الحماية من النبات

كشفت دراسة إسرائيلية جديدة أن نبات الجورس، وهو نبات شائع في البلاد، يفرز مادة لاذعة تمنع العديد من الحيوانات من أكله - لكنه يعطي طيور البلبل "دواء" يساعدها على هضم ثماره. و: كيف يرتبط كل هذا بالوقاية من السرطان؟

بين النباتات والحيوانات هناك علاقة حب وكراهية مستمرة. فمن ناحية، تريد العديد من النباتات أن تأكل الحيوانات ثمارها اللذيذة، وبالتالي تنشر بذورها على نطاق واسع من خلال برازها. من ناحية أخرى، لا تريد النباتات أن تأكلها الحيوانات الخطأ: على سبيل المثال، أولئك الذين سيهضمون البذور بأنفسهم ويستخدمون البروتينات الموجودة فيها لبناء أجسامهم، بدلاً من أن تساعد هذه المواد الجيل النباتي التالي. وهكذا، طوال التطور، طورت النباتات والحيوانات نظامًا معقدًا ومثيرًا للاهتمام من التوازنات والمكابح، ومراكز الجذب والتدابير الوقائية، حول الحاجتين الأساسيتين لنا جميعًا: الغذاء والتكاثر.

دراسة إسرائيلية جديدة يوضح الطريقة التي تطورت بها مثل هذه العمليات وتعمل في النبات الصحراوي، الشائع في إسرائيل والمحبوب بشكل خاص من قبل طيور البلبل المعروفة، ويكشف أن النبات يستخدم آلية دفاعية معقدة لصد الآكلين غير المرغوب فيهم - ولكنه يعطي البلبل "خدعة سرية" تتيح له الاستمتاع بثماره ونشرها على نطاق أوسع.

عثة الصحراء ‏(أوكرادينوس باكاتوس) هو نبات شائع في العربة والنقب. شجيراته كبيرة نسبياً وثماره بيضاء اللون وتشبه حبات العنب الصغيرة. نبات الجورس نبات غير عادي نظرا لأن ثماره مليئة بالعصير - على الرغم من أنه ينمو في الصحراء، حيث من المعروف أن الماء سلعة نادرة. تستمتع حيوانات مختلفة بثمار التوت البري، بما في ذلك القوارض والطيور.

مثل النباتات الأخرى، يريد نبات الخطمي أن تؤكل ثماره فقط الحيوانات التي ستنشر بذوره أيضًا. ولهذا يستخدم خدعة فريدة من نوعها. في اللب - الجزء العصير واللذيذ من الفاكهة - توجد مواد تسمى الجلوكوزينات، بينما يوجد في البذور داخل الفاكهة إنزيم (بروتين يسرع العمليات الكيميائية) يسمى ميروسيناز. عندما يمضغ بعض الحيوانات الفاكهة، يتم سحق اللب والبذور معًا، ويلتقي الجلوكوزينات والميروزيناز - ويخلق هذا المزيج طعمًا لاذعًا وغير سار في فم الحيوان.

وهذا مشابه للعملية التي تميز الخضروات من العائلة الصليبية، مثل الفجل الحار أو الخردل أو بذور الوسابي، وهي قريبة جدًا من الخضروات الصليبية: إذا وضعناها كاملة على اللسان فلن نشعر بأي بهارات، ولكن بمجرد وضعها بالكامل على اللسان. عندما نعضها أو نقطعها أو نقطعها - سوف تلتقي المواد والإنزيم، وستظهر النفاذة المألوفة لهذه النباتات.

"العندليب يأكل كل شيء"

إن خدعة السوسة تؤدي المهمة، وتمنع الحيوانات المختلفة التي تنشرها من هضم بذورها أيضًا. يقول البروفيسور يورام غيرشمان من كلية أورانيم ومعهد التطور في جامعة أورانيم: "منذ حوالي عقد من الزمن، أظهرنا أن الفئران الشوكية الشائعة (فئران الصحراء) تفهم التلميح، فهي تأكل الطفو حول البذور وتبصق البذور على الأرض". جامعة حيفا، حيث تم إجراء البحث الجديد في مختبرها. "عندما يكونون صغارًا، يحاولون في البداية تناول الفاكهة بأكملها - ويتعلمون بسرعة كبيرة أن هذه فكرة سيئة."

