الهرمونات النباتية بين الواقع و الخيال (الجزء الثامن)
الايثيلين :
الهرمون المتميز بالنضج و الشيخوخة و التساقط :
_ بعد ان تعرفنا في الجزء السابق على السيتوكينينات ، و دورها المتميز في تأخير شيخوخة الاوراق و تنشيط الانقسام الخلوي و البراعم الجانبية ، ننتقل اليوم الى هرمون يختلف بصورة واضحة عن الهرمونات التي تناولناها سابقا ، و هو الايثيلين .
_ و يتميز الايثيلين بكونه الهرمون النباتي الغازي الوحيد ، كما يرتبط بصورة خاصة بنضج الثمار ، و شيخوخة الانسجة ، و تساقط الاوراق و الازهار و الثمار ، و استجابة النبات للعديد من الظروف المجهدة .
طبيعة الايثيلين و بداية اكتشافه :
_ الايثيلين Ethylene هو مركب هيدروكربوني بسيط صيغته C₂H₄ ، و ينتجه النبات بصورة طبيعية ، ثم ينتشر بسهولة بين الخلايا و الانسجة بسبب طبيعته الغازية .
_ بدأت ملاحظة تأثيره منذ القرن التاسع عشر ، عندما لوحظ ان تسرب غاز الاضاءة من المصابيح الى البيئة المحيطة بالنباتات يسبب تساقط الاوراق وتغير نمط نمو البادرات .
_ ثم اثبت العالم R. Gane سنة 1934 ان النبات نفسه ينتج الايثيلين ، و ان لهذا الغاز دورا فسيولوجيا حقيقيا في تنظيم النمو و التطور .
تخليق الايثيلين :
_ يبدأ تخليق الايثيلين من الحمض الاميني الميثيونين Methionine ، الذي يتحول عبر عدة خطوات انزيمية الى مركبات وسيطة ، اهمها SAM ثم ACC .
_ و تعد عملية تحويل SAM الى ACC بواسطة انزيم ACC Synthase من الخطوات الرئيسية المنظمة لمعدل التخليق ، ثم يتحول ACC بواسطة انزيم ACC Oxidase الى غاز الايثيلين .
_ و يزداد انتاج الايثيلين في كثير من الحالات عند تعرض النبات للجروح او الجفاف او الغمر بالماء او الاصابة المرضية ، كما يمكن لبعض المعاملات الهرمونية ، ومنها بعض تأثيرات الاوكسين ، ان تحفز تخليقه .
الايثيلين و نضج الثمار :
_ يعد الايثيلين من اهم الهرمونات المرتبطة بنضج الثمار ، و تظهر اهميته بصورة خاصة في الثمار الكليماكتيرية مثل الموز و التفاح و الطماطم و المانجو .
_ ففي هذه الثمار يرتبط النضج بزيادة واضحة في التنفس و ارتفاع انتاج الايثيلين ، مما يحفز سلسلة من التغيرات الفسيولوجية ، مثل تكسير بعض المواد المخزنة ، و تحلل الكلوروفيل ، و تغير اللون ، و تليين الانسجة و تكوين المركبات المسؤولة عن الطعم و الرائحة .
_ اما الثمار غير الكليماكتيرية مثل العنب و الفراولة و الحمضيات ، فلا تعتمد عملية نضجها على طفرة ذاتية من الايثيلين بالطريقة نفسها الموجودة في الثمار الكليماكتيرية ، رغم ان الايثيلين يمكن ان يؤثر في بعض عملياتها الفسيولوجية .
الايثيلين و تساقط الاوراق و الثمار :
_ يشارك الايثيلين بصورة اساسية في تكوين و تنشيط منطقة الانفصال Abscission Zone ، و هي المنطقة التي تنفصل عندها الورقة او الزهرة او الثمرة عن النبات .
_ و عندما تنخفض اشارة الاوكسين القادمة من العضو النباتي ، تزداد حساسيته للايثيلين ، فيحفز الاخير نشاط عدد من الانزيمات التي تضعف مكونات الجدار الخلوي في منطقة الانفصال ، فيسهل سقوط العضو .
_ و لذلك فإن التوازن بين الاوكسين و الايثيلين يعد عاملا مهما في تنظيم التساقط ، و لا يمكن تفسير هذه العملية بارتفاع هرمون واحد فقط .
الاستجابة الثلاثية للايثيلين :
_ من اكثر الاستجابات المميزة للايثيلين ما يعرف بالاستجابة الثلاثية Triple Response ، و تظهر بصورة خاصة في البادرات عندما تتعرض للايثيلين او تواجه عائقا اثناء نموها تحت التربة .
_ فتعمل البادرة على تقليل استطالة الساق ، و زيادة سماكتها ، و تغيير اتجاه نموها ، مما يساعدها على التعامل مع العائق و مواصلة النمو .
الايثيلين و التزهير و تحديد الجنس :
_ لا يقتصر تأثير الايثيلين على النضج و الشيخوخة ، بل يشارك ايضا في تنظيم بعض مراحل التزهير ، ومن اشهر تطبيقاته الزراعية تحفيز الازهار في الاناناس .
_ كما يؤثر في تحديد الجنس الزهري في بعض نباتات القرعيات ، حيث يمكن ان يؤدي ارتفاع تأثير الايثيلين في ظروف معينة الى زيادة تكوين الازهار المؤنثة مقارنة بالمذكرة .
الايثيلين سلاح ذو حدين :
_ كما هو الحال مع بقية الهرمونات ، لا تعني زيادة الايثيلين زيادة الفائدة ، فارتفاعه في الوقت او المرحلة غير المناسبة قد يؤدي الى تسريع الشيخوخة و اصفرار الاوراق و تساقط الازهار و الثمار و تقصير العمر التخزيني للمنتجات الفلاحية .
_ و لهذا طورت الزراعة مركبات يمكنها اطلاق الايثيلين او التأثير في عمله ، مثل الايثيفون Ethephon ، الذي يتحلل داخل النبات و يطلق الايثيلين ، و يستخدم في تطبيقات محددة مثل تنظيم نضج بعض الثمار و تحفيز ازهار الاناناس و تسهيل تساقط الاوراق في بعض المحاصيل .
_ و في المقابل تستخدم بعض المواد مثل 1-MCP لمنع ارتباط الايثيلين بمستقبلاته ، و بالتالي تأخير بعض مظاهر النضج و الشيخوخة و الحفاظ على جودة المنتجات خلال التخزين .
_ و هكذا يتميز الايثيلين عن الهرمونات التي تناولناها سابقا بكونه هرمونا غازيا ، يرتبط بصورة خاصة بالنضج و الشيخوخة و التساقط و الاستجابة للاجهاد ، و يعمل دائما ضمن شبكة متكاملة من الهرمونات و الظروف البيئية ، و ليس بصورة منفردة .

#شيمناء نوراني#مجلة ايليت فوتو ارت