نبات سنوي

النبات السنوي هو نبات يكمل دورة حياته ، من الإنبات إلى إنتاج البذور ، خلال موسم نمو واحد ، ثم يموت. وعلى مستوى العالم، 6% من جميع أنواع النباتات و15% من النباتات العشبية (باستثناء الأشجار والشجيرات) هي نباتات سنوية. ^[1] ظهرت دورة الحياة السنوية بشكل مستقل في أكثر من 120 عائلة نباتية مختلفة في جميع أنحاء شجرة كاسيات البذور . ^[2]

تقليديًا، كان هناك افتراض سائد بأن النباتات الحولية تطورت من أسلاف معمرة . ومع ذلك، تتحدى الأبحاث الحديثة هذه الفكرة، وتكشف عن حالات تطورت فيها النباتات المعمرة من أسلاف سنوية. ^[3] ومن المثير للاهتمام، أن النماذج تقترح أن معدلات الانتقال من دورة حياة سنوية إلى دورة حياة معمرة أسرع بمرتين من الانتقال العكسي. ^[4]

تفترض نظرية تاريخ الحياة أن النباتات السنوية تكون مفضلة عندما يكون معدل وفيات البالغين أعلى من معدل وفيات الشتلات (أو البذور)، ^[5] أي أن النباتات السنوية ستهيمن على البيئات التي تعاني من اضطرابات أو تباين زمني مرتفع، مما يقلل من بقاء البالغين. تجد هذه الفرضية دعمًا في ملاحظات زيادة انتشار النباتات السنوية في المناطق ذات الصيف الحار والجاف، ^{[1] [4] [6]} مع ارتفاع معدل وفيات البالغين وارتفاع ثبات البذور. علاوة على ذلك، فإن تطور دورة الحياة السنوية في الصيف الحار والجاف في عائلات مختلفة يجعلها واحدة من أفضل الأمثلة على التطور المتقارب . ^{[1] [4] [3]} بالإضافة إلى ذلك، يتأثر الانتشار السنوي أيضًا بشكل إيجابي بالتباين من عام إلى آخر. ^[1]

على مستوى العالم، يظهر انتشار النباتات السنوية اتجاهًا تصاعديًا مع زيادة البصمة البشرية. ^[1] علاوة على ذلك، تم تحديد الرعي المحلي على أنه يساهم في زيادة وفرة النباتات السنوية في الأراضي العشبية. ^[7] سهلت الاضطرابات المرتبطة بأنشطة مثل الرعي والزراعة، وخاصة بعد الاستيطان الأوروبي، غزو الأنواع السنوية من أوروبا وآسيا إلى العالم الجديد.

في مختلف النظم البيئية، غالبًا ما تكون هيمنة النباتات السنوية مرحلة مؤقتة أثناء التعاقب الثانوي ، وخاصة في أعقاب الاضطرابات. على سبيل المثال، بعد هجر الحقول، قد تستعمرها النباتات السنوية في البداية ولكن يتم استبدالها في النهاية بأنواع طويلة العمر. ^[8] ومع ذلك، في بعض أنظمة البحر الأبيض المتوسط، يتكشف سيناريو فريد من نوعه: عندما تثبت النباتات السنوية هيمنتها، لا تحل النباتات المعمرة محلها بالضرورة. ^[9] تُعزى هذه الخصوصية إلى حالات مستقرة بديلة في النظام - حيث تثبت كل من الهيمنة السنوية والحالات المعمرة استقرارها، مع اعتماد حالة النظام النهائية على الظروف الأولية. ^[10]

تظهر النباتات السنوية عادةً معدل نمو أعلى، وتخصص المزيد من الموارد للبذور، وتخصص موارد أقل للجذور مقارنة بالنباتات المعمرة. ^[11] وعلى النقيض من النباتات المعمرة، التي تتميز بنباتات طويلة العمر وبذور قصيرة العمر، تعوض النباتات السنوية عن طول عمرها الأقل من خلال الحفاظ على ثبات أعلى لبنوك بذور التربة . ^[12] تؤثر هذه الاختلافات في استراتيجيات تاريخ الحياة بشكل عميق على عمل النظام البيئي وخدماته. على سبيل المثال، تلعب النباتات السنوية، من خلال تخصيص موارد أقل تحت الأرض، دورًا أقل أهمية في الحد من التآكل وتخزين الكربون العضوي وتحقيق كفاءة أقل في استخدام المغذيات والمياه من النباتات المعمرة. ^[13]

إن التمييز بين النباتات السنوية والمعمرة واضح بشكل خاص في السياقات الزراعية. فعلى الرغم من أنها تشكل جزءًا صغيرًا من الكتلة الحيوية العالمية، فإن الأنواع السنوية تبرز كمصدر غذائي أساسي للبشرية، ويرجع ذلك على الأرجح إلى تخصيصها الأكبر للموارد لإنتاج البذور، وبالتالي تعزيز الإنتاجية الزراعية. وفي عصر الأنثروبوسين، الذي اتسم بالتأثير البشري على البيئة، كانت هناك زيادة كبيرة في الغطاء العالمي للنباتات السنوية. ^[14] ويعزى هذا التحول في المقام الأول إلى تحويل الأنظمة الطبيعية، التي غالبًا ما تهيمن عليها النباتات المعمرة، إلى أراضٍ زراعية سنوية. حاليًا، تغطي النباتات السنوية ما يقرب من 70٪ من الأراضي الزراعية وتساهم في حوالي 80٪ من استهلاك الغذاء في جميع أنحاء العالم. ^[15]

في عام 2008، اكتُشِف أن تعطيل جينين فقط في نوع واحد من النباتات السنوية يؤدي إلى تحوله إلى نبات معمر . ^[16] قام الباحثون بتعطيل جينات SOC1 وFUL (التي تتحكم في وقت الإزهار) لنبات أرابيدوبسيس ثاليانا . أدى هذا التبديل إلى إنشاء أنماط ظاهرية شائعة في النباتات المعمرة، مثل تكوين الخشب .

• نبات ثنائي الحول  – نبات مزهر يستغرق عامين لإكمال دورة حياته البيولوجية
• نبات معمر  – نبات يعيش لأكثر من عامين
• نبات أحادي الثمار  – نباتات تزهر وتنتج بذورًا مرة واحدة فقط – نبات يزهر وينتج بذورًا مرة واحدة، ثم يموت.
• نبات مؤقت