التآثر النباتي الحيواني

بحث متقدم

أ ب ت ث ج ح خ د ذ ر ز س ش ص ض ط ظ ع غ ف ق ك ل م ن هـ و ي

التآثر النباتي الحيواني

تاثر نباتي حيواني

Plant-animal interaction -

التآثر النباتي الحيواني

التأثير التلقائي للحيوانات في النباتات

عملية التأبير

عملية انتشار (بعثرة) البذور

تأثير الإنسان في النباتات

عدنان علي نظام

يمكن تعريف التآثر النباتي الحيواني plant-animal interaction بأنه علاقة تنشأ بين الأحياء في مملكتي الحيوان والنبات، وهي خاصة شائعة في البيئات البرّية والمائية العذبة والبحرية، حيث إن غالبية التآثرات الهائلة تعمل على ترسيخ عناصر التطور المميزة المسالك، وهذه لا تعد ولا تحصى؛ الأمر الذي يقوم على التآثرات المميزة للأنواع في المحيط الحيوي biosphere. أما مدى التآثرات النباتية الحيوانية فواسع يمتد من تلك التآثرات العامة إلى الاختصاصيّة جداً، وتشمل التكيفات التطورية المُتْقَنة، فمثلاً: يؤمّن نبات معيَّن الحمايةَ لحيوان ما، كالشجرة التي تمثّل موئلاً لتعشيش الطيور، وبعض الحيوانات يكون مرناً في انتخاب النباتات، وبالمقابل تبدي بعض الحشرات تخصُّصاً محدوداً، إذ يوجد نوع معيَّن متخصص للعيش ووضع البيوض على نوع واحد فقط من النباتات.

تنتجُ النباتات الخضراء المادة الغذائية الأساسية على الكرة الأرضية بدءاً من مكونات أساسية هي الماء والأملاح المعدنية وضوء الشمس، تعتمد عليها الحيوانات العاشبة تماماً في حياتها وبقائها؛ والتآثرات بين العواشب والنباتات هي في الأساس علاقات غذائية، وهناك مستوىً آخر من الحيوانات يتضمن اللواحم التي تعتمد في غذائها على العواشب، أو على لواحم أخرى. أما الأحياء القارتة polyphagous -كالإنسان- فتأكل كل شيء مما سبق، وكثيراً ما تتغذى العواشب بالأوراق النباتية والفروع الغضة والثمار، ولكن يمكن أن تأكل السوق والجذور والدرنات والأزهار حتى القشور والقلف واللحاء.

إن التآثرات النباتية الحيوانية عديدة جداً، لذا يمكن تقسيمها إلى أنماط رئيسة: ففي تآثرات المُسَاكنة (التطاعم) commensalism يستفيد المُساكِن (المُطاعِم) من شريكه من دون أن يتأثر الشريك، وفي تآثرات التصادية (المناهضة) antagonism يكون التآثر ضاراً في النهاية لأحد الشريكين، أما في تآثرات التكافل (التنافع) mutualism فيستفيد الشريكان كلاهما، كما في حال التأبير pollination وانتشار (تبعثر) البذور seed-dispersal. على أي حال تُصنف التآثرات اعتماداً على وجود درجة معينة من التأثير بهذا المقدار أو ذاك، مما يترك مجالاً لتأثر هذا الفرد أو ذريته، فالقيمة الأهم هي نجاح تكاثر النباتات والحيوانات المتآثرة، وإن كان قياسه صعباً إلى أبعد حد، وهكذا، فالقياسات مثل التقاط (تثبيت) الكربون بالتركيب الضوئي، ومعدل النمو، والتعمير، ومدة البقاء (البُقيا) survival تُستعمل غالباً لتقدير بدائل الكفاءة. ويميز من التآثرات:

1- التأثير التلقائي للحيوانات في النباتات:

