم بخلقه وتكوينه ويشير الله إلى هذه الحقيقة في عدد من الآيات القرآنية الكريمة:
قال الله تعالى(الذِي خَلَقَ سَبْعَ سَمَاوَاتٍ طِبَاقاً مَا تَرَى فِي خَلْقِ الرَّحْمَنِ مِنْ تَفَاوُتٍ فَارْجِع البَصَرَ هَلْ تَرَى مِنْ فُطُورٍ ثُمَّ أَرْجِع البَصَرَ كَرَّتَيْنِ يَنْقَلِب إِلَيْكَ البَصَرُ خَاسِئاً وَهوَ حَسِيرٌ) سورة الملك:3-4.
(أَلَمْ تَرَ أَنَّ الله أَنْزَلَ مِنَ السَّمَاءِ مَاءً فَتُصْبِحُ الأَرْضُ مُخْضَرَّةً إِنَّ الله لَطِيفٌ خَبِيرٌ)[سورة الحج:63].
التكاثر الجنسي
يسمى التكاثر بواسطة أعضاء التكاثر المذكرة والمؤنثة في النبات بالتكاثر الجنسي وتُظهر الأزهار اختلافات في الخواص مثل الشكل واللون وغلاف خلايا التكاثر والبتلات؛ لكن بالرغم من هذا التنوع في التركيب فجميع الأزهار لها الوظائف الأساسية نفسها، وهي إنتاج خلايا تكاثر والتحضير لانتثارها وتخصيب خلايا التكاثر الأخرى التي تصلها عند تفتح الأزهار يظهر غبار الطلع وهو الخلايا الذكرية للنبات، ودورها هو أن تصل إلى الأعضاء الأنثوية في أزهار السلالة نفسها وتلقحها لتضمن استمرارية النوع لكل نبات طريقته الخاصة أو آليته التي يستخدمها لإرسال غبار الطلع، فبعض النباتات تستفيد من الحشرات بينما تستفيد نباتات أخرى من قوة الريح وأهم نقطة في تخصيب النباتات هي بدون شك حقيقة أن كل نبات يخصب نباتاً آخر من النوع نفسه أو السلالة نفسها، ولهذا السبب فمن المهم جداً أن يصل غبار الطلع إلى النبات الصحيح كيف لا تحدث فوضى خلال عملية التخصيب خاصة في فصل الربيع حيث يكون هناك العديد من حبات غبار الطلع في الجو؟ وكيف تتحمل حبات غبار الطلع الرحلات الطويلة والظروف المتغيرة؟ سنعرف الجواب على هذه الأسئلة عندما ندرس تركيب غبار الطلع وأنظمة انتثارها
غبار الطلع جينات معبأة بشكل مثالي
غبار الطلع هو مادة على شكل مسحوق يُنتج في الأسدية (الأعضاء الذكرية للأزهار) ومن ثم ينتقل إلى القسم الخارجي من الزهرة؛ وعند وصوله يبدأ في النمو ويصبح جاهزاً لتخصيب النسل التالي وهذه هي أول مرحلة في حياة غبار الطلع لنلق نظرة على تركيب غبار الطلع فهو مصنوع من عضويات بالغة الصغر لا ترى بالعين المجردة (حجم كل حبة غبار طلع لشجرة الزان يساوي 2 ميكرون، أما حجم حبة غبار طلع اليقطين فيساوي 200 ميكرون) والميكرون جزء من ألف من المليمتر وتتألف حبة غبار الطلع من خليتي نطاف نباتية (خلية مولدة) محتواة في خلية أكبر (خلية أنبوبية). يمكن أن نشبه كل حبة من غبار الطلع بصندوق يحوي داخله خلايا تكاثر، ومن الضروري أن تكون مخبأة جيداً لحماية حياتها وحفظها من الأخطار الخارجية؛ ولهذا السبب فإن بنية الصندوق قوية جداً وهو محاط بجدار يدعى''الكيس الطلعي'' أما الطبقة الخارجية للجدار فتدعى أكسين وهي المادة العضوية الأكثر مقاومة حسب ما هو معروف في العالم، ولم يعرف تركيبها الكيميائي بشكل كلي حتى الآن وهذه المادة تقاوم أذى الحوامض والأنزيمات، وعلاوة