وبينما تمتلك العصافير أرجلاً أمامية تسمح لها بإمساك الثمرة وتناولها بالطريقة المناسبة، فإن الطيور التي لا تملك أيدياً لا تملك هذا الخيار - ولذلك فهي تأكل الثمرة كاملةً، بسبب مذاقها اللاذع. كما ذكرنا، فإن الطائر الشائع جدًا والمعروف بولعه بسمك الشبوط هو العندليب أصفر البطن (بيكنونوتوس زانثوبيجوس) - هذا على الرغم من أنها تشعر بالحرارة غير السارة للفاكهة. يقول غيرشمان: "العندليب يأكل كل شيء". وهذا مفيد للطرفين: الطير الذي يكتسب التغذية - والنبات الذي تنتشر بذوره البلابل بعيدًا في طيرانه.

فوائد للعملاء العادية

وفي الدراسة الجديدة التي أجراها في مختبر غيرشمان في بيت مارجولين في كلية أورانيم د. بيني طربالسي، البروفيسور أدو إسحاقي ونمرود شتايندل من قسم علم الأحياء التطوري والبيئي في جامعة حيفا ود. ميا لازار من جامعة حيفا جامعة حيفا والتي نشرت في المجلة العلمية المرموقة Nature Communications، قام الباحثون بإلقاء القبض على عشرة بلبل: 6 من المنطقة الجنوبية، وهم على دراية جيدة بالركفاتان - وفي الواقع، وتم أسرهم وهم لا يزالون في الأدغال، و4 من منطقة بيت شان التي لا ينمو فيها نبات السدوم، والتي لم يلتقوا بها في أيامهم. وتجنب الباحثون القيام بأي أعمال عدوانية، وتم إطلاق جميع الطيور في البرية دون أن يصابوا بأذى في موقع أسرهم في نهاية الدراسة.

وقام الباحثون بإطعام البلابل من المجموعتين بأربعة "أطعمة" مختلفة: الموز - وهي فاكهة حلوة تحبها البلابل، والموز مع عصير الفستق، والموز مع بذور الفستق، والموز مع الفستق وبذور الفستق مجتمعة. وبحسب الطيور الثلاثة، فقد قارنوا درجة هضم الطعام بين طيور الشمال وطيور الجنوب.

واكتشف الباحثون أنه في معظم الخيارات الغذائية المختلفة لم يكن هناك فرق بين درجة هضم البلابل من الشمال وتلك من الجنوب - باستثناء تلك التي شملت كلاً من اللب وبذور الفاكهة معاً. الموز: هضمت الطيور الجنوبية، التي تعرف الكسترد، حوالي 90 بالمائة من الحصة (أي أن 10 بالمائة منها خرجت مع البراز) - بينما هضمت الطيور الشمالية التي هو غريب عنها أقل بكثير - حوالي 80 بالمائة . أي أن الطيور الجنوبية هضمت 12 بالمائة أكثر من الطعام. يقول غيرشمان: "بالنسبة للطائر الذي يحتاج إلى البحث عن الطعام، فهذا فرق كبير".

وفي الخطوة التالية، قام الباحثون بفحص تأثير مزيج عوامة الفاكهة والبذور على الإنزيمات الهضمية الشائعة التي تلعب دورًا مركزيًا في أمعاء البلبل - ووجدوا أن مزيج العوامة والبذور قلل من نشاط البلبل. الانزيمات بمقدار النصف تقريبا. يفسر هذا الخلل في وظيفة الإنزيم سبب ضعف عملية الهضم لدى الطيور الشمالية. ومع ذلك، لا يزال من غير الواضح: لماذا تهضم الطيور الجنوبية الطعام دون انقطاع؟

يقول غيرشمان: "البلبل هو نفسه البلبل، ومن غير المرجح أن يكون هناك اختلاف وراثي بين البلبل الذي يعيش في شمال البلاد وتلك التي تعيش في الجنوب". "ومع ذلك، فقد أدركنا أنه من الممكن أن يكون هناك بالتأكيد اختلاف في تكوين بكتيريا الأمعاء لدى البلابل من مواقع مختلفة - أي فيالميكروبيوم الأمعاء".