يؤدي رعي الحيوانات للنباتات إلى نقص مساحة السطح الذي يقوم بالتركيب الضوئي؛ وبالتالي إضعاف النباتات، وفي بعض الحالات يؤدي إلى موت النباتات، ولاسيما إذا اغتذت الحيوانات بالبراعم والقمم النباتية، فالحيوانات الفقارية الكبيرة تلتهم كميات كبيرة من أجزاء نباتية غالباً ما تكون من الأعضاء الغضة حديثة العمر والأوراق والبراعم؛ وهذا ما يقلل نمو النباتات وإنتاجها، فمثلاً: يرعى الأيل في الصيف نحو عشرين كيلوغراماً من الأوراق والأغصان الغضة حديثة العمر يومياً، ويلتهم نحو عشرة كيلوغرامات من الأغصان وقشور الأشجار في الشتاء، وقد تستهلك الطيور والقوارض جميع المخاريط والبذور تقريباً لبعض أنواع الصنوبر، فلا تتجدد جماعات الصنوبر إلا عندما تهرب قطعان هذه الحيوانات بعد الحريق، وهناك حيوانات تتغذى بالأعضاء المطمورة في التربة، وعندئذٍ تسبب انخفاضاً في نمو المجموع الخضري وإنتاجه. وغالباً ما يؤدي الرعي إلى تلف النباتات الحولية، كما يصيب الضرر النباتات المعمرة بصورة أو بأخرى وبدرجات متفاوتة، فالشجيرات القصيرة تتقزم وتبقى من دون أوراق، ويكون التأثير في الأشجار البالغة الطويلة محدوداً، ويمكن أن تموت البادرات كلياً؛ وهو ما يؤدي إلى بطء تجدد المجتمعات النباتية، ويؤدي الرعي الجائر تحت وطأة الحيوانات الفقارية الكبيرة إلى تغيير شكل النمو النباتي؛ وعندئذٍ تأخذ الأشجار أشكالاً غير طبيعية، وقد تجلب حركة كثير من الحيوانات ولاسيما الثقيلة الضرر للنباتات بمجموعها الخضري أو الجذور، ويؤدي تفضيل الحيوانات واستساغتها لأنواع معينة من النباتات المكونة للمجتمعات النباتية في موقع معين إلى تغيير تركيب المجتمع النباتي، وتغيير العلاقات بين النباتات المكونة لهذا المجتمع.

وقد يعتمد اغتذاء الحيوانات والحشرات على أعضاء التكاثر الخضرية وعلى البذور والثمار؛ فتلحق الحشرات الضرر بالمبيض والطلع pollen، وتتميز الحشرات- بسبب أعدادها الهائلة وأنواعها العديدة- بدور مهم في بعض الأحيان في التهام المحاصيل والنباتات البرية، فمثلاً يلتهم الجراد الأوراق النباتية والمحاصيل؛ مما يقضي على مساحات واسعة من الغطاء النباتي أحياناً، أو يتلف المحاصيل، فتحل أنواع جديدة أو غريبة محل المجتمعات الأصيلة، وكثيراً ما يسبب اغتذاء الحيوانات بأعضاء التكاثر الخضرية وبالبذور والثمار والأزهار قلة إنتاج النباتات وانخفاض معدل تجددها.

وكثيراً ما يحصل اغتذاء الحيوانات بجزء يسير من المجموع الخضري؛ الأمر الذي يعمل على زيادة معدل التركيب الضوئي وزيادة نمو النباتات بسبب زيادة شدة الضوء في المجتمعات النباتية الكثيفة، وقد تتعرض النباتات النجيلية لضرر طفيف، فالخلايا المرستيمية توجد في قواعد هذه النباتات؛ وبالتالي فإن الرعي غير الجائر يشجع نمو الأوراق والبراعم، وتتشابه مظاهر التأثيرات الناجمة عن القوارض مع مظاهر الرعي أو أكل أطراف الأشجار والشجيرات بفعل الثدييات الكبيرة، تساعد الحيوانات التي تتغذى بأعضاء التكاثر الخضرية من جذامير وبصيلات (كورمات) corms ودرنات وغيرها على تكاثر هذه الأنواع أحياناً، إذ إن تقطيع هذه الأعضاء الخضرية إلى أجزاء عديدة كثيراً ما ينجح بتكوين أفراد جديدة.

ويمكن للحيوانات أن تؤثر إلى حد كبير في المناخ المحلي من خلال تأثيرها في الطبقة السطحية الملامسة لسطح التربة في الغابات الكثيفة عند التهامها الأوراق النباتية بكميات كبيرة؛ إذ يزداد الضوء الذي يصل إلى سطح التربة، وتتغير درجة الحرارة والرطوبة، وكذلك يزداد نمو الأعشاب والأشجار والشجيرات التي تعيش تحت طبقة الأشجار الكبيرة، ولكنْ لا تحدث هذه التغيرات إذا كانت الحيوانات تتغذى بالعديد من الأنواع النباتية.