على ذلك لا تتأثر بدرجة الحرارة العالية أو بالضغط العالي وكما رأينا فقد اتخُذت احتياطات كثيرة ودقيقة لحماية غبار الطلع الهام جداً لاستمرارية وجود النباتات، فحبات الطلع مغلفة جيداً بمادة مقاومة قوية، وبفضل هذا التغليف مهما كانت طريقة انتثار غبار الطلع فيمكنه البقاء حياًّ حتى مسافات بعيدة عن النبات الأم، بالإضافة إلى ذلك تنتثر حبات غبار الطلع بأعداد ضخمة مما يضمن تضاعف النبات مثلما يلاحظ من التركيب الدقيق لغبار الطلع فقد كشف الله تعالى لنا عن قدرته التي لا تضاهى في جميع الأشياء التي خلقها، وطلب منا أن نتفكر فيها وقد أشير إلى ذلك في العديد من آيات القرآن الكريم وفي الآية التالية فيها إشارات خاصة(وَفِي الأَرْضِ قِطَعٌ مُتَجَاوِرَاتٌ وَجَنَّاتٌ مِنْ أَعْنَابٍ وَزَرْعٌ وَنَخِيلٌ صِنْوَانٌ وَغَيْرُ صِنْوَانٍ يُسْقَى بِمَاءٍ وَاحِدٍ وَنُفَضِّلُ بَعْضَهَا عَلَى بَعْضٍ فِي الأُكُلِ إِنَّ فِي ذَلِكَ لآياتٍ لِقَوْمٍ يَعْقِلُونَ)[سورة الرعد:4].

ترسل النباتات بلايين حبوب غبار الطلع في كل مرحلة إنتاج لها وسبب ذلك أن غبار الطلع يتعرض لمخاطر كثيرة تمنع وصول معظمه إلى الهدف المرسوم له، في الأعلى بعض أشكال حبيبات غبار الطلع والتي يختلف شكلها من نبات آخر

عموماً هناك طريقتان مختلفتان لوصول غبار الطلع إلى الأزهار كي تخصبها خلال عملية الانتثار أول مرحلة في عملية التخصيب:
1- يلتصق غبار الطلع بجسم نحلة أو فراشة أو أية حشرة أخرى أو
2- تحمله تيارات الهواء غبار الطلع المحمول بالريح تستفيد العديد من النباتات من الريح لتنثر غبار طلعها من أجل استمرار سلالتها ويتم تلقيح نباتات مثل البلوط والصفصاف والحور والصنوبر والعشب والقمح.. الخ بواسطة الريح التي تحمل هذه الجسيمات الدقيقة من النباتات إلى نباتات أخرى من الفصيلة نفسها، وبهذا تضمن التخصيب ما تزال هناك عدة نقاط لا يستطيع العلماء تفسيرها والعديد من الأسئلة التي تنتظر الإجابة عليها بخصوص التلقيح بواسطة الريح، ومن ذلك على سبيل المثال:كيف تستطيع حبة غبار الطلع من آلاف متنوعة تحملها الريح تمييز نباتات من فصيلتها نفسها؟ كيف يمكن لحبات الطلع التي يطرحها النبات الوصول إلى أعضاء النبات الأنثوية دون أن تلتصق في مكان آخر؟
كيف تتخصب الآلاف من النباتات بهذه الطريقة مع أن احتمالات التخصيب منخفضة ؟ وكيف فعلت ذلك عبر ملايين السنين؟ للإجابة على هذه الأسئلة شرع كارل ج نيكلاس وفريقه من جامعة كورنيل في دراسة النباتات الملقحة بواسطة الريح وكانت النتائج التي تم التوصل إليها مذهلة بالفعل، فقد اكتشف نيكلاس وفريقه أن للنباتات الملقحة بالريح أزهار ذات تركيب ديناميكي هوائي (أيرودينامي) تمكنها من جذب كميات كبيرة من غبار الطلع من الهواء
ما هو هذا التركيب الأيرودينامي في النباتات؟ ما هو تأثيره؟
