البيئة

حياة النباتات في الصحراء

2013 دليل الصحارى

السير باتريك مور

مؤسسة الكويت للتقدم العلمي

البيئة علوم الأرض والجيولوجيا

على الرغم من الغياب الظاهر لأشكال الحياة في الصحراء فإنها تحوي على تشكيلة مذهلة من الأنواع جيدة التكيف.

وقد أنتجت ملايين السنين من التطور بعض الطرق الإستثنائية من أجل التغلب على شدة الجفاف والحرارة.

وتختلف هذه من السيقان المنتفخة بشكل هائل لنباتات الصبار التي تكيفت لتخزين المياه وحفظها الى الكليتين اللتين تكيفتا بشكل خاص لحفظ الماء لدى بعض الثدييات. والصحارى موطن للحشرات الصغيرة وللثدييات الكبيرة، بما في ذلك تلك التي تمثل معظم المجموعات الرئيسية – وحتى البرمائيات.

وعلى الرغم من ذلك فإن تخصيص مثل هذه الحياة النباتية والحيوانات يجعلها عرضة لتغيرات في بيئتها.

 

قدرة النبات على البقاء:  تنطوي الحياة في البيئة الصحراوية على العديد من المشاكل بالنسبة الى النباتات. ويمكن للضوء الشديد أن يؤذي الخضاب (Pigment)، وبوسع درجات الحرارة العالية أن تعطل الكيمياء الحيوية للخلايا، ولكن المشكلة الأشد خطورة من الكل تتمثل في التجفف. وتكون كمية المياه قليلة عادة وسبل التكيف التي تساعد في حفظها شاملة وعامة بين نباتات الصحراء.

والمشكلة الرئيسية بالنسبة الى النباتات هي أن التمثيل الضوئي – انتاج السكريات الأساسية باستخدام طاقة الضوء – يتطلب ثاني اكسيد الكربون.

ولضمان نيل كمية كافية من ثاني اكسيد الكربون يوجد لدى أوراق النباتات مسام، غير أن هذه أيضاً تسمح بالتبخر وانتشار تبخر الماء، وهي عملية تحدث بسرعة في الصحارى.

 

الحفاظ على الماء:  الإختيار الطبيعي في الصحراء يميل الى أشكال النباتات التي خفضت مناطق السطح التي قد تفضي الى فقدان الماء. واتخذت بعض نباتات الصبار أشكالاً غريبة.

إذ ليس لها أوراق ولا سيقان وتكاد أن تكون كروية الشكل وتوفر أقل مساحة ممكنة من السطح. وقد انخفض أيضاً عدد المسام ويتمثل أحد التأثيرات هنا في خفض امتصاص ثاني اكسيد الكربون وبالتالي فإن معدلات نمو هذه النباتات تكون بطيئة للغاية. وتتجنب الأنواع الاخرى من النباتات التعرض الزائد الى أشعة الشمس وريح التجفيف من خلال النمو الكبير تحت سطح الأرض.

وبصورة عامة لدى نباتات الصحراء كثافة من المسام في أوراقها أقل من غيرها من الأنواع الاخرى. ويساعدها ذلك على حفظ الماء. غير أن نبتة واحدة تدعى «تري تمبو»  Welwitschia Mirabilis (Tree Tumbo المعمرة وقصيرة الساق توجد في صحارى ناميبيا لديها كثافة عالية جداً من المسام.

وتأتي الكمية الأكبر من الماء في هذه المنطقة من الضباب الخفيف والندى. والكثافة العالية للمسام يمكّنها من جمع هذه الرطوبة القيمة.

 

وقد أمكن التغلب بشكل جزئي على مشكلة التوازن بين امتصاص ثاني اكسيد الكربون وفقدان الماء من خلال النباتات كثيرة العصارة التي تفتح مسامها أثناء الليل فقط، عندما تكون درجة الحرارة أقل، وبالتالي فهي تفقد كمية أقل من الماء عبر التبخر.

وعلى أي حال، لا يتوافر الضوء اللازم من أجل التمثيل الضوئي خلال الليل. وبدلاً من ذلك فإن ثاني اكسيد الكربون الذي تم امتصاصه يخزن بصورة مؤقتة على شكل حمض عضوي يستخدم أثناء النهار. وتُدعى هذه العملية بأيض حمض التكيف – [ (Crassulacean Acid Metabolism (CAM] نسبة الى عائلة نبات كثير العصارة «كراسيولاسيا» (Crassulaceae) التي وصفت العملية فيها لأول مرة.

تمكن العديد من أعشاب الصحراء من تطوير اسلوب فعال لإمتصاص ثاني اكسيد الكربون. ومثل نبات (CAM) تقوم تلك النباتات أيضاً بتثبيته على شكل حمض عضوي، ولكنها تعمد بعد ذلك الى نقله الى خلايا متخصصة في عمق أوراقها حيث يُختزن ثم يُستعمل عند الحاجة اليه في عملية التمثيل الضوئي.

