تحمل الملح
تحمل الملوحة هو تكيف الكائنات الحية مع ظروف الملوحة العالية . [1] تميل الأنواع المتحملة للملوحة إلى العيش في مناطق مثل البحيرات شديدة الملوحة والكثبان الساحلية والصحاري المالحة والمستنقعات المالحة والبحار والينابيع المالحة الداخلية . الكائنات المحبة للملوحة هي كائنات حية تعيش في بيئات شديدة الملوحة وتتطلب الملوحة للبقاء على قيد الحياة، في حين أن الكائنات الحية المتحملة للملوحة (التي تنتمي إلى مجالات مختلفة من الحياة) يمكن أن تنمو في ظل ظروف مالحة، ولكنها لا تتطلب تركيزات مرتفعة من الملح للنمو. النباتات الملحية هي نباتات عليا متحملة للملوحة. الكائنات الحية الدقيقة المتحملة للملوحة ذات أهمية بيوتكنولوجية كبيرة. [2]
التطبيقات
تشمل مجالات البحث العلمي ذات الصلة بتحمل الملح الكيمياء الحيوية ، وعلم الأحياء الجزيئي ، وعلم الأحياء الخلوي ، وعلم وظائف الأعضاء ، وعلم البيئة ، وعلم الوراثة .
يمكن تطبيق فهم تحمل الملح على مجالات مثل الزراعة في المناطق القاحلة ، وزراعة المناطق الجافة ، وتربية الأحياء المائية (للأسماك أو الطحالب)، والإنتاج البيولوجي للمركبات المرغوبة (مثل البروتينات النباتية أو الكاروتينات ) باستخدام مياه البحر لدعم النمو، أو معالجة التربة المتأثرة بالملح. بالإضافة إلى ذلك، تنطوي العديد من الضغوط البيئية على تغييرات تناضحية أو تحفزها، لذا فإن المعرفة المكتسبة حول تحمل الملح يمكن أن تكون ذات صلة أيضًا بفهم تحمل التطرف في الرطوبة أو درجات الحرارة.
تتضمن أهداف دراسة مقاومة الملوحة زيادة الإنتاجية الزراعية للأراضي المتأثرة بملوحة التربة أو حيث يتوفر الماء المالح فقط. يمكن جعل الأنواع الزراعية التقليدية أكثر مقاومة للملوحة عن طريق نقل الجينات من الأنواع المقاومة للملوحة بشكل طبيعي (عن طريق التربية التقليدية أو الهندسة الوراثية ) أو عن طريق تطبيق المعالجات التي تم تطويرها من فهم آليات مقاومة الملوحة. بالإضافة إلى ذلك، يمكن تطوير النباتات أو الكائنات الحية الدقيقة المقاومة للملوحة بشكل طبيعي إلى محاصيل زراعية مفيدة أو كائنات تخمير .
الوظائف الخلوية في النباتات الملحية
يمكن الحصول على تحمل ظروف الملوحة العالية من خلال عدة طرق. يمكن أن تؤدي المستويات العالية من الملح التي تدخل النبات إلى إحداث اختلالات أيونية تسبب مضاعفات في التنفس والتمثيل الضوئي، مما يؤدي إلى انخفاض معدلات النمو والإصابة والوفاة في الحالات الشديدة. لكي يتم اعتبارها متسامحة مع الظروف المالحة، يجب أن تظهر البروتوبلاست طرقًا لموازنة التأثيرات السامة والتناضحية لزيادة تركيزات الملح. يمكن للنباتات الوعائية الملحية البقاء على قيد الحياة في التربة ذات تركيزات الملح حوالي 6٪، أو ما يصل إلى 20٪ في الحالات القصوى. يتم الوصول إلى تحمل مثل هذه الظروف من خلال استخدام بروتينات الإجهاد والمذابات التناضحية السيتوبلازمية المتوافقة. [3]
ولكي توجد النباتات الملحية في مثل هذه الظروف، فإنها تميل إلى أن تخضع لامتصاص مستويات عالية من الملح في خلاياها، وكثيراً ما يكون هذا مطلوباً للحفاظ على جهد تناضحي أقل من جهد التربة لضمان امتصاص الماء. ويمكن أن تكون تركيزات الملح العالية داخل الخلية ضارة بالعضيات الحساسة مثل البلاستيدات الخضراء، وبالتالي يُرى احتجاز الملح. وتحت هذا الإجراء، يتم تخزين الملح داخل الفجوة لحماية هذه المناطق الحساسة. وإذا شوهدت تركيزات عالية من الملح داخل الفجوة، فسوف ينشأ تدرج تركيز عالي بين الفجوة والسيتوبلازم، مما يؤدي إلى مستويات عالية من استثمار الطاقة للحفاظ على هذه الحالة. وبالتالي، يمكن رؤية تراكم المواد المذابة التناضحية السيتوبلازمية المتوافقة لمنع حدوث هذا الموقف. تتراكم الأحماض الأمينية مثل البرولين في أنواع Brassica الملحية ، وقد ثبت أن القواعد الأمونيومية الرباعية مثل الجلايسين والبيتين والسكريات تؤدي هذا الدور داخل الأعضاء الملحية من Chenopodiaceae وأعضاء Asteraceae تظهر تراكمًا للحلقيات والسكريات القابلة للذوبان. يسمح تراكم هذه المركبات بموازنة التأثير التناضحي مع منع إنشاء تركيزات سامة من الملح أو تتطلب الحفاظ على تدرجات تركيز عالية. [ بحاجة لمصدر ]
