باستخدام الرموز الجزيئية ، تستدعي النباتات المساعدة ، وتدفع الحشرات بعيدًا وتنقذ بعضها البعض.
عالم الحشرات ريتشارد كاربان يعرف كيف يجعل الحديث عن الشيح. لبدء محادثة ، يتظاهر بأنه جندب أو حشرة - يستخدم المقص لقطع الأوراق على إحدى الشجيرات. علاوة على ذلك ، لا يمكن خداع قطع أوراق الشجيرة بأكملها. لذلك ، قطع العديد من القطع على طول حافة الورقة - "الكثير من اللدغات الصغيرة".
بعد بضعة أشهر ، عاد كاربان ، الأستاذ في جامعة كاليفورنيا ، ديفيس ، الذي يدرس رسائل النباتات الوقائية ، إلى الأدغال ويدرس أوراقها ، التي تضرر الكثير منها بسبب الجنادب الحقيقية أو الخنافس. ومع ذلك ، على مسافة 50-60 سم من الفروع المقطوعة بها ، لم تتأثر الأوراق بدغات الحشرات الجائعة. هذا لأن شقوق كاربان أقنعت الصفائح التالفة بأنها تعرضت للهجوم ، لذلك أرسلوا إنذارات كيميائية في الهواء. اعترضت الأوراق المجاورة رسائل الشفرة وفك تشفيرها ، وبدأت في إعداد دفاعها ضد الخنافس.
إذا بدت النباتات صامتة لنا ، فهذا لأننا لا ننتبه إلى محادثاتهم - نحن فقط بدأنا للتو في فك رموز التشفير الخاصة بهم. ترسل النباتات باستمرار رموزًا في الهواء ، مما يساعدها على حماية نفسها من الحشرات والتهديدات الأخرى ، وفي بعض الحالات بمثابة تحذير لجيرانها. علاوة على ذلك ، يمكن للنباتات إرسال إشارات SOS للمساعدة واستدعاء الحيوانات المفترسة التي تتغذى على الحشرات.
تتحدث النباتات باستخدام الرموز الكيميائية - الجزيئات المحتوية على الكربون
والمواد العضوية المتطايرة (VOC). تتميز المركبات العضوية المتطايرة بالسهولة التي ترتفع بها في الهواء ، وهي متنوعة تمامًا: فقط النباتات تنتجها أكثر من 30.000 نوع. بعض المرآبات العضوية المتطايرة تعطي روائح مألوفة من الزهور أو النباتات. البعض الآخر ينبعث فقط استجابة لتأثير محدد. بعد بضع ثوانٍ فقط من التلف ، تطلق النباتات المواد الورقية المتطايرة ، والتي يمكننا أيضًا إصلاحها - على سبيل المثال ، مثل رائحة الحديقة المقطوعة حديثًا.
لا يحصل الأشخاص على أي معلومات خاصة من الأشخاص ذوي الإعاقة. لكن موجات الجزيئات التي ينتجها النبات تنقل حزم الرسائل المشفرة. ومثل أي إشارات مرسلة ، يمكن استقبال "مخططات القوائم" وفك تشفيرها وتنصتها وحتى تشويهها.
ترسل النباتات المركبات العضوية المتطايرة استجابة للضرر المادي أو للمواد الكيميائية من اللعاب أو القيء أو السوائل المحيطة ببيض الحشرات. يمكن لدغات الحشرات تنشيط هرمونات النبات ، مثل
حمض الجازونيك أو
حمض الإيثيلين أو
حمض الساليسيليك ، مما يزيد من نشاط الجينات الواقية للنبات. يمكن أيضًا إطلاق هذه الهرمونات كمركبات عضوية متطايرة لمنع أوراق وفروع النبات الأخرى ، وكذلك الجيران في مجتمع النبات. على وجه الخصوص ، كما يقول كاربان ، يبدو أن مادة
الميثيل جامسونات - الشكل المتطاير لحمض الياسمين - "قوية للغاية". كما وجد أن هذا الاتصال أكثر فعالية للنباتات المتطابقة وراثيا - تلك التي تنمو من نفس الشجيرات الأم. وعندما وضع كاربان أكياسًا بلاستيكية على الأوراق المقطوعة من الشيح ، وربطها حتى لا تتمكن المركبات العضوية المتطايرة من التشتت ، لم تزيد الأوراق والنباتات المجاورة لها من درجة الحماية.
يمكن أن تكون رسائل المركبات العضوية المتطايرة لنفسها أو للأقارب ، ولكن النباتات من الأنواع الأخرى يمكن أن تعترضها في بعض الأحيان. يمكن أن يسبب القلق من الشيح رد فعل وقائي في الطماطم والتبغ ، على الرغم من أنه من غير المعروف عدد النباتات التي يمكن أن تكسر إشارات الأنواع الأخرى.