وتضمن هذه الطريقة –ولحد معين من النمو– أن تضطر هذه النباتات الى فتح مسامها (Stomata) لفترة قصيرة فقط.

تكون أنظمة الجذور في نباتات الصحراء عميقة للغاية في أغلب الأحيان، وتسحب الماء من عمق يصل الى عدة أمتار من تحت السطح من أجل تعويض ما فقدته من ماء. ومن بين مثل تلك النباتات القاوون «الشمام» (من عائلة Cucurbitaceae).

 

والقرع ويقال عن شجرة بروسوبيس سينيراريا (Prosopis) وهي شجرة صحراوية في سلطة عمان والهند، إن جذورها تمتد عشرة أمتار (33 قدم) تحت السطح. غير أن عدداً كبيراً -يصل إلى حد الدهشة- من نباتات الصحراء ليس لها أنظمة جذور عميقة.

والصبار، مثل التين الشوكي، الذي يستوطن الأجزاء الجافة من أميركا الشمالية (وهو منتشر على نطاق واسع الآن في الصحارى) لديه جذور ضحلة ليفية تقتصر الى حد كبير على السنتيمترات القليلة العلوية من التربة. وتسمح هذه الجذور للصبار بالتقاط الماء من الندى أو من المطر الخفيف القصير.

وقد يكون التكيف الأكثر اثارة بالنسبة الى نبتة صحراوية هو الغياب التام للجذور الموجودة في تلاندسيا لاتيفوليا «كرة الأشنة» (Tillandsia lolia) من صحراء أتاكاما.

ولهذه النبتة أوراق قاسية شوكية مرتبة على شكل نجمة ولكنها من دون جذور. وتشكل هذه النبتة كرة تتدحرج عبر الصحراء وتعصف بها الريح. وعندما تكون الظروف رطبة فإنها تمتص الرطوبة من الهواء.