البروبيوتيك الى الطائر

ونتيجة لذلك، جمع الباحثون ثلاث نسخ من الطيور من الشمال والجنوب وفحصوا تكوين الميكروبيوم الخاص بهم - وتمكنوا من العثور على اختلاف مذهل بين المجموعتين: فقد اكتشف أنه في أمعاء الطيور الجنوبية، التي تأكل السردين، وهي بكتيريا من هذا النوع تكتلات بانتويا وهي الأكثر شيوعًا - بينما في المناطق الشمالية لا توجد هذه البكتيريا على الإطلاق. يقول غيرشمان: "بعد أن أطعمنا البلابل الشمالية بالركفاتان، قفزت كميات البانتوا فيها". "لقد كان الأمر مفاجئًا، حتى نظرنا إلى ثمار الركفاتان - ووجدنا أنها تحتوي على الكثير من نفس البانتوا".

علاوة على ذلك، اكتشف الباحثون أن منتجات الجمع بين طافية عشبة الصقلاب وبذورها تضر بعشرات البكتيريا التي تعيش في أمعاء الطيور - ولكنها في الواقع تزرع نبات البانتوا. يقول غيرشمان: "عندما تأكل الطيور بطارخها، فإنها تأكل أيضًا البانتوا الموجود فيه، والمادة الحارة الناتجة عن مزيج الطفو والبذور تقوم باختيار" في أمعائها لصالح البانتوا".

أضاف الباحثون البانتويا إلى عجينة تحتوي على موزة مع عوامة وبذور البردي وقدمها للطيور، ووجدوا أنه مع مزيج البانتويا، هضمت الطيور الشمالية الطبق إلى حد مماثل لتلك التي لوحظت في أصدقائهم الجنوبيين. بمعنى آخر، فإن البانتوا، الذي تتعرض له البلابل الجنوبية بانتظام من خلال خياشيمها، يعمل بمثابة "دواء" يمنحه إياها النبات ويساعدها على هضمه. يضحك غيرشمان قائلاً: "البروبيوتيك فعال".

بالإضافة إلى ذلك، فقد وجد أنه عندما يأكل الحيوان الثمرة بأكملها، يتضرر إنبات بذور الزعفران بسبب المادة النفاذة الناتجة عن اتحاد العوامة والبذرة. ولكن عندما يتم العثور على البكتيريا وتكسير المادة النفاذة، لا يتأثر إنبات البذور. في الواقع، هناك ثلاثة أنواع مختلفة مفيدة من العلاقة هذا: يتلقى الطائر الكثير من التغذية المغذية، ويتلقى النبات توزيعًا فعالاً لتلك البذور التي لا يتم هضمها، وتتلقى البكتيريا توزيعًا مناسبًا ونموًا في أمعاء الطائر.

بين السرطان والفضول

واليوم، تستمر الأبحاث حول هذا الموضوع، ويحاول الباحثون، من بين أمور أخرى، فهم الآلية التي "تحارب" البانتوا من خلالها منتجات الالتقاء بين الطفو وحيوانات السردين ("لدينا أدلة على ذلك"). يقول غيرشمان: "إنهم في الواقع يأكلون هذه المنتجات".

وبحسب غيرشمان، فإن البحث الجديد يتناول مجالًا قد يبدو بعيدًا بعض الشيء عنا – النباتات البرية والطيور التي تأكلها، لكنه يؤكد أن بحثًا كهذا يمكن أن يكون في الواقع مرتبطًا بمجالات قريبة جدًا منا، نظرًا إلى أن الصقر ينتمي إلى سلسلة السلبايم - التي تنتمي إليها أيضًا العائلة الصليبية. يقول غيرشمان: "هناك الكثير من الحديث عن الخضروات الصليبية وغيرها من النباتات من سلسلة سالفيا كمواد تقلل من خطر الإصابة بالسرطان". "ربما يكون سبب هذا التأثير هو أن نفس المواد التي تخلق الطعم الحار تنشط أيضًا أنظمة الدفاع في أجسامنا ضد الجذور الحرة - والتي تعد أحد أسباب الإصابة بالسرطان."

ومع ذلك، يرى غيرشمان أهمية علمية أخرى وهامة للدراسة الجديدة: الاهتمام. ويختتم قائلاً: "في نهاية المطاف، نحن كعلماء أشخاص فضوليون، وهذا ما يحركنا".