اليرقة الجائعة

يمكن لليرقات التي تعيش على الأوراق التي على وشك الجفاف أن "تعيدها إلى الحياة" بمساعدة البكتيريا التكافلية

بواسطة: يونات أششار ونوعام ليفيثان

تخيل للحظة أنك فريسة لفراشة - يرقة صغيرة تعيش داخل ورقة الشجر وتتحرك على طولها أثناء تناول الطعام. إن وجودك بأكمله يعتمد على هذه الورقة الواحدة، التي توفر لك الغذاء والحماية. لكنك محظوظ لأنك تعيش على ورقة شجرة متساقطة الأوراق، والخريف يقترب. تتحول الورقة إلى اللون البني وتتحول إلى اللون الأصفر وتجف أنسجتها الحية المليئة بالسكريات والمواد المغذية الأخرى والرطوبة. ماذا يمكن أن تفعل اليرقات في مثل هذه الحالة؟ إنهم غير قادرين على الخروج والانتقال إلى ورقة أخرى - ليس حتى يكبروا ويكملوا التناسخ ويصبحوا بالغين. ومن ناحية أخرى، لن تتمكن أوراقهم من الاستمرار في تمويلهم لفترة أطول. من أجل البقاء، يجب على اليرقة أن "تصنع معجزة" وتعيد أوراقها إلى الحياة.

قام ويلفريد كايزر (كايزر) وزملاؤه من جامعة فرانسوا رابليه في فرنسا بدراسة ظاهرة "الجزر الخضراء" - وهي بقع خضراء من الأنسجة الحية تظهر على الأوراق التي تبدو جافة تماما خارج هذه المناطق. ومن المعروف منذ فترة طويلة أن الجزر تغمرها المياه بسبب وجود يرقات العثة، والتي تكتسب بالتالي بضعة أيام إضافية من الأكل والنمو. وفي دراسة نشرت في المجلة أعمال الجمعية الملكيةحاول الباحثون فهم كيفية قيام الحشرات بأعمال الإنعاش.

وكانت فرضيتهم هي أن هذه القدرة لا تكمن في اليرقات نفسها، ولكن في الكائنات الأخرى التي تعيش بداخلها - البكتيريا التكافلية، على غرار "البكتيريا الصديقة" التي تعيش في أمعائنا. هناك أنواع من البكتيريا قادرة على تحفيز النمو في النباتات، وذلك بمساعدة هرمون نباتي يسمى السيتوكينين، والذي يوجد بمستويات عالية في تلك الجزر الخضراء. تستخدم بعض البكتيريا هذه القدرة لمهاجمة النباتات نفسها، وتكوين الإفرازات التي تتطور فيها. ومن المعروف أيضًا أن نشاط البكتيريا وحده، دون تدخل الحشرات، يخلق جزرًا خضراء تشبه إلى حد كبير تلك التي أنشأتها اليرقات.

وللتحقق مما إذا كانت البكتيريا التكافلية متورطة بالفعل في هذه الحالة، قام الباحثون بفحص يرقات العثة من هذا النوع فيلونوريكتر بلانكارديلاالحياة داخل أوراق أشجار التفاح. ووجدوا أنها تحتوي في الغالب على البكتيريا بكتيريا الولبخية، شائع في الحشرات. أعطى الباحثون اليرقات مضادًا حيويًا أدى إلى قتل البكتيريا بشكل شبه كامل. ظهرت نتائج العلاج على الفور: فشلت اليرقات التي نشأت على الأوراق الجافة في تكوين الجزر الخضراء، وماتت جميعها تقريبًا قبل أن تصل إلى مرحلة النضج. عندما تم اختبار الأوراق، وجد أنها تفتقر إلى مستويات السيتوكينين العالية الموجودة في الجزر الخضراء. ومن الممكن أن تقوم البكتيريا بإنتاج الهرمون بنفسها وتتسبب في قيام اليرقة بإفرازه، حيث أن هذه البكتيريا لديها جين مهم لتكوين السيتوكينين. ومن الممكن أيضًا أن المواد التي تنتجها البكتيريا تشجع النبات نفسه على زيادة مستويات الهرمون - أو كليهما.

ويشير البحث إلى التفاعلات بين ممثلي ثلاث ممالك مختلفة: البكتيريا والحيوانات والنباتات. إن التكافل بين البكتيريا والحيوانات أمر شائع جدًا بالطبع - على سبيل المثال، توفر لنا البكتيريا التي تعيش في أمعاء كل منا العناصر الغذائية الأساسية. لكن هذه هي المرة الأولى التي يتم فيها توثيق التعاون بين البكتيريا والحيوانات، والتي تتسبب معًا في التلاعب بالنبات الذي تعيش فيه - وبالتالي ضمان بقائها.

تم نشر المقال الأصلي على مدونة الدكتور نعوم ليفيتان سايفيل وفي مجلة جاليليو.

لمزيد من القراءة

المقال الأصلي:

كايزر، دبليو، هوجيت، إي، كاساس، جيه، كومين، سي. وجيرون، دي. النمط الظاهري للجزيرة الخضراء النباتية الناجم عن عمال مناجم الأوراق يتوسط المتكافلات البكتيرية. بروك. ر. سوك. ب 277، 2311-2319 (2010)، نُشرت لأول مرة على الإنترنت في 31 مارس 2010. دوى: 10.1098/rspb.2010.0214

في موضوع الأشياء انظر: درور بار نير، ""البكتيريا الزراعية من مسبب مرض إلى الهندسة الوراثية""جاليليو" 119.

عن البكتيريا وتأثيرها على الميول الجنسية للذباب: نوعام ليفيثان ويونات أششار،الحب من البطن""جاليليو" 148.