ما اول هرمون نباتي تم اكتشافه

ما هي الهرمونات النباتية

الهرمونات النباتية هي مركبات كيميائية توجد في النباتات بتركيز منخفض جدا، وهي مشتقات من الإندول (أوكسينات)، والتربين (جيبريلينز)، والأدينين (هرمون السيتوكاينين)، والكاروتينات (حمض الأبسيسيك)، والغازات (إيثيلين)

يتم إنتاج هذه الهرمونات في جميع أجزاء النبات تقريبًا وتنتقل إلى أجزاء مختلفة من النبات ، قد يتصرفون بشكل تآزري أو فردي ، ويمكن أن تكون أدوار الهرمونات المختلفة مكملة أو معادية.

تلعب الهرمونات دورًا هامًا في العديد من العمليات الحيوية مثل التبويض والتوجه الضوئي وإنبات البذور والسكون وغيرها، بالإضافة إلى العوامل الخارجية، وتُستخدم الهرمونات النباتية الاصطناعية بشكل خارجي لإنتاج المحاصيل التي تخضع للرقابة.

الوظائف الرئيسية للهرمونات النباتية

تتحكم الهرمونات النباتية في جميع عمليات النمو والتطور، مثل انقسام الخلايا والتضخم والإزهار وتكوين البذور والسكون والانقطاع.

أول هرمون نباتي تم اكتشافه

الأكسينات هي أولى الهرمونات النباتية التي تم اكتشافها، وهي المجموعة الأكثر دراسة لوظائفها البيولوجية في تنظيم نمو النبات وتطوره.

تقديم الدراسات المتقدمة في القرن التاسع عشر وأوائل القرن العشرين التي أدت إلى اكتشاف الأوكسجين أولا، في عام 1928، قام العالم النباتي الهولندي فريتز دوبليو بعزل الأوكسجين المنتشر من قواقع الشوفان في كتلة الجيلاتين، وبعد ذلك تم عزل الأوكسين، وهو حمض الأندول-3-خليك (IAA)، أولا من بول الإنسان، ثم من الفطريات، وأخيرا من النباتات العليا. وبالتالي، اكتشاف الأوكسين هو نتيجة عمل العديد من علماء النبات والكيميائيين العضويين من مختلف البلدان. تم وصف تخليق الأوكسين والتمثيل الغذائي والعمليات الفسيولوجية للأوكسين بشكل مفصل.

أهمية هرمون الاكسين

تعمل الأكسينات على تعزيز استطالة الساق ومنع نمو البراعم الجانبية (الحفاظ على الهيمنة القمية)، ويتم إنتاجها في الساق والبراعم والجذر، مثل حمض الإندول الخليك (IA). الأكسين هو هرمون نباتي يتم إنتاجه في طرف الجذع ويعمل على تعزيز انبات الخلايا.

ينتقل الأوكسين إلى الجانب الأكثر ظلامًا من النبات، مما يؤدي إلى نمو الخلايا هناك بشكل أكبر من الخلايا في الجانب الأقل ظلامًا من النبات، ويؤدي ذلك إلى انحناء طرف جذع النبات نحو الضوء، وهو ما يعرف بالاتجاه الضوئي في الحركة النباتية .

يقوم Auxin أيضًا بدور في الحفاظ على الهيمنة القمية، حيث تحتوي معظم النباتات على براعم جانبية (التي تسمى أحيانًا الإبطية) والتي تقع في العقد (حيث تلتصق الأوراق بالساق)، وتشكل هذه البراعم خلايا جنينية يتم الحفاظ عليها في حالة السكون، ويساعد Auxin في الحفاظ على هذه الحالة.

طالما يتم إنتاج أوكسين كافٍ بواسطة النسيج الإنشائي القمي ، تظل البراعم الجانبية كامنة ، إذا تمت إزالة قمة اللقطة (بواسطة حيوان متصفح أو عالم) ، فلن يتم إنتاج الأوكسين ، سيؤدي ذلك إلى كسر البراعم الجانبية سكونها والبدء في النمو ، في الواقع يصبح النبات شجيرة عندما يقوم البستاني بقص تحوط ، فإنهم يطبقون هيمنة قمي.

أنواع الهرمونات النباتية ووظائفها

حمض الأبسيسيك

كان الاسم الأصلي لحمض الأبسيسيك `دورمين`، لأن الهرمونات النباتية تلعب دورًا كبيرًا في عملية السكون. واليوم، تتمتع هذه الهرمونات النباتية بوظيفتين رئيسيتين معترف بهما في النباتات

• أولاً: ينظمون عملية تطوير البذور وهذا يساعد على تحويل الجنين إلى شتلة كاملة.
• ثانيًا: “تلعب هذه الهرمونات النباتية دورًا أساسيًا في استجابة النبات لدرجة الحرارة وفقدان الماء.