إن التآثرات النباتية الحيوانية عملية أساسية لانتقال الطاقة من ضوء الشمس إلى الكتلة الحية الحيوانية animal biomass في جميع النظم البيئية ecosystems، وقد تكون العواشب herbivores نوعية جداً أو متخصصة، ويمكن أن تكون شاملة غير انتقائيةunselective، ولها أحجام متباينة، من تلك الحشرات الماصة (مثل المّنَ aphids والذبابة البيضاء white fly ونطاطات الأوراق leaf hoppers) التي تمتص السوائل وتأكل الأوراق الصغيرة جداً إلى العواشب الضخمة كالفيلة أو الباندا العملاقة الانتقائية التي تتغذى كلياً بالخيزران، وللعواشب أساليب تغذية متنوعة لاستهلاك النباتات، والعواشب من الفقاريات متنوعة الأنماط والأحجام، بما فيها أسماك المياه العذبة والمالحة التي تتغذى بالطحالب algae، والقوارض الصغيرة التي تأكل أجزاءً من الأوراق، والعواشب الثديية الضخمة التي تتغذى بأوراق أنواع النباتات الخشبية وفروعها الطرية، أو تلك التي ترعى الأعشاب، وتتميز العواشب الثديية الضخمة megaherbivores بأضراس طاحنة وهضم نوعي لتيسير التفكيك الداخلي للمادة النباتية.

ويمتلك التآثر نتيجة عملية المساكنة أحياناً قيمة حيادية تماماً لأحد الأنواع المشاركة، فمثلاً: التعشيش في شجرة مفيد للطيور بوضوح، ولكن قد يؤثر في الشجرة أو لا يؤثر، فإذا كان العش لا يترك تأثيراً في نمو الشجرة وإنتاجيتها فالعلاقة تكون مساكَنَة حقيقة، والطيور تلتهم الحشرات العاشبة التي تستفيد من الشجرة؛ فهي تمتلك عندئذٍ تأثيراً إيجابياً، ولكن يمكن أن يحجب العش ضوء الشمس أو يبعد الفروع عن التعرض لضوء الشمس، وعندئذٍ يمتلك تأثيراً سلبياً، ولكي تظهر أهمية تآثر المساكِنات في هذا النموذج على نحو مقنع يمكن نقل العش تجريبياً من شجرة إلى أخرى ومقارنة كفاءة المجموعتين.

وكذلك فإن العديد من القوارض الصغيرة والطيور (وتسمى آكلات الحبوب granivores) تستهلك البذور أكثر من النسج النباتية، وهناك مجموعة أخرى من العواشب النوعية تسمى آكلات الثمار fruivores تتغذى بثمار النباتات على نحو تخصصي، وتضم تنوعاً واسعاً من الحشرات والطيور والثدييات، إضافة إلى عواشب أخرى مثل الديدان الحلقية annelides المدورة والمَمْسودات nematodes والحشرات والقوارض التي تبحث عن الجذور النباتية.

تستأثر أنواع العوالق النباتية بقيمة غذائية كامنة للعوالق الحيوانية zooplankton العاشبة، غير أنّ الدروع السيليسية لأنواع المشطورات diatoms لا تبدو قابلة للهضم، والجدر الثخينة للعوالق الخضراء، مثل: طحلب الماء العذب (العَرْمَض) أو الكلوريلّا Chlorella لا تبدو مناسبة للتغذية، ويُنتِج بعضُ أنواع العوالق النباتية الصادات الحيوية antibiotics، يكون بعضها ساماً للحيوانات، ويمكن أن تصبح الجماعات القديمة أقلّ تفضيلاً، وقد يرجع ذلك إلى إفرازات العوالق النباتية ذات التأثير السلبي، وربما تكون المستقلَبات جزءاً من عملية تكيّفية للعوالق النباتية تفيد في تقييد انتشار أنواع مهاجمة معينة من العوالق الحيوانية، أما السوطيات flagellates الصغيرة جداً والعارية القابلة للهضم بسهولة فليس من السهل اصطيادها من قِبَل العوالق الحيوانية عند تصفية المياه، وبالمقابل يمكن أن تنتقل العوالق النباتية على السطوح الخارجية للحيوانات وفي أحشائها، كالحشرات والأسماك والطيور المائية والثدييات المائية.

