الدورية الضوئية

[Admin]

يقصد بالدورية الضوئية photoperiodisme تحديد ردود الأفعال النباتية الحيوية، المرتبطة بالإزهار والنمو، إثر تعرضها لنوبات منظمة من الإنارة والظُلْمَة.

تتضح آثار الدورية الضوئية في مجالات عدة أبرزها، على سبيل المثال: تنظيم مراحل النمو والإزهار وعملية سقوط الأوراق، وهجرة المواد الغذائية الناتجة عن عملية التركيب الضوئي[ر] وادخارها في الأبصال أو الدرنات.

الدورية الضوئية وعلاقتها بالنمو

يزداد النمو الإعاشي أو الخضري في الأجزاء الهوائية، كالسوق والأوراق والمعاليق، في جميع الأنواع النباتية تقريباً أثناء الدورات ذات النهار الطويل، كما هي الحال في نباتات الفريز والأقحوان وغيرها. بينما تبقى الأوراق صغيرة وسميكة في أثناء الدورات ذات النهار القصير. ويتأخر تشكل الفلين، العامل على سقوط الأوراق، في المناطق ذات دورات النهار الطويل في حين لا تتشكل الدرنات في نبات البطاطا إلا إذا تجاوزت مدة الظلمة (الليل) الـ 12 ساعة يومياً، وهذا ما يؤخر المحصول حتى فصل الخريف كما يحول دون زراعة مثل هذه الأنواع في المناطق ذات دورات النهار الطويل.

وتؤثر الدورية الضوئية بصورة واضحة في تشكل الجذور في الفسائل حيث ينشط هذا التشكل خلال الأيام الطويلة النهار ويبقى محدوداً في المناطق ذات الأيام القصيرة النهار.

وتنظم الدورية الضوئية عملية الإزهار التي تصنف النباتات في أربع مجموعات هي:

1- النباتات اللادورية الضوئية Photo-Aperiodiques: كالبازلاء والفول السوداني والبطاطا والنرجس التي تحتاج 8 ساعات يومياً من الإنارة لتأمين حاجتها من المواد المغذية، من دون أي متطلبات إيقاعية.

2- النباتات نهاريةُ الدورية Héméroperiodiques: كالسبانخ والخلنج Eriea والبنج Hyocyamus والقمح الربيعي والقرنفل والفصفصاء التي يتطلب إزهارها أياماً طويلة النهار كما تزداد الأَزهار وفرة كلما كانت مدة الليل أقصر.

3- النباتات ليليةُ الدورية Nyctipériodiques: كالتبغ والقلقاس والأقحوان التي يحتاج إزهارها إلى ليل طويل تمتد مدة الظلمة 16 ساعة يومياً، وتبقى الساعات الثمانية من الضوء ضرورية للتركيب الضوئي لتأمين الحاجة الغذائية لتلك النباتات.

4- النباتات وسطية الدورية: كأغلب نباتات المناطق المعتدلة في أواخر الربيع وبداية الصيف التي تزهر عندما تتساوى ساعات النهار مع ساعات الليل، وإن إطالة النهار تجريبياً (صنعياً) في غرف للزراعة مع إبقاء مدة الظلام بحدود 12 ساعة تعوّق عملية الإزهار. وكذلك الحال إذا زادت ساعات الليل مع إبقاء مدة الإضاءة بحدود 12 ساعة.

آلية عمل الدورية الضوئية

بينت الدراسات المتعلقة بآلية عمل الدورية الضوئية ضرورة توفير الإضاءة الملائمة لكل نوع في أوقات محددة كما بينت أن مدة الإضاءة يمكن أن تكون قصيرة جداً، ولا تستمر بالضرورة حتى مرحلة الإزهار، مما يعني أن التحولات التي تتم داخل النبات تستمر بعد انقطاع الضوء، وأن عملية تنشيط ظهور الأزهار ذات طبيعة مستمرة حتى بعد زوال العامل المحرض (أي الضوء). كما تبين أن أوراق النبات هي التي تستقبل العامل المحرض وتتأثر به، حيث أن تعريض نبات نُزِعَتْ أوراقه لإنارة مناسبة ستكون عديمة الأثر على البراعم التي ستبقى إعاشية. يستنتج من ذلك أن المادة المنشِّطة تنتقل من الأوراق إلى البراعم، مما يعني أنها من طبيعة هرمونية تتشكل في الأوراق وتنتقل إلى البراعم التي ستتحول، نتيجة لذلك، إلى بداءات زهرية، بينما يبقى البرعم القمي عديم التأثر بهذه المادة.

