جمع عينة من Barbacenia macrantha (موضحة) هو عمل شاق ، حيث يتطلب الأمر إزميلًا ومطارق لاكتشاف النبات والصخور التي تنمو فيها. وتساعد جذور النبات المتخصصة في العيش في بيئات تعاني من نقص الفسفور والمواد المغذية الأخرى. Credit : A. ABRAHÃO

كيف تحصل النباتات التي تنموا فوق الصخور على غذائها ؟

ليس هناك تربة ؟ ليس هناك أي مشكلة !!!!!!.

تستخدم بعض الشجيرات العشبية التي تعيش على الجبال الصخرية في البرازيل جذورا مجهزة بتفرعات شعرية ناعمة وأفرازات حمضية لحل الصخور واستخراج الفسفور المغذي الرئيسي للنباتات. يساعد هذا الاكتشاف ، الذي نُشر في مجلة May Functional Ecology ، في شرح كيف يمكن لمجموعة متنوعة من النباتات البقاء على قيد الحياة في البيئات الفقيرة. 

تقول المؤلفة المشاركة باتريشيا دي بريتو كوستا ، عالمة البيئة النباتية بجامعة كامبيناس في البرازيل : “بينما يميل معظم الناس إلى اعتبار البيئات الفقيرة بالمغذيات أقل تنوعا ، إلا أنها في الواقع متنوعة جدا لأن النباتات تستخدم طرقا متنوعة للحصول على المواد الغذائية “.

وقد بحثت هي وزملاؤها الآخرون في البرازيل وأستراليا كيف يمكن لمناطق التربة الضحلة التي تسمى الأراضي العشبية الصخرية ، أن تحافظ على أكثر من 5000 نوع من النباتات – 15 في المائة من تنوع النباتات الوعائية في البرازيل – على الرغم من احتلالها أقل من 1 في المائة من مساحة أراضي الدولة. 

حيث تكون التربة الموجودة في هذه المناطق ضعيفة ، مع وجود مستويات لا يمكن اكتشافها تقريبا من العناصر الغذائية التي تحتاجها النباتات. ومع ذلك تنجح بعض النباتات في البقاء على بقع صخرية بدون تربة. 

استخدم الباحثون الأزاميل والمطارق لاستخراج جذور النباتات النامية فوق الصخور . تقول المؤلفة آنا أبراو ، عالمة بيئية للنباتات تعمل الآن في جامعة هوهنهايم في شتوتغارت بألمانيا : “وجدنا أن الجذور تنمو في الصخور ، بعمق 10 سنتيمترات على الأقل . الجذور تزداد عمقا ، ونفقد دائما بعضها “.

تمتلك نباتات Barbacenia tomentosa تفرعات شعرية ناعمة كثيفة تنمو بالقرب من أطراف الجذر ( الصورة في اليسار أسفل) . من المحتمل أن تفرز تلك الشُعيرات (التي تظهر في الصورة الوسطى أسفل) الأحماض التي تذوّب الصخور لتحرر مادة مغذية أساسية. يوجد نبات مشابه من نفس الجنس يدعى B. macrantha يمتلك جذور مشابهة ( تظهر في الصورة على اليمين أسفل).. Credit : G.S. TEODORO ET AL/FUNCTIONAL ECOLOGY 2019

كشفت التحليلات المجهرية والكيميائية لنحو 30 عينة من نوعين من النباتات العشبية المذكورة سابقا والتي تعيش على صخور الكوارتزيت ، وكلاهما من عائلة Velloziaceae وجود قطاعات متخصصة من الشُعيرات الجذرية الكثيفة المتواجدة مباشرة خلف قمة الجذر.

تفرز الجذور أحماض الماليك والستريك ، على الأرجح من الشعيرات الناعمة ، التي تقوم بتذويب الصخور وتطلق الفوسفات الذي تمتصه الجذور للحصول على الفسفور المغذي.

تشير عمليات الفحص المجهري إلى أن الجذور تشق طريقها عبر الصخور مباشرتا ، بدلاً من النمو على طول الشقوق . أطلق العلماء على هذه البنى جذور vellozioid  ارتباطا باسم الفصيلة التي تنتمي إليها هذه النباتات .

تنمو نباتات جنس البرباسيا في النتوءات الصخرية في البرازيل. للنباتات جذور قوية تحفر أنفاقا في الصخر (كما هو موضح في صورة المجهر هذه على اليمين  للوصول إلى العناصر الغذائية اللازمة للبقاء على قيد الحياة. G.S. TEODORO ET AL/FUNCTIONAL ECOLOGY 2019

طورت النباتات التي تعيش في بيئات أخرى فقيرة بالفسفور في أنحاء مختلفة من العالم جذور عنقودية أو جذور متكتلة ، مع شعيرات جذرية كثيفة وإفرازات حمضية للحصول على  الفسفور من التربة الرملية الفقيرة ، ولكن ليس الصخور الفعلية.

تستخدم جذور Vellozioid نفس الاستراتيجية ” بطريقة جديدة تماما ” ، من خلال ” إذابة الصخور وتشكيل رمل جديد ” ، كما يقول فالنتين. 

ووجدت الدراسة أن صخور الكوارتزيت في الأراضي العشبية الصخرية في البرازيل بها مستويات منخفضة بشكل خاص من الفسفور . في المتوسط ، يحتوي كل غرام من الصخور على 0.14 ملليغرام فقط من المغذيات.

وبالمقارنة ، فإن أدنى مستوى تم العثور عليه في استطلاع عام 2013 شمل 69 نوعا صخريا في جميع أنحاء العالم ، كان في المتوسط 0.12 ملليغرام في صخور البيريدوتيت.

قد تساعد الأبحاث الإضافية في جذور vellozioid يوما ما على تطوير محاصيل أكثر كفاءة. يقول فالنتين: ” إذا استطعنا نقل هذه الصفات إلى المحاصيل ، فهذا يعني أن المحاصيل يمكن أن تنمو في التربة الصخرية أو الرملية “.