للإجابة على هذه الأسئلة علينا أن نشرح ماذا يعني ''التركيب الأيرودينامي'' تعمل القوى الناشئة من تيارات الهواء على الأجسام المتحركة في الهواء وتعرف بالقوى الأيرودينامية والأجسام التي تستطيع التحرك في الهواء تدعى الأجسام ''ذات التركيب الأيرودينامي'' وتستخدم بعض النباتات تركيبها الأيرودينامي بشكل فعال جداً لكي تستفيد من الريح للتلقيح، وأفضل مثال على ذلك مخاريط الصنوبر المخاريط الأيروديناميكية ربما يكون أهم سؤال جعل كارل نيكلاس وفريقه يدرسون التلقيح بواسطة الريح هو:
'' كيف تصل كل حبة غبار طلع إلى فصيلتها نفسها دون غيرها على الرغم من وجود عدد ضخم من حبات غبار الطلع في الهواء ؟ ''
هذا ما جعل العلماء يدرسون النباتات التي يتم تخصيبها بواسطة الرياح وخاصة أكواز الصنوبر مخروطية الشكل تعرف الأشجار ذات المخاريط بارتفاعها وعمرها المديد ، وتراكيب المخاريط مذكرة ومؤنثة ويمكن أن توجد في الشجرة نفسها أو في أشجار مختلفة وهناك قنوات مصممة خصيصاً في المخاريط لترسم لنفسها المسالك التي تحمل غبار الطلع الذي يصل بسهولة إلى المناطق التي تحتاج إلى تخصيب بفضل هذه القنوات إنّ المخاريط المؤنثة أكبر من المذكّرة وتنمو الواحدة بعد الأخرى وتتألف المخاريط المؤنثة من محور مركزي وحوله العديد من الأبواغ مشابهة لتراكيب الأوراق وهذه التراكيب على شكل أغطية مشابهة لحراشف السمك وتشكل كل حرشفة مبيضاً مفتوحاً (ليس له قلم ولا ميسم) مؤلف من خباء واحد في أسفله زائدة صغيرة تسمى القنابة وفي أعلاه بذيرتان عاريتان (لهذا تسمى عريانات البذور)، وعندما تكون المخاريط مستعدة للإلقاح تأخذ حراشفها في التباعد بعضها عن بعض مما يمكن غبار طلع المخاريط الذكرية من الدخول بالإضافة إلى ذلك توجد تراكيب خاصة تمكن غبار الطلع من الدخول بسهولة إلى المخروط، مثال: حراشف المخروط المؤنثة مغطاة بوبر دبق، وبفضل ذلك يلتصق به غبار الطلع ويؤخذ بسهولة إلى الداخل للتخصيب وتتحول المخاريط المؤنثة بعد التخصيب إلى تراكيب متخشبة تحوي البذور وبعد ذلك تُنبت البذور نباتاً جديداً في ظروف مناسبة كما تملك المخاريط المؤنثة خاصية مميزة أخرى، فالمنطقة التي تتشكل فيها البيضة (المبيض) قريبة جداً من مركز المخروط، وظاهرياً من الصعب على غبار الطلع أن يصل إلى هذه المنطقة لأنه لكي يصل إلى القسم الداخلي من المخروط عليه الدخول من ممر خاص إلى المركز ومن النظرة الأولى تبدو هذه المسألة معيقة لتخصيب المخاريط لكن الدراسات أثبتت أن هذه ليست مشكلة أجُريت تجربة من خلال تحضير نموذج لمخروط لمعرفة كيفية عمل نظام التخصيب الخاص بالمخاريط وتمت مراقبة حركة بالونات صغيرة مملوءة بغاز الهليوم في مجرى من الهواء وتبين أن البالونات الصغيرة تبعت بسهولة مجرى الهواء، وامتلكت خاصية سهولة الدخول إلى الدهاليز الضيقة في المخروط بعد ذلك تم تصوير حركات البالونات في النموذج التجريبي باستخدام تقنية تصوير فوتوغرافية خاصة، ثم تحليل الصور بمساعدة الكومبيوتر وتثبيت اتجاه الرياح وسرعتها اكُتشف تبعاً لنتائج الحاسب أن المخاريط غيرت حركة الريح بثلاث طرق.