وتتجنّب العوالق الحيوانيّة والأسماك البقع الكبيرة المتكوّنة من المدّ الأحمر red tide أو البني أو الأخضر المصفر أو غيره نتيجة النموّ الكثيف لأنواع معيّنة من العوالق النباتية، وإن كان ذلك لوقت قصير في السنة، تجدر الإشارة إلى أن هذا المد يسبّب ضيق التنفّس وآلام العيون عند الإنسان؛ نتيجة وصول الرذاذ الجويّ، ويمكن أن يتعرّض الإنسان للتسمّم عند تناوله بعض أنواع المنتجات البحرية التي تتغذى بأنواع سامة من العوالق النباتية، وقد تكون الأنواع سامة للطيور المائية والحيوانات.

ومن اللافت وجود مثال ينحرف عما ذُكر أعلاه، ويعد واحداً من أمتع الانحرافات للتآثرات، هو النباتات اللاحمة carnivorous plants، إذ يوجد أكثر من ستمئة نوع من النباتات اللاحمة الموصوفة.

2- عملية التأبير:

ترتبط النباتات والحيوانات بتنوع واسع من التآثرات التي تفيد الشريكين كليهما، وأحد الأمثلة الرائعة هو التأبير (التلقيح)، ففيه تتغذى الحيوانات بالرحيق nectar والطَّلْع من الأزهار. ونقل الطلع إلى نباتات أخرى هو أساس التكاثر الجنسي الناجح جداً للنباتات الزهرية، والأغلبية الساحقة للملقِّحات هي الحشرات، وإن كانت المجموعة تتضمن أيضاً الطيور والخفافيش والقوارض والقرود حتى السحالي، وأنواع الملقِّحات المختلفة جداً يمكن أن تنتخب وتتطور مع نباتات معيَّنة، وبذلك تمتلك تأثيرات فردية متشابهة، إذ إن معظم الملقّحات غير المتقاربة تصنيفياً يسلك غالباً سلوكاً متشابهاً (النمل الآكل للرحيق nectarivorous والذباب الصغير) على الأزهار الأنبوبية، حتى خزن عدد مماثل من الطلع، فهي متعادلة وظيفياً من وجهة نظر النباتات، ويمكن أن يظهر التخصص على مستوى الأصانيف taxa الأعلى كالجنس وتحت الفصيلة والفصيلة وليس على مستوى أنواع النباتات. في الواقع يمثّل اللون والرائحة والبروز إشارة التلقي للأزهار من أجل زائرات الأزهار من الحشرات.

3-عملية انتشار (بعثرة) البذور:

يعتمد العديد من النباتات في انتشار البذور على الحيوانات التي تستفيد باستهلاك الثمار الحاملة للبذور، وبالمقابل تستفيد النباتات بانتشار بذورها إلى أبعد مسافة بفعل الحيوانات؛ وهكذا يزداد احتمال بقائها خصوصاً الأنواع ضخمة البذور، لأن انتشار البذور إلى مسافة أطول مستحيل فيزيائياً من دون الحيوانات الناقلة. وهناك نمط تكافلي يتضمن الحيوانات التي تحمي النباتات من العواشب الحيوانية الأخرى.

هناك مجموعة واسعة من أنواع الطيور، وكثير منها يمكنه استهلاك ثمار العديد من أنواع النباتات، وعلى الرغم من هذا فإن معظم نظم انتشار البذور يمثّل تكافلاً فعّالاً يقوم على الأساس البيئي، وفيه يظهر اقتران واضح بين الثبات التطوري للنباتات والمعدل التطوري للحيوانات المتآثرة. وثبات الميزات الأخرى (مثل حجم الثمار) لأنواع الأشجار والجنبات shrub
-عبر ملايين السنين- وهو ما يؤيد فرضية التعاقب succession السريع لأنواع متكافئة بيئياً وتفسير انقراض الطيور والثدييات، فالتآثرات النباتية الحيوانية يمكن أن تستمر لتؤدي وظيفة لها دور في تغيير التوزع وسيادة الأنواع المتآثرة من دون الحاجة إلى التبدلات الوراثية genetic changes، بمعنىً لا يكون التآثر بين النباتات المثمرة والحيوانات الناشرة للبذور عملية تكيفية على مستوى الجماعة population بل طبيعة التوزع وانتشار الأنواع.

