لدغات الحشرات والمناخ الأكثر دفئًا يعني مشكلة مزدوجة للنباتات


تخبرنا النماذج الحديثة أنه مع ارتفاع درجة حرارة مناخنا ، فإن الحيوانات العاشبة والآفات سوف تسبب أضرارًا متزايدة للمحاصيل الزراعية. وتوقعت إحدى الدراسات أن غلة المحاصيل المفقودة للحشرات تزيد من 10 إلى 25 في المائة لكل زيادة درجة واحدة مئوية.

يعتقد علماء جامعة ولاية ميشيغان أن هذه النماذج غير مكتملة وأننا قد نقلل من الخسائر. أظهرت دراسة جديدة أن نباتات الطماطم المصابة ، في جهودها لمحاربة اليرقات ، لا تتكيف بشكل جيد مع ارتفاع درجات الحرارة. هذا سيف ذو حدين تفاقم إنتاجيتها.

وفقا للدراسة ، هناك عاملان في اللعب. الأول هو ارتفاع درجات الحرارة. استقلاب الحشرات يسرع بالحرارة ويأكل أكثر. أيضا ، درجات الحرارة الأكثر دفئا يمكن أن تفتح مجموعة واسعة من الموائل المضياف للحشرات.

ثانياً ، وهذا ما تتجاهله النماذج الحالية ، هو كيف تتفاعل النباتات المصابة مع الحرارة.

وقال جريج هاو ، الأستاذ الجامعي المتميز في مختبر أبحاث النبات بجامعة MSU-DOE: "نعلم أن هناك قيود تمنع النباتات من التعامل مع ضغوطين في وقت واحد". "في هذه الحالة ، لا يُعرف الكثير عن كيفية تعامل النباتات مع زيادة درجة الحرارة وهجوم الحشرات في نفس الوقت ، لذلك أردنا أن نحاول سد هذه الفجوة."

النباتات لديها أنظمة للتعامل مع التهديدات المختلفة. هجوم كاتربيلر؟ هناك نظام لذلك. عندما تزيل كاتربيلر لدغة من ورقة ، ينتج النبات هرمونًا يسمى Jasmonate أو JA. يقول JA للمصنع لإنتاج مركبات دفاع بسرعة لإحباط اليرقة.

درجات الحرارة حار جدا؟ المحاصيل المحمومة لديها حقيبة أخرى من الحيل لتهدئة أنفسهم. من الواضح أنهم لا يستطيعون الركض للظلال الجذابة تحت شجرة. يرفعون أوراقهم بعيدا عن التربة الساخنة. كما أنها "تتعرق" عن طريق فتح ثغراتها - على غرار مسام الجلد - بحيث يتبخر الماء لتبريد الأوراق.

حقق ناثان هافكو ، الباحث في مرحلة ما بعد الدكتوراه في مختبر هاو ، طفرة عندما نما نبات الطماطم في غرف النمو الساخنة ، والتي يتم الاحتفاظ بها عند 38 درجة مئوية. كما انه ترك اليرقات الجائعة فضفاضة عليها.

وقال هاوي: "لقد صدمت عندما فتحت الأبواب أمام غرفة النمو حيث كانت مجموعتا النباتات تنمو في درجات حرارة" طبيعية "و" مرتفعة ". "اليرقات في الفضاء الأكثر دفئًا كانت أكبر بكثير ؛ لقد كادوا أن يقضوا على المصنع".

وقال هافكو: "عندما ترتفع درجات الحرارة ، فإن نبات الطماطم المصاب يكتنف المزيد من JA ، مما يؤدي إلى استجابة دفاعية أقوى". "بطريقة ما ، هذا لا يردع اليرقات. علاوة على ذلك ، وجدنا أن JA يعوق قدرة المصنع على تهدئة نفسه ، ولا يمكنه رفع أوراقه أو عرقه."

ربما ، تغلق النباتات مسامها للتوقف عن فقد المياه من المواقع الجريحة ، لكنها في النهاية تعاني من ما يعادل ضربة شمس. من المحتمل أن تكون اليرقات ماهرة وتحدث أضرارًا إضافية للحفاظ على مسام الأوراق مغلقة وارتفاع درجة حرارة الأوراق ، مما يسرع نمو وتطور الحشرة.

وهناك عواقب.

وقال هافكو "نرى عملية التمثيل الضوئي ، وهي الطريقة التي تنتج بها المحاصيل الكتلة الحيوية ، تعاني من ضعف شديد في هذه النباتات". "الموارد اللازمة لإنتاج الكتلة الحيوية موجودة ، لكن بطريقة ما لا يتم استخدامها بشكل صحيح وانخفاض إنتاجية المحاصيل".

هناك العديد من الأسئلة المفتوحة التي يتعين حلها ، ولكن ، في الوقت الحالي ، تشير الدراسة إلى أنه عندما ترتفع درجات الحرارة العالمية ، قد يكون للنباتات عدد كبير جدًا من الكرات التي يمكن خلطها.

وقال هاو: "أعتقد أننا لم نقدر بعد المفاضلات غير المتوقعة بين ردود الدفاع وإنتاجية المصنع ، خاصة عندما توجد أنواع أخرى من الضغوط البيئية". "قد يؤدي تشغيل استجابة الدفاع إلى إلحاق ضرر أكبر من النفع إذا واجهت النباتات درجات حرارة عالية أو ضغوطًا أخرى."

تم نشر الدراسة في مجلة وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم . يضم فريق البحث من مختبر هاو مايكل داس ، جورج كابالي ، ناثان هافكو وجريج هاو. تم إجراء الأبحاث حول التمثيل الضوئي بدعم من آلان ماكلين وتوماس شاركي من مختبر شاركي.

شارك المقالة عبر:

اترك تعليقا:

اعلانك هنا