مجلة العلوم
‫‪الهرمونات الجنسية  تفسر سبب إصابة الرجال أكثر بالفيروس
قلم:       ميريديث وادمان
ترجمة:   د. عبد الرحمن سوالمة
في يناير ذكرت إحدى أولى النشرات العلمية عن المصابين بفيروس كورونا المستجد  Novel coronavirus في ووهان بالصين، أن ثلاثة من كل أربعة أدخلوا المستشفى كانوا ذكورًا. ومنذ ذلك الوقت أكدت بيانات من مختلف أنحاء العالم أن الرجال يواجهون خطرًا أكبر للإصابة بمرض شديد أو الوفاة، وأن الأطفال مستَثْنَوْن بشكل كبير. مؤخرًا، توصل العلماء الذين يبحثون في الكيفية التي يؤدي  الفيروس بها إلى الوفاة ... (قراءة المقال)
مجلة العلوم
‫‪دراسات كبيرة تذوي آمال عقار الهيدروكسي كلوروكوين
قلم:      كاي كوبفرشميدت
ترجمة:   د. عبد الرحمن سوالمة
تغطية مجلة ساينس Science لأخبار كوفيد-19 يدعمها مركز بوليتزر Pulitzer Center.
عبر ضباب مزاعم الاستغلال، والأمل، والمبالغة في الدعاية، والتسييس الذي يكتنف الدواء هيدروكسي كلوروكوين Hydroxychloroquine، دواء لعلاج الملاريا Malaria الذي أعلن عنه كعلاج لمرض كوفيد-19 COVID-19، تبدأ حاليا الصورة العلمية بالتجلي.
الهيدروكسي كلوروكوين الذي أثنى عليه رؤساء كمعجزة شفائية محتملة ... (قراءة المقال)
التقدم العلمي
‫‪الإشكاليات الطبية لمرض كوفيد 19
. جمال المطر اختصاصي في أمراض الأذن والأنف والحنجرة، الكويت
تعد الكائنات الحية الدقيقة والفيروسات من العوامل الممرضة الشائعة للإنسان، ويتميز بعضها عن بعض بعدد من الخصائص والسمات. فبعض الفيروسات يصيب النباتات وبعضها يصيب الحيوانات، وهناك أنواع تصيب الإنسان مسببة له أمراضاً متنوعة مثل متلازمة عوز نقص المناعة المكتسبة الإيدز، والتهاب الكبد الفيروسي، والحصبة. ويشهد العالم حاليا أول جائحة يسببها فيروس كورونا الذي ينتمي إلى فصيلة فيروسات واسعة ... (قراءة المقال)
‫‪مجرة درب التبانة و جيرانها
لسلام عليكم .. في كثير من حلقات البرنامج السابقة تكلمنا عن اهم عناصر المجموعة الشمسية التي نعيش فيها من كواكب و أقمار و كيوكبات و احزمة .. و انتهينا بشرح عن بلوتو و حدود المجموعة الشمسية .. ولكن هذه المجموعة تقع و تدور ضمن كيان و محيط اكبر .. و هي المجرة التي نعيش فيها و تحوي الملايين و الملايين من النجوم المشابهة لشمسنا و غيرها من الشموس و نطلق عليها درب التبانة .. في هذه الحلقة سنسافر في رحلة كونية بعيدة نتعرف فيها على بنية المجرة و مكوناتها ... (قراءة المقال)
أخبار العلوم
‫‪التعديل الوراثي التخلّقي يصل إلى الحمض النووي الريبي
قلم: كين غاربر، في شيكاغو بولاية إلينوي
ترجمة: صفاء كنج
انتقلت فكرة تأثير الواسمات الكيميائية في الجينات على تعبيرها الخارجي دون تغيير تسلسل الحمض النووي اختصاراً: الحمض DNA من كونها مسألة مفاجئة في الماضي إلى أن صارت مادة مقبولة تُدرس في الكتب.
ظاهرة التعديل الوراثي التخلقي Epigenetics، وصلت إلى الحمض النووي الريبي المرسال اختصاراً: الجزيء mRNA، وهو الجزيء الذي يحمل المعلومات الوراثية من الحمض النووي إلى مصانع تصنيع البروتين في ... (قراءة المقال)
مجلة مدار
‫‪هل تنجح هيئة الخدمات الصحية في مشروع تتبع الاتصالات الذي تعده؟
جرّب الفرع الرقمي لهيئة الخدمات الصحية الوطنية اختصاراً: الفرع NHSX تطبيقا App سيخبرك ما إذا خالطت أي شخص ظهرت عليه أعراض كوفيد -19. ولكن ما هي التكلفة المترتبة على خصوصيتك جراء ذلك؟
إن أحد التحديات الكبيرة التي تطرحها مكافحة فيروس كوفيد-19 COVID-19 هو أنه معدٍ قبل ظهور أي أعراض على الأشخاص المصابين به. ويمكن أن يساعد تتبع الأشخاص الذين اختلطوا بالمصاب على الحد من انتشار الفيروس، من خلال معرفة عدد الأشخاص الذين ربما نقل إليهم المريض ... (قراءة المقال)
مجلة مدار
‫‪حرائق الغابات الأسترالية: هل هناك ما يمكن فعله لوقف احتراق العالم؟
يل ماكغويرBill McGuire أستاذ فخري متخصص بالمخاطر الجيوفيزيائية والمناخية في يونيفرسيتي كوليدج لندن UCL، وهو مدير مشارك لمعهد الطقس الجديد New Weather Institute ومناصر لحركة علماء من أجل المسؤولية العالمية Scientists for Global Responsibility. سينشر فيلمه البيئي Skyseed في وقت لاحق من عام 2020.
على كوكبنا الذي تزداد حرارته، فإن حرائق الغابات حاليّاً هي واحدة من أكثر الكوارث الطبيعية المرعبة والمكلفة من بين جميع الكوارث الطبيعية الأخرى. من ... (قراءة المقال)
كيف تعمل الآشياء
‫‪ناسا تشهد اختفاء غابات بيرو
قلم: ميندي فايسبرغر
تُرى نتائج سنوات من إزالة الغابات في بيرو من الفضاء، ويتم تتبعها بواسط رسم بياني متحرك جديد يُنشأ باستخدام البيانات التي جمعها قمرا ناسا الاصطناعيان Landsat 7 وLandsat 8، ما بين عامي 2013 و2018، والتي تُظهر أن وتيرة فقدان الغابات تتصاعد بمعدل ينذر بالخطر. قامت أندريا نيكولاو Andrea Nicolau، وهي مساعد باحث في الدراسات العليا من جامعة ألاباما University of Alabama، بتحديد فقدان الغابات في الصور بواسطة تقنية تسمى تحليل ... (قراءة المقال)
‫‪علوم و فنون انترسلتر - الجزء الأول
لسلام عليكم .. في الحلقة الماضية تكلمنا عن اهم الأفلام التي صنعت في مجال الفضاء و الكونيات .. واستعرضت قائمة من ١٠ أفلام تكلمت فيها باختصار عن كل فلم و اهم مميزاته العلمية والفنية .. و كان فلم انتيرستيلر قد حل في المركز الاول و قد وعدت بان اخصص حلقة كاملة لشرح اهم المفاهيم العلمية التي طرحت في الفلم ..ولكن بعد مراجعة تفاصيل الفلم تبين انه من الأفضل ان اقسم المفاهيم التي سأطرحها الى حلقتين  .. حلقة أولى سأتكلم بنبذة بسيطة عن بذور ولادة هذا الفلم ... (قراءة المقال)