والنباتات بدورها تمتلك طيفاً واسعاً من الوسائل الدفاعية ضد العواشب، ضمن مدىً واسع من التحملtolerance إلى المقاومة resistance ونزع الأوراق defoliation، إذ تمتلك النباتات المتحملة للعواشب معدلات نمو عالية، وبعض النباتات يكون غير مستساغ، وبعضها الآخر ينتج البذور بغزارة فائقة، وتنقل الكربوهدرات (السكريات) المخزنة إلى السوق الجرداء بسرعة، ولها غالباً بنْيات تحمي الأعضاء الادخارية الخازنة للكربوهدرات الموجودة تحت الأرض أو خارج مدى تناول العواشب. وثمة نباتات أخرى مقاومة للعواشب بوسائل دفاعية بنيوية أو كيميائية قادرة على ردع العواشب أو جلب الضرر لها، فالحصن البنيوي الأساسي للنباتات غالباً هو إنتاج الجدر الخلوية والنسج الليفية المكونة من السلّولوز cellulose والخشبين lignin، فهذه صعبة المضغ والهضم، وهناك بنيات أكثر نوعية تتضمن الأشواك والنتوءات الشائكة، والخطاطيف hooks والأشعار التي تحمي خصوصاً نسج التركيب الضوئي، فهناك حالات محزنة؛ إذ تكون العواشب ولاسيما العجول غير قادرة على ابتلاع أوراق النجيليات كالذرة الشامية أو الذرة السكرية التي تلتهمها؛ لأن الأوراق مسلَّحة بأشواك تعوق عملية البلع فتختنق المجترات وتموت.

أما الوسائل الدفاعية الكيميائية للنباتات فهي معروفة بالمكونات الثانوية secondary compounds (المستَقْلَبات metabolites)، وهي منتجات استقلابية غير ضرورية للنمو الثانوي والتكاثر، تبدو مواد منفرة أو سامة، ذات بنية معقدة، ولكنها دُرست جيداً بسبب الارتباط التاريخي الوثيق بحياة الإنسان، فمثلاً: تبدو المركبات النباتية الثانوية مثبطة للعواشب والمُمرضات pathogens، وهي مسؤولة عن عدد كبير جداً من المواد الكيميائية التي يستعملها الإنسان، بما فيها المنبهات العشبية (القهوة والنيكوتين)، والمخدرات narcotics (الكوكائين cocaine)، والتوابل spices (جوزة الطيب nutmeg والنعناع mint)، وعدد كبير من الأدوية التي تعالج كل شيء من الصداع (الأسبرين من لحاء الصفصاف Salix) إلى السرطان cancer (التاكسول taxol من شجرة الطقسوس (Taxus brevifolia) Yew tree التي تنمو في نطاقات المحيط الهادئ. يمكن أن تزيد المستقلَبات الثانوية مباشرة أيضاً قابلية التنافس من خلال التأثيرات الاستفرادية allelopathic في النباتات المرافقة، ويتحدى بعض الحيوانات أشواك النباتات كالجمل، أو يقاوم بعض الحيوانات سموم النباتات.

4- تأثير الإنسان في النباتات:

للإنسان تأثير رائع ومخيف في النباتات، تعود إليه التأثيرات الواسعة في اختيار الأصناف ونقلها وتحسينها وزيادة المساحات المزروعة بها (التوسع الزراعي والانتشار الحضري)، وفي هذا السياق يمثّل تدجين الإنسان للفواكه والخضار واحداً من أشهر أنماط التكافل النباتي الحيواني الواسع على الأرض. وعلى النقيض من ذلك يعمل الإنسان بما يجلب من تأثيرات عميقة في البيئة وتوسع مشروعاته وصناعاته على تدهور البيئة والتنوع الحيوي.

مراجع للاستزادة:

-عدنان علي نظام، العوالق النباتية، منشورات كلية العلوم بجامعة دمشق، 2009.

- M. Denny, Ecological Mechanics: Principles of Life&http://arab-ency.com.sy/tech/details/1285/6#39;s Physical Interactions, Princeton University Press 2015.

- P. S. Oliveira, S. Koptur, Ant-Plant Interactions: Impacts of Humans on Terrestrial Ecosystems, Cambridge University Press 2017.

- R. Zamora, Functional equivalence in plant-animal interactions: ecological and evolutionary consequences. OIKOS 88:2 Granada, Spain, 2000.