.Eos هذه ترجمة معتمدة لمقالة .This is an authorized translation of an Eos article
في بدايات عقد السبعينيات من القرن التاسع عشر، كان الخبير بعلم النباتات، جوليوس فون ساشز (Julius von Sachs)، يعمل في مختبر صغير في ألمانيا، وقد لاحظ أمراً مذهلاً: إذا تم تمرير تيار كهربائي منخفض الجهد عبر وسط تنمو فيه شتلات ناشئة فقد يجعل جذورها تنمو نحو القطب الكهربائي السالب. وبعد أكثر من 150 سنة، ما زال العلماء يجرون تجارب حول الطرق الغامضة التي تؤثر فيها الكهرباء على نمو النباتات.
وفي دراسة صدرت مؤخراً في المجلة العملية ’حوليات الأكاديمية الوطنية للعلوم في الولايات المتحدة الأمريكية‘ (Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America)، صنع الباحثون تربة eSoil، وهي هيكل قائم على السليلوز مجهز بأقطاب كهربائية، وعند تشغيلها فإنها تزيد نمو الشتلات بما يصل إلى 50 بالمئة. ويمكن لنتائج هذه الدراسة أن تمهد الطريق إلى أسلوب زراعة خالٍ من الأسمدة.
وثمة دراسات سابقة بحثت في استخدام المجالات الكهربائية في المياه وفي محاليل أخرى. وتساءلت الباحثة Eleni Stavrinidou، التي شاركت في إعداد الدراسة الجديدة، وهي متخصصة في علم المواد في جامعة Linköping في السويد، “لكن ماذا يحدث إذا كان لدينا ركيزة موصلة تنمو عليها النبتة—قطب كهربائي يمكنه أن يحفز الأنسجة مباشرة؟”
تربة تلقت صدمة كهربائية
اختارت الباحثة Stavrinidou وزملاؤها شتلات شعير اختياراً عشوائياً، ووضعوها في هيكل من تربة eSoil، ثم تركوها تنمو. وعندما بلغ عمر الشتلات 5 أيام، قسّمها العلماء إلى مجموعتين وبثوا تياراً كهربائياً منخفض الجهد إلى الأقطاب الكهربائية لواحدة من مجموعتي الشتلات وذلك على مر الأيام الـ 5 التالية. وظلت الشتلات من المجموعة الأخرى تنمو في تربة eSoil، ولكن دون تيار كهربائي.
وفي اليوم الـ 15، كانت جذور الشعير وسيقانها التي تلقت تياراً كهربائياً قد نمت بطول يزيد بـ 7 سنتيمترات ووزن يزيد بـ 37 ملغرام عن النبتات التي نمت نمواً طبيعياً. ومن المثير للفضول أن معدلات النمو بين المجموعتين بدأت تختلف بعد اليوم الـ 10 عندما قُطع التيار الكهربائي عن الشتلات.
وقالت الباحثة Stavrinidou إنها تفاجأت بأن النبتات المحفزة بالكهرباء كانت أكبر على نحو واضح، “لم نكن نتوقع رؤية مثل هذا التأثير الكبير على النمو”. وكانت قد افترضت في البداية أن التغيير سيكون على شكل استطالة فقط وليس تغييراً فعلياً في الكتلة الأحيائية. وقد أظهر تحليل لاحق أن كتلة النبتات المحفزة زادت بما يقارب 50 بالمئة.
“لم نكن نتوقع رؤية مثل هذا التأثير الكبير على النمو”
كانت أنسجة النبتات التي تلقت تياراً كهربائياً تحتوي على كمية أقل من أيونات النترات مقارنة مع النبتات الأخرى. ويعتقد الباحثون بأن التيار الكهربائي ربما حسّن تحويل النترات إلى مركبات عضوية في أنسجة النبتات، إذ أن هذا الأمر خطوة رئيسية تقيّد نمو النباتات.
وقال الباحث Teamrat Ghezzehei، وهو أخصائي في فيزياء التربة من جامعة (California, Merced)، “إن نتائج الدراسة مثيرة للاهتمام”. يمكن لزيادة امتصاص النترات في النباتات، من حيث المبدأ، أن يقلل استخدام الأسمدة إلى الحد الأدنى في المستقبل. وقال الباحث Ghezzehei إنه ما تزال هناك أسئلة كبيرة، “هل يمكن أن تُترجم زيادة النمو هذه على امتداد الدورة الكاملة لحياة النبتة حتى تنتج ثمارها؟ كيف تزداد متطلبات الطاقة عندما نزيد الحجم؟ وهل هذا أمر مستدام؟”
لا يعرف الباحثون بالضبط لماذا تؤثر الكهرباء على قدرة النبتة على استخدام النترات، لكنهم يقترحون إن إجراء تجارب إضافية قد يوضح العمليات الفيزيائية والبيولوجية ذات الصلة بهذا الأمر.
—Saugat Bolakhe(@saugat_optimist)، كاتب في مجال العلوم