Evaluation of the biostimulant potential of microalgae extract in improving argan seed (Argania spinosa L. Skeels) germination performance under salinity stress condition

تخيل عالماً تكون فيه الأرض مالحة جداً لدرجة أنها تعمل كإسفنجة عملاقة غير مرئية، تمتص الماء مباشرة من بذرة صغيرة قبل أن تتمكن حتى من الاستيقاظ. هذا هو الواقع للعديد من النباتات التي تحاول النمو في أماكن جافة وقاسية. عندما تصبح التربة مالحة جداً، فإنها تخلق مشكلة مزدوجة للبذور: أولاً، تجعل الملح الماء "عطشاً"، مما يمنع البذرة من شرب ما يكفي من الماء لبدء النمو؛ ثانياً، تعمل أيونات الملح التي تنجح في الدخول إلى الداخل كسم سام، حيث تعبث بالكيمياء الداخلية للبذرة وتسبب حالة من الذعر تُعرف باسم "الإجهاد التأكسدي". وللبقاء على قيد الحياة، غالباً ما تضطر البذور إلى إنفاق كل طاقتها فقط في محاولة البقاء حية، مما لا يترك لها أي طاقة للإنبات الفعلي.

لقد بحث العلماء عن طريقة لتقديم يد العون لهذه البذور المتعثرة دون استخدام مواد كيميائية قاسية. وهنا يدخل عالم "المحفزات الحيوية" (biostimulants). فكر في هذه المحفزات كأنها فيتامينات أو مشروبات طاقة طبيعية للنباتات. أحد المصادر الواعدة هو الطحالب الدقيقة (microalgae)—وهي كائنات حية دقيقة وحيدة الخلية تعيش في الماء. هذه القوى الخضراء الصغيرة مليئة بمحفزات النمو الطبيعية، مثل الهرمونات النباتية والسكريات، والتي يمكنها خداع البذرة لتظن أنها في بيئة مثالية، حتى عندما تحاول التربة قتلها. والسؤال الكبير هو: هل يمكن لرشة من "حساء" هذه الطحالب أن تساعد بذرة شجرة خشبية صلبة على البقاء في الصحراء المالحة؟

هذا بالضبط ما سعى فريق من الباحثين لاختباره باستخدام شجرة الأرغان، وهي شجرة شهيرة وحيوية موطنها الأصلي المغرب. تُعد شجرة الأرغان العمود الفقري للأنظمة البيئية والاقتصادات المحلية، لكن بذورها صعبة النمو بشكل ملحوظ، خاصة عندما تكون التربة مالحة. أراد العلماء معرفة ما إذا كان نقع هذه البذور في مستخلص مصنوع من نوع معين من الطحالب الخضراء الدقيقة (Coelestrella sp.) يمكن أن يعمل كعامل "تحفيز فائق" (super-priming). لقد عالجوا البذور بكميات مختلفة من عصير هذه الطحالب وراقبوا ما إذا كان بإمكانه مساعدتها على الإنبات بشكل أسرع ونمو جذور أقوى، حتى عندما كانت عالقة في مياه مالحة.

كانت النتائج تشبه مشاهدة تحول بطل خارق بالحركة البطيئة. فعندما تُركت البذور وحدها في مياه مالحة، عانت بشدة؛ حيث نمت ببطء شديد، وظلت جذورها قصيرة، وكانت كيمياؤها الداخلية في حالة فوضى. كانت البذور في حالة صراخ طلباً للمساعدة، حيث تضخ كميات هائلة من المواد الكيميائية المضادة للإجهاد لمجرد الحفاظ على بقائها. ومع ذلك، عندما منحها الباحثون جرعة من مستخلص الطحالب الدقيقة، وتحديداً بتركيز 1 جرام لكل لتر، تغيرت القصة تماماً.

لم تكتفِ البذور المعالجة بالبقاء على قيد الحياة فحسب، بل ازدهرت. فقد ضاعفت معدل إنباتها مقارنة بالبذور المالحة غير المعالجة. كان الأمر كما لو أن مستخلص الطحالب قد منحها انطلاقة مبكرة، مما سمح لها باختراق "حاجز الملح" في التربة بشكل أسرع بكثير. كانت الشتلات التي نمت من هذه البذور المعالجة تمتلك جذوراً أطول بمرتين تقريباً من تلك غير المعالجة والمجهدة. في الواقع، نمت الشتلات المعالجة في الماء المالح بشكل جيد لدرجة أنها كانت أقوى من البذور غير المعالجة التي تنمو في ظروف "مثالية" غير مالحة.

لكن السحر لم يكن خارجياً فقط؛ بل كان يحدث في أعماق خلايا البذرة أيضاً. وجد الباحثون أن المياه المالحة جعلت البذور غير المعالجة تدخل في حالة من "الذعر الأيضي". فقد اضطرت إلى استهلاك احتياطيات طاقتها وإنتاج كميات هائلة من مادة "البرولين" (proline)، وهي مادة كيميائية مضادة للإجهاد، فقط لمنع خلاياها من الجفاف. لقد كان صراعاً يائساً ومجهداً. أما مستخلص الطحالب الدقيقة، فقد عمل كدرع؛ إذ منع البذور من الحاجة إلى الذعر. وبدلاً من حرق الطاقة لمحاربة الملح، استخدمت البذور المعالجة تلك الطاقة للنمو. فقد عززت مستويات السكريات والبروتينات الواقية لديها، والتي عملت كـ "مضاد تجمد" طبيعي ودرع لخلاياها. كما أنتجت المزيد من مضادات الأكسدة الطبيعية (مثل البوليفينول والفلافونويد) لتحييد الآثار السامة للملح قبل أن تسبب أي ضرر.

ومن المثير للاهتمام أن البذور المعالجة لم تكن بحاجة إلى رفع محركات دفاعها الداخلية بنفس القدر الذي احتاجته البذور غير المعالجة. فبينما كانت البذور غير المعالجة تضخ بهياج إنزيمات مضادة للأكسدة لمحاربة هجوم الملح، كانت البذور المعالجة هادئة ومتماسكة. وهذا يشير إلى أن مستخلص الطحالب لم يساعد البذور في محاربة المعركة فحسب، بل ساعدها على تجنب المعركة تماماً من خلال الحفاظ على توازن أنظمتها الداخلية وحمايتها.

تخلص الدراسة إلى أن مستخلص الطحالب الدقيقة هذا هو أداة طبيعية قوية لمساعدة أشجار الأرغان على ترسيخ جذورها في التربة الصعبة والمالحة. ويشير ذلك إلى أنه من خلال منح هذه البذور "دفعة ما قبل المباراة" باستخدام الطحالب، يمكن للمزارعين وحماة البيئة زراعة المزيد من أشجار الأرغان بنجاح في المناطق التي تفشل عادةً في النمو فيها. وبينما تشير الورقة البحثية إلى الحاجة لمزيد من الأبحاث لمعرفة كيفية عمل ذلك في العالم الحقيقي خارج المختبر، فإن النتائج حتى الآن تمثل بريق أمل لاستعادة هذه الأشجار الحيوية في المناظر الطبيعية القاحلة والمالحة. إنها تذكير بأنه في بعض الأحيان، أفضل طريقة لمساعدة نبات على البقاء في بيئة قاسية هي إعطاؤه القليل من "الغذاء الخارق" الخاص بالطبيعة.