يبدو أن الإنارة الضعيفة جداً كالوميض تكفي لظهور الأزهار، بينما لا تؤثر مثل هذه الإنارة في عملية التركيب الضوئي. ويمكن التحقق من ذلك تجريبياً بزراعة النباتات في شروط خاصة داخل غرف زراعة يمكن التحكم بالشروط السائدة فيها بحيث يتم إطالة ساعات النهار بإضاءة خافتة قادرة على التأثير على عملية الإزهار من دون تبديل في عملية التغذية (لانعدام التركيب الضوئي في هذه الحالة) وهذا ما يتحقق في الطبيعة في الليالي المُقمِرَة. ويمكن أن يتحقق ذلك أيضاً لدى تعريض النباتات لضوء وحيد اللون، حيث تبين أن الأشعة ذات أطوال الموجات المختلفة ليس لها جميعها الأثر نفسه. كما أن الأطياف التي يتم الحصول عليها، في هذه الحالة، غير متساوية بالنسبة لكل الأنواع، غير أنها تختلف دائماً عن تلك التي يمتصها اليخضور، وأن الصبغ الحساس للدورية الضوئية إنما هو الفيتوكروم phytochrome المكتشف عام 1960 وهو عبارة عن مادة حساسة للضوء من طبيعة بروتينية معقدة.

إن الظاهرة ليست من طبيعة كيميائية ضوئية وحسب بل إنها تتأثر بتبدلات درجات الحرارة وعمر الأوراق وحالتها الغذائية وغير ذلك، ويمكن لورقة واحدة، في حال نزع بقية الأوراق عن النبات، أن تؤثر في عدد من البراعم الإبطية للأوراق الأعلى أو الأدنى.

إن المادة المصنعة في الأوراق ليست نوعية، إذ يمكن لنبات من نباتات النهار القصير أو لجزء منه معرض لظروف نهار قصير أن ينقل حالة استعداده للإزهار إلى نبات آخر ينمو إعاشياً بصفة دائمة في ظروف نهار طويل، مما يؤكد الطبيعة الهرمونية لهذا الفعل. فالهرمون ينتقل من الورقة عبر اللحاء إلى البراعم حيث ينشط عملية إنتاج البداءات الزهرية بدلاً من الأجزاء الإعاشية، وإن نزع القشرة عن حلقة من الساق تمنع هجرة الهرمون الذي يطلق عليه هرمون الإزهار أو الأنتوكالين anthocaline علماَ أن تركيز هذه المادة ضعيف وصفاتها الكيميائية غير محدّدة تماماً، ولم يتمكن العلماء من عزلها بعد بشكل مؤكد غير أنها من طبيعة ستيرولية stérolique إذ إن رش الستيرولات على الأوراق ينشط إزهار نباتات الفريز كما أن مثبطات تركيب الستيرولات تعيق عملية الإزهار. ويبدو من جهة أخرى أن المادة المشكلة في الضوء والمحرِّضة على الإزهار في نباتات النهار الطويل تتوازن مع مواد منوِّمة تسمى دورمين dormines تصنع خلال الليل وتعمل كمثبط، ولهذا فإن إطالة مدة الليل ستؤدي إلى إعاقة الإزهار لدرجة يرى بعضهم أن نباتات النهار الطويل هي أولاً نباتات الليل القصير؛ فالنباتات لا تزهر في الفيتوترون لدى تأمين 12 ساعة ضوء إلا إذا كانت مدة الليل لا تتجاوز الـ 8 ساعات.

يتحقق التغير في طول المدة النهارية والليلية المساعدة للإزهار من خلال اختلاف حساسية الأنواع للمادة الفعّالة، المحققة للإزهار، ضمن مجال محدد من التركيز، وإن التركيز الضعيف لا يكفي للإزهار، أما التركيز القوي فإنه مثبط لهذه العملية.

يتضح مما سبق أن عملية الإزهار عملية معقدة للغاية، وكيفية حدوثها أمر مرتبط بنوع النبات، وتستمر الأبحاث بنشاط وباستخدام تجهيزات متطورة تسمح بتبديل عامل واحد فقط في الوقت نفسه، وترمي إلى اكتشاف ردود الأفعال بين مختلف الظواهر التي تمت الإشارة إليها أعلاه.

يفهم من ذلك أن الشتاء بأيامه القصيرة النهار ولياليه الطويلة المظلمة ليست عديمة الفائدة للنبات.

وقد سبق للباحثين التوصل إلى نتائج عملية تهم البستنة[ر] horticulture أبرزها إزهار الأقحوان في كل الفصول. والزراعة من خلال إيجاد السبل الكفيلة بتطوير عملية الإزهار لعدد من الأنواع النباتية.

عبد الجبار الضحاك