|
ظاهرة تراكم العناصر الثقيلة في النباتات
(مراجعة مختصرة)
محمد بن حمد الوهيبي
قسم النبات والأحياء الدقيقة - كلية العلوم - جامعة الملك سعود
ص، ب, 2455 الرياض 11451 ، المملكة العربية السعودية
Email: mwhaibi@ksu.edu.sa
الملخص
تعد ظاهرة التراكم ميل طبيعي في النباتات لمراكمة
العناصر الثقيلة دون ظهور أعراض السمية عليها . من هذه العناصر التي
تتراكم )فلزات وأشباه فلزات ( ما هو
معروف دورها الفسيولوجي في النبات مثل النحاس Cu والحديد Fe
والموليبدينوم Mo والنيكل Ni والزنك Zn ، ومنها من لم يعرف له وظيفة
فسيولوجية مثل الكادميوم Cd والرصاص Pb
والكوبلت Co والسلينيوم Se والألومنيوم Al والزئبق Hg والكروم Cr
والزرنيخ As وغيرها . تعد أيونات الفلزات وأشبــاه
الفلزات مجموعة من الملوثات البيئية غير القابلة للتغير
والناجمة عن النشاط البشري صناعيا ، ومن التقديرات المتحفظة أن هذا
النشاط يقذف إلى الأرض من هذه العناصر ما
يقارب 40 مليون طن متري سنويا . تختلف النباتات في كمية العنصر المراكم
وقد عرف ما يقارب 400 نوع نباتي تتبع 45 فصيلة وتسمى النباتات
المراكمة . تتميز النباتات المراكمة بأن نسبة تراكم العنصر في
المجموع الخضري إلى المجموع الجذري أكبر من الوحدة بينما هي
للنباتات غير المراكمة أقل من الوحدة . تعد
الفصيلة الصليبية Brassicaceaeمن أكبر الفصائل التي تنتمي إليها نباتات
كثيرة ذات التراكم العالي من العناصر الثقيلة . تضم هذه الفصيلة ما
لايقلعن 11 جنسا و 87 نوعا منها 7 أجناس و 72 نوعا تراكم النيكل ، و 3
أجناس تضم 20 نوعا تراكم الزنك . بالنسبة لآلية التراكم في الخلية فهي
دالة على قدرة الامتصاص والارتباط في الموقع
داخلها ، لكن التراكم على مستوى النبات أكثر تعقيدا ويتطلب معرفة حالة
المحيط الجذري ومدى تيسر العنصر في محلول التربةوامتصاصه بواسطة الجذور
وكفاءة النقل إلى المجموع الخضري أو التخزين وتوزيعه في موارده . تحدث
سمية العناصر عموما في التراكيز الأكبر من 10 - 50
ميكروجرام/جم من الوزن الجاف حيث يستحث تكوين الأنواع المتفاعلة
بالأكسدة الذاتية أو حجز المجاميع الفعالة أو احلال العنصر السام في
تركيب الجزيئات الكبيرة . ولظاهرة التراكم
دور بيئي تطوري كوسيلة دفاعية لصد آكلات الأعشاب والممرضات أوتنافسية
ضد الأنواع الأخرى من النباتات ) . )allelopathy
تتميز النباتات المراكمة بتطوير آلية تنظيمية دفاعية يطلق عليها
homeostasis وهي شبكة تنظيمية معقدة لنقل العناصر تشمل بعض النشاطات
مثل ربط العنصر بالجدر الخلوية وخفض النقل
عبر الغشاء الخلوي والنقل وإيداع العناصر و التدفق إلى خارج الخلية
النشط والحجز داخل الفجوة والارتباطات المخلبية لتوفير
الامتصاص وإزالة السمية لأيونات العناصر السامة وبالتالي يحافظ
النبات على تراكيز داخلية للعناصر الضرورية بين حدود النقص والكفاية مع
ابقاء العناصر غير الضرورية دون النقطة
الحدية الحرجة للسمية . حظيت ظاهرة التراكم
باهتمام كبير من الباحثين لما لها من إمكانيات وما قد يكون لها من
تطبيقات في مجال التقنية الحيوية حيث أنه من الممكن
استغلال هذه النباتات المراكمة واستخدام مورثاتها للإستخلاص
النباتي Phytoextraction لملوثات الترب والمياه من المعادن الثقيلة أي
المعالجة النباتية Phytoremediation . مضافا
إلى امكانية استخدام مورثات هذه النباتات )خاصة مراكمات الزنك( لتحسين
القيمة الغذائية في وجبات النباتيين vegetarian
حيث تشير التقديرات إلى أن هناك نحو 1.5 بليون نسمة على المستوي
العالمي يعانون من نقص الزنك:
كلمات مفتاحية : النبات، التراكم، النباتات المراكمة، تلوث،
الفلزات الثقيلة، الفلزات السامة، أشباه الفلزات، المعالجة بالنباتات.
.
|