(Credit : RAFAEL MEDINA/INATURALIST.ORG (CC BY-NC 4.0

كيف لسرخس ديشار المخطط  Chinese brake fern أن يمتص الزرنيخ ” arsenic ” دون أن يتأثر بسميته ؟

قد يبدو سرخس ديشار المخطط  Chinese brake fern  نباتا متواضعا . لكن في الحقيقة لدى هذا النبات والذي يدعى أيضا ” Pteris vittata ” قوة عظمى: فهو قادر على  امتصاص الزرنيخ arsenic ، واخراج هذا المعدن السام بعيدا في أوراقه دون أن يتأثر بسميته. 

لا يُعرف عن النباتات أو الحيوانات الأخرى قدرتها على تخزين المعادن الثقيلة. وقد حدد الباحثون ثلاثة جينات أساسية مسؤولة عن قدرة سرخس fern على مراكمة الزرنيخ ، وذلك وفقاً لدراسة أجريت في 20 مايو 2019 ونشرت النتائج في مجلة Current Biology

ينقل السرخس المعدن الثقيل ، الموجود غالبا على شكل أملاح الزرنيخ arsenate (أو ما يسمى بالزرنيخات) في التربة ، من جذور النبات إلى براعمه.

وجد فريق البحث : أن الجينات الثلاثة تصنع البروتينات التي تساعد انتقال مجموعات الزرنيخات عبر خلايا النبات إلى حجرة خلوية تسمى الفجوة vacuole ، حيث يتم عزل الزرنيخ. 

 

يأخذ سرخس P. vittata الزرنيخ ويخزنه في أوراقه باستخدام ثلاثة بروتينات تسمى GSTF1 و OCT4 و GAPC1. قام العلماء بالكشف عن مواقعها الخلوية عن طريق جعل البروتينات تتوهج باللون الأخضر ، كما يظهر في هذه الصور المجهرية. C. CAI ET AL/CURRENT BIOLOGY 2019

يقوم البروتين الأول GAPC1 بالارتباط بجزيئات الزرنيخات وربما تمنع اثرها السام للخلايا أثناء انتقالها، بينما يقوم البروتين الثاني OCT4 بمساعدة الزرنيخات على عبور جدار الخلايا أو ربما إلى بنى خاصة حيث يقوم بروتين ثالث GSTF1 بتحويل الزرنيخات إلى زرنيخيت arsenite وهو الشكل الذي يخزنه النبات.

يقول جودي بانكس ، عالم نباتات في جامعة بوردو في ويست لافاييت ، إنديانا ، وزملاؤها : إن العبث بالجينات تسبب في موت النباتات عندما يتم تعريضها للزرنيخ. 

هذه السرخس يستخدم بالفعل لسحب الزرنيخ من التربة في بعض المناطق الملوثة . يقول بانكس : “يستغرق الأمر وقتا طويلاً ، لكنه رخيص بالفعل” مقارنة بملايين الدولارات التي يمكن أن تنفق للتخلص من الأوساخ الملوثة وتنظيفها.

في إحدى الدراسات السابقة ، امتص السرخس حوالي نصف الزرنيخ في التربة شديدة التلوث في غضون خمس سنوات. 

P. vittata نبات شبه استوائي ولا يمكن أن ينمو على مدار السنة في كل مكان. ويقول بانكس إن ربط جيناته في نباتات أخرى قد يجعل من الممكن استخدام أنواع أكثر تحملاً للبرودة في إزالة الزرنيخ.