تحمل البكتيريا للملوحة
يختلف مدى تحمل الملح بشكل كبير بين الأنواع المختلفة من البكتيريا. [4] هناك عدد من البكتيريا الزرقاء التي تتحمل الملح؛ ومن الأمثلة على مواقع حدوث مثل هذه البكتيريا الزرقاء في أحواض ماكجاديكجادي ، وهي بحيرة كبيرة شديدة الملوحة في بوتسوانا . [5]
تحمل الفطريات للملوحة
الفطريات من الموائل ذات التركيز العالي من الملح هي في الغالب متسامحة مع الملح (أي أنها لا تتطلب الملح للنمو) وليست محبة للملوحة. الفطريات المحبة للملوحة هي استثناء نادر. [6] تشكل الفطريات المتسامحة مع الملح جزءًا كبيرًا نسبيًا وثابتًا من مجتمعات البيئة شديدة الملوحة، مثل تلك الموجودة في الملاحات الشمسية . [7] تشمل الأمثلة المدروسة جيدًا الخميرة Debaryomyces hansenii والخميرة السوداء Aureobasidium pullulans و Hortaea werneckii . [8] يمكن للأخيرة أن تنمو في بيئات خالية من الملح، وكذلك في محاليل كلوريد الصوديوم المشبعة تقريبًا . للتأكيد على هذه القدرة على التكيف الواسعة بشكل غير عادي ، يصف بعض المؤلفين H. werneckii بأنها "متسامحة للغاية مع الملح". [9]
انظر أيضا
- استجابات نبات أرابيدوبسيس ثاليانا للملوحة
- الملوحة – استخدام المياه المالحة للري
- قدرة المحاصيل على تحمل مياه البحر – قدرة المحاصيل على تحمل مياه البحر هي قدرة المحصول الزراعي على تحمل الملوحة العالية الناجمة عن الري بمياه البحر.
- التحكم في الملوحة – السيطرة على مشكلة ملوحة التربة
- تحمل المحاصيل للملح
- الصوديوم في علم الأحياء – استخدام الصوديوم من قبل الكائنات الحية
- ملوحة التربة – محتوى الملح في التربة
- التحكم في ملوحة التربة – السيطرة على مشكلة ملوحة التربة
مراجع
- ^ والتر لارتشر (2001) علم البيئة النباتية الفسيولوجية ISBN 3-540-43516-6
- ^ Margesin, R.; Schinner, F. (2001). "إمكانات الكائنات الحية الدقيقة المتحملة للملوحة والمحبة للملوحة في مجال التكنولوجيا الحيوية". Extremophiles: Life Under Extreme Conditions . 5 (2): 73–83. doi :10.1007/s007920100184. PMID 11354458. S2CID 22371046.
- ^ جوبتا، بهسكار؛ هوانج، بينجرو (3 أبريل 2014). "آلية تحمل الملوحة في النباتات: التوصيف الفسيولوجي والكيميائي الحيوي والجزيئي". المجلة الدولية لعلم الجينوم . 2014 : 701596. doi : 10.1155/2014/701596 . PMC 3996477. PMID 24804192 .
- ^ ديتر هاوسينجر وهيلموت سيس (2007) الاستشعار التناضحي والإشارات التناضحية ، أكاديميك بريس، 579 صفحة ISBN 0-12-373921-7
- ^ جيم مايكل هوجان (2008) Makgadikgadi، البوابة المغليثية، أد. أ. بورنهام
- ^ Gostinčar, C.; Grube, M.; De Hoog, S.; Zalar, P.; Gunde-Cimerman, N. (2010). "Extremotolerance in fungi: Evolution on the edge". FEMS Microbiology Ecology . 71 (1): 2–11. doi : 10.1111/j.1574-6941.2009.00794.x . PMID 19878320.
- ^ زاجك، جيه؛ زالار، بي؛ بليمينتاس، أيه؛ جوندي-سيميرمان، إن. (2012). "فطريات المحار". علم الأحياء الفطري البحري . التقدم في البيولوجيا الجزيئية والخلوية الفرعية. المجلد 53. ص 133-158. doi :10.1007/978-3-642-23342-5_7. ISBN 978-3-642-23341-8. PMID 22222830.
- ^ Gunde-Cimerman, N.; Ramos, J.; Plemenitaš, A. (2009). "Halotolerant and halophilic fungi". Mycological Research . 113 (11): 1231–1241. doi :10.1016/j.mycres.2009.09.002. PMID 19747974.
- ^ Gostinčar, C.; Lenassi, M.; Gunde-Cimerman, N.; Plemenitaš, A. (2011). Fungal Adaptation to Extremely High Salt Concentrations . Advances in Applied Microbiology. المجلد 77. ص 71-96. doi :10.1016/B978-0-12-387044-5.00003-0. ISBN 9780123870445. PMID 22050822.
 | ||