علاوة على ذلك ، يقول العلماء أن النباتات لا ترغب دائمًا في سماع صرخاتها. تقول إيمي تروبريدج ، وهي باحثة ما بعد الدكتوراه من جامعة إنديانا في بلومنغتون: "ليس من مصلحة المصنع أن يخبر جاره بأنه يتعرض للهجوم". تتنافس النباتات المجاورة مع بعضها البعض ، وتحذير الجار يعني مساعدته على البقاء ، في حين أن
السامري الصالح نفسه يمكن أن تغزوه الحشرات. فلماذا لا تزال النباتات تصرخ؟ جزء من الحقيقة هو أنه أمر لا مفر منه: "الأسلحة الكيميائية" التي تستخدمها النباتات لصد الحشرات سوف تتسرب حتمًا في الهواء ، لأنها متقلبة - وبالتالي ، تعلمت النباتات الأخرى التنصت عليها نتيجة للتطور. مثل الحشرات المفترسة ، يضبطون مستقبلاتهم للدعوة لتناول العشاء. ترسل أشجار التفاح التي تمضغ سوس العنكبوت رسائل تجذب سوسًا آخر يأكل الحشرات التي تهاجم النبات. عندما يضع ذباب بطن الجلوس بيضه في إبر الصنوبر ، تجذب المركبات العضوية المتطايرة من الأشجار طفيليات الدبابير التي تقتل البيض. يتسبب التبغ ، الذي يمضغه عث العث ، في الدبابير ذات الذيل الأحمر ، وهي طفيليات تضع بيضًا داخل أجسام اليرقات ، ثم يتم تناولها من الداخل بواسطة اليرقات.
وعلى الرغم من أن النباتات والحشرات تطورت لتبادل هذه الرسائل الكيميائية ، إلا أن الناس بدأوا للتو في كسر شفرتهم. يقول تروبريدج: "لا نعرف كيف يُنظر إلى هذه المواد الكيميائية". لا يفهم الباحثون كيف تجمع النباتات المركبات العضوية المتطايرة من الهواء وما يجب أن يكون تركيزها. إنهم لا يعرفون ما إذا كانت الجزيئات تمتص من سطح الورقة ، أو من خلال المسام ،
الثغور . لكنهم يعلمون أن محطات "الاستماع" لا يجب أن تتلقى فقط ، ولكن أيضًا فك تشفير الرسالة من أجل إثارة تفاعل كيميائي وقائي. يقول تروبريدج: "مجرد حقيقة أن النبات يمكنه امتصاص مادة كيميائية لا يعني أي شيء". إذا كان لا يمكن فك الإشارة التي تم اعتراضها ، فلن يساعد.
علاوة على ذلك ، يمكن ترميز الرسائل في مزيج من عدة جزيئات. يقول كاربان: "إن الباقة المنتجة بقطع الشيح تحتوي على مئات المواد الكيميائية التي يمكن قياسها". يقوم بجمع المركبات العضوية المتطايرة في أكياس بلاستيكية مملوءة بألياف ماصة ويحللها في جهاز كروماتوجراف غاز. لكنه يقول إن "تحديد المكونات النشطة أمر صعب للغاية." يعتقد كريس جيفري ، المتخصص في الكيمياء العضوية والكيمياء البيئية في جامعة نيفادا ، أنه من أجل اختراق تشفير النبات ، يحتاج العلماء إلى فك كيمياء النظم البيئية بأكملها. يقول: "تجد خليطًا معقدًا جدًا من الجزيئات" ، ويقارن هذه الظاهرة بحاسة الشم لدينا. "ليس أن جزيءًا واحدًا يسبب رد فعل واحد."
لماذا نحتاج إلى كسر رموز النباتات؟ على سبيل المثال ، ستساعدنا على فهم كيفية استجابة النباتات لتغير المناخ. يحذر العلماء من أن هذه التغييرات يمكن أن تعطل الاتصالات وتزعزع استقرار النظم البيئية. سيتم تضخيم بعض الإشارات ، بينما سيتم كتم إشارات أخرى أو عدم اكتشافها.
يقول تروبريدج: "إن التقلبات تعتمد على درجة الحرارة" ، لذلك يمكن لمركبات العضوية المتطايرة أن تجد نفسها بسهولة في الهواء على كوكب يسخن. يمكن أن تؤدي درجات الحرارة المرتفعة أيضًا إلى زيادة نشاط الإنزيمات التي تنتج المركبات العضوية المتطايرة. من ناحية أخرى ، فإن النباتات التي تحاول البقاء في الجفاف ستضغط على الثغور حتى لا تفقد السوائل. تمتص أوراق الثغور المغلقة كمية أقل من ثاني أكسيد الكربون اللازمة لإنتاج المركبات العضوية المتطايرة. ويجادل تروبريدج بأنه مع انخفاض الاتصالات العضوية المتطايرة ، قد لا تتعرف النباتات على الإنذارات وتصبح أكثر عرضة للحشرات ، أو تستسلم لها تمامًا. ولكن مع زيادة المركبات العضوية المتطايرة ، يمكن أن تبدأ مجموعات النباتات في حماية نفسها بشكل جيد للغاية ، وستبدأ الحشرات في البحث عن مصادر غذائية أخرى ، مما يؤدي إلى تدمير الأنواع النباتية الأخرى ، مما سيغير النظم الإيكولوجية.
لذا ، في المرة القادمة التي تستمتع فيها بصمت الحديقة وحدها ، تذكر أن هذا الصمت وهمي. هناك جوقة كاملة من الصرخات - إذا كنت تستطيع سماعها فقط.