صعق جذور النباتات بالكهرباء قد ينقذ البشرية

تمتلك النباتات إشارات كهربائية، مثلها مثل الكائنات الحية الأخرى، وعلى الرغم من أننا لا نستطيع رؤيتها أو الشعور بها عادة، إلا أن نبضات النشاط الكهربائي هذه تتدفق عبر أنسجة النباتات، ما يؤدي إلى حركات مفاجئة أو تحذير من حدوث مشكلة لدى النبات.

واستخدم باحثون النقاط الكهربائية التي تمتلكها هذه البناتات لتعزيز عملية النمو، ووجد العلماء أن صعق شتلات الشعير بالكهرباء يساعد على نمو البراعم الجديدة بشكل أسرع.

وعلى الرغم من أن البحث قد يبدو أنه ينم عن بعض “المرح” بالنسبة للبعض، إلا أنه قد يكون في الواقع نعمة حقيقية لتعزيز الإمدادات الغذائية العالمية، في وقت يتزايد فيه القلق على الأمن الغذائي، وسط الصراعات وتغير المناخ، بحسب المقال المنشور في مجلة “ساينس أليرت” العلمية.

ووفقا لمنظمة الأغذية والزراعة التابعة للأمم المتحدة، سيواجه ما بين 691 و783 مليون شخص الجوع في عام 2022، وهو ما يمثل زيادة قدرها 122 مليون شخص مقارنة بعام 2019.

وقد أجرى الباحثون تجارب على الكهرباء من قبل لمحاولة تعزيز إنتاجية المحاصيل، حيث قاموا بإخضاع شتلات الشعير والبازلاء ونبات الأرابيدوبسيس ثاليانا، وهو نبات من عائلة الخردل، لمجالات كهربائية عالية.

ولتقليل استهلاك الطاقة، قام الفريق السويدي الذي أجرى الدراسة الجديدة بتطوير نظام زراعة مائية منخفض الطاقة، يطبق جهدًا صغيرًا ولكن ثابتًا على شتلات الشعير لمدة خمسة أيام، بحسب الدراسة المنشورة في مجلة “PNAS”.

وتعمل أنظمة الزراعة المائية على استبدال التربة بالمياه، وتستخدم سمادًا أقل من طرق الزراعة الأخرى، لأنه يمكن إعادة تدوير العناصر الغذائية والمياه من خلال النظام.

في حين أن الزراعة المائية لديها الكثير من المزايا، إلا أنها مجرد حل واحد ممكن لتحسين الأمن الغذائي، الذي يصادف أنه مناسب بشكل خاص “للمناطق ذات الأراضي الصالحة للزراعة والتي تعاني من ظروف بيئية قاسية”، كما تقول الباحثة في مجال الإلكترونيات الحيوية ومؤلفة الدراسة، إليني ستافرينيدو، من جامعة لينشوبينج.

قامت ستافرينيدو وزملاؤها بوضع شتلات شعير عمرها 5 أيام على سقالات مصنوعة خصيصًا، ثم استخدموا جهدًا كهربائيًا منخفضًا لمدة خمسة أيام، ثم منحت فترة نمو لمدة خمسة أيام أخرى قبل الحصاد.

ولاحظ الباحثون أنه، في المتوسط، كانت النباتات المحفزة كهربائيًا تحتوي على أنسجة أكثر بنسبة 50 في المئة، وكانت أطول بنسبة 30 في المئة من النباتات التي لم تمسها بعد 15 يوما من النمو.

ولم يُعرف بعد كيف يعزز النبض المستمر للكهرباء نمو النبات. لكن أحد الاقتراحات هو أن النباتات المحفزة كهربائيًا هي بطريقة أو بأخرى أكثر كفاءة في امتصاص العناصر الغذائية.

ووجد الباحثون في التجارب اللاحقة، أن النباتات المحفزة تعالج النترات بكفاءة أكبر، مع مستويات أقل من مركب النيتروجين غير العضوي مقارنة بنظيراتها غير المكهربة، ما يشير إلى أنهم حولوها إلى كتلة حيوية تحتوي على النيتروجين.

وتقول ستافرينيدو: “لكن ليس من الواضح بعد كيف يؤثر التحفيز الكهربائي على هذه العملية”.

والمثير للدهشة أن الباحثين اكتشفوا أن طفرة نمو الشتلات لم تحدث مباشرة بعد التحفيز الكهربائي، ولكن خلال الأيام الخمسة من النمو المسموح بها بعد إيقاف تشغيل الأقطاب الكهربائية.

ويشير هذا إلى أنه حتى الجرعات الصغيرة والقصيرة من التحفيز الكهربائي قد يكون لها تأثير دائم على النباتات.