أولاً:تم تحويل اتجاه الريح إلى المركز بواسطة الأوراق، ثم بعد ذلك حركت بحركة دائرية وسحبت إلى مكان تشكل البيض.
ثانياً: وجُهت الريح - التي تدور بشكل دوامة وتلمس الأخبية الصغيرة-إلى منطقة تؤدي إلى مركز المخروط .
ثالثاً:تحول المخاريط بفضل نتوءاتها التي تعطي دفعاً للمجاري الصغيرة الريح إلى الأسفل وتوجهها نحو الأخبية يصل معظم غبار الطلع في الهواء إلى المكان المقصود بفضل هذه الحركات والنقطة الجديرة بالاهتمام هنا أن العمليات الثلاثة-التي تكّمل بعضها البعض- يجب أن تكون متوالية وينشأ التخطيط الكامل للمخاريط عند هذه النقطة تدّعي نظرية التطور أن هناك تطورا مرحليا عبر الزمن في النباتات أيضا- كما في جميع الكائنات الحية-، ووفقاً لدعاة هذه النظرية فإن سبب التركيب الدقيق للنباتات هو المصادفة؛ ولكي ندرك بطلان هذا الزعم يكفي أن نتفحص التركيب الدقيق لنظام تكاثر المخاريط من غير الممكن لسلالة حية أن تتواصل بدون نظام تكاثر وتنطبق هذه الحقيقة الحتمية بالطبع على أشجار الصنوبر ومخاريطها؛ وبمعنى آخر وجد نظام التكاثر في المخاريط مع نشأة أشجار الصنوبر حتماً، ومن غير المحتمل لتركيب المخاريط التام أن يظهر للوجود بمفرده عبر فترة من الزمن في مراحل مختلفة إنّ التركيب الذي يقود الريح للأكواز ثم لتركيب آخر يوجهها إلى القنوات التي تؤدي إلى حيث توجد البيوض، وكل ما سبق من الضروري أن يوجد في الوقت نفسه بدون أي نقص لأنه إذا فُقد أحد هذه التراكيب فمن المستحيل أن يعمل نظام التكاثر بقي أن نقول أيضا إن هناك استحالة لتواجد خلية البيضة في المخروط والخلايا التي ستخصبها بالمصادفة، وهذا مأزق آخر لنظرية التطور من المستحيل أن ينشأ جزء واحد من النظام لوحده بالصدفة، فكيف بكل الأجزاء؟



الصورة إلى في الأعلى: توضح الأوراق إبرية الشكل المحيطة بالبذرة الصنوبرية الأنثوية.

يلعب التيار الهوائي (المتكون بفعل الريح) حول البذرة الصنوبرية الأنثوية دورا كبيرا في عملية التلقيح. فالتيار الهوائي يتجه نحو مركز البذرة (الشكل أ) وبعد دورانه حول المحور يفعل فعل الفرشاة مؤثرا على سطح البذرة (الشكل بـ)، ومن ثم تبدأ حبوب اللقاح في التكون بصورة عشوائية في الناحية القريبة من فتحة البويضة (الشكل ج). ويتم توجيه التيار الهوائي في البذرة الأنثوية نحو البذرة الذكرية بموازاة الريح

يتبـــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ ـــــــــع