مع ارتفاع درجة الحرارة ، يتبخر المزيد من الماء من الفغرة ، وتوجد ثقوب صغيرة في الأوراق ، عندما تصل درجة الحرارة إلى نقطة تبدأ في فقدان الماء بشكل كبير ، يتم إنتاج حمض الأبسيسيك وإطلاقه في الأوراق ، يؤدي هذا إلى إغلاق الفغرة ، والاحتفاظ بالماء داخل الأوراق ، بدون هذه الهرمونات النباتية ، لا تستطيع النباتات تنظيم محتواها المائي ، هذه وظيفة مهمة وضرورية لنباتات الأوعية الدموية .

السيتوكينينات

السايتوكينينات هي مجموعة من الهرمونات النباتية التي تتفاعل مباشرة مع الأوكسينات، وعند القيام بذلك، تؤثر على تمايز الخلايا وجوانب مختلفة لعملية التمثيل الغذائي للخلايا

تتفاعل السيتوكينينات مع الحمض النووي للنبات، مما يجعلها تعبر عن البروتينات المختلفة أو تخفيها، وهذا يوجه تمايز الخلايا داخل النبات، مما يسمح للنبات بتطوير أنسجة مختلفة لأغراض مختلفة.

على عكس الأوكسينات، فإن آلية عمل السايتوكاينين تتركز أكثر في الجذور وتقل تركيزا نحو البراعم، وهذا التوازن يسمح للأوكسجين بتطوير والحفاظ على المحور والنمو في كلا الاتجاهين. السايتوكاينينات التي يتم تطبيقها بدون الأوكسينات تنتج جذورا، في حين أن الأوكسينات بمفردها تنتج براعما وعادة تميل إلى النمو غير المتمايز. على الرغم من إجراء العديد من التجارب على هذه الهرمونات النباتية، إلا أنه لا يوجد الكثير من التطبيقات التجارية

الإثيلين

على عكس الهرمونات النباتية الأخرى ، فإن الإيثيلين مادة كيميائية واحدة ، إنه على شكل غاز عند درجات حرارة عادية ، ويسمح للنباتات بطريقة سريعة للتواصل بين الخلايا والنباتات الأخرى ، في أوائل القرن العشرين ، وجد أن غاز الإيثيلين سيبدأ عملية النضج في الفاكهة ، يوجد الإيثيلين عادة في النباتات في أي وقت يحدث فيه ضرر.

عندما ينثني الساق أو يتعرض للرضوض أو ينكسر ، يتم إطلاق الإيثيلين ، كغاز ينتشر الإيثيلين بسرعة عبر سوائل المصنع ، ويمكن أن ينتقل عبر الهواء ، تستخدم النباتات هذا الهرمون لإيصال الضرر الذي يلحق بالنباتات الأخرى ، وتحفيزها على نضج ثمارها أو تطوير دفاعات ضد الحيوانات العاشبة.

تم اكتشاف الإيثيلين في الستينيات ، وتم تطوير العديد من التطبيقات التجارية كغاز ، يمكن نفخ الإيثيلين فوق المحصول ، مما يحفز المحصول بأكمله على النضج في نفس الوقت ، يتيح ذلك للمزارعين التجاريين حصاد محصول كامل في نفس الوقت. يحث الإيثيلين الفواكه والمكسرات والخضروات على إنهاء النمو والانفصال عن الساق. هذا يضمن عملية جمع سهلة.

تستخدم هذه الهرمونات النباتية أيضًا لتغيير التعبير الجنسي لنباتات معينة، مما يسمح للمزارعين بتحكم في محاصيلهم.

جبريلينز

الجبرلين هو هرمون نباتي تنظيمي يساهم في تنظيم انقسام الخلايا ونمو النبات بشكل عام، ويتحكم بشكل أكبر من الأكسينات في هذه العمليات. غالبا ما يكون النمو القزم للنباتات عيبا وراثيا يمنع إنتاج الجبرلين أو استخدامه، وعندما يتعرض النبات القزم للجبرلينات الإضافية، ينمو إلى حجمه الطبيعي. الجبرلينات مسؤولة أيضا عن تنشيط العديد من الإنزيمات

تستخدم بعض النباتات الجبرلين كهرمونات جنسية، مما يساعد في تعزيز نمو الأزهار ذكرا وأنثويا، إلى جانب الأكسينات. تؤثر هرمونات الجبرلين على شيخوخة أجزاء النبات، وتلعب دورا هاما في إطلاق البذور من السكون. ينشط الجبرلين الموجود في البذرة إنزيمات مثل الأميليز، التي تقوم بتحطيم النشويات إلى الجلوكوز وتزويد الجنين بالطاقة. تساهم الهرمونات النباتية أيضا في تنشيط إنزيمات أخرى، التي توفر الأحماض الأمينية والدهون للجنين.

في الزراعة التجارية ، لهذه الهرمونات النباتية استخدامات عديدة ، فالجبرلين يستخدم لزيادة حجم العنب والفواكه الأخرى ، إذا استخدم في المرحلة المناسبة ، لأن الجبرلينات تحفز بشكل طبيعي نمو البذور ، يمكن أيضا للبذور الاصطناعية تعزيز نمو البذور ، وهذا قد يساعد في ضمان نمو جميع البذور وقدرتها على الحياة.