كتاب : الحيوية و التربة

عدد صفحت الكتاب : 356 صفحة

تذكّر أن أكثر أنواع التربة إنتاجية في العالم قد تحتوي على أنواع من البكتيريا تتجاوز المليون نوع. قد تحتوي الفطريات على عشرات، وربما مئات الآلاف، من الأنواع المختلفة، مع وجود الأوليات بالمئات، وربما الآلاف، والديدان الخيطية أيضًا. لم نكتشف جميع الكائنات الدقيقة في الأنواع المختلفة فحسب، بل لدينا معلومات قليلة عن تلك التي حددناها أو سميناها. في حين أن التسلسل الجيني، والتنميط الجزيئي، والحمض النووي، وتنميط الأنواع هي طرق لتحديد الكائنات الدقيقة وتجميعها، فإن هذا التحليل الخام لا يكشف إلا القليل عن وظائفها وتفاعلاتها المعقدة.

لا تزال الملاحظة، بشكل عام، أفضل معلم. نعلم أنه حتى داخل النوع نفسه، هناك مستوى عالٍ من التكرار، أي وجود كائنات حية تقوم بالشيء نفسه. لماذا؟ لأن الكائنات الدقيقة تستجيب لبيئتها. فهي حساسة لدرجة الحموضة، ومستويات الرطوبة، ومستويات الحرارة، والسموم، ومستويات الأكسجين، ومستويات ثاني أكسيد الكربون، ووجود المعادن، والارتفاع، والقائمة تطول. مع تنقّل التربة عبر هذه المتغيرات، تتحسّن قدرة هذه الكائنات الحية على العمل. لن تجد سوى جزء صغير منها نشطًا في أي وقت. لذا، للحفاظ على قوة عاملة ثابتة، لا بدّ من تنوع كبير داخل الأنواع حتى يكون هناك فرد قادر على العمل في جميع المتغيرات.

بعض ما نعرفه:

يُرجَّح أن البكتيريا كانت أقدم أشكال الحياة على الأرض.

وهي بدائيات النوى، ويحتوي حمضها النووي على كروموسوم واحد غير مُغلَّف بالنواة.

الأشكال الأساسية الثلاثة (أنواع التربة) هي المكورات (كروية أو بيضاوية)، والعصيات (قضيبية الشكل)، واللولبية.

تنقسم البكتيريا انقسامًا خلويًا واحدًا، أي أن خلية واحدة تنقسم لتكوين خليتين، وهكذا.

يمكنها التكاثر أسرع من الكائنات الدقيقة الأخرى مثل الفطريات، والطفيليات الأولية، والديدان الخيطية.

صممت الطبيعة شبكة الغذاء في التربة بطريقة تجعل الموارد الغذائية الرئيسية للكائنات الحية العليا تتمتع بأعلى معدل تكاثر.

في معظم الحالات، تحتاج البكتيريا إلى الرطوبة للتنقل ونقل الإنزيمات التي تستخدمها لتحليل المواد العضوية. إذا أصبحت التربة جافة جدًا، تدخل معظم البكتيريا في حالة خمول.

تُعد البكتيريا من بين المُحلِّلات الرئيسية للمواد العضوية على الأرض، وتأتي في المرتبة الثانية بعد الفطريات. لولاها، لكنا نغرق في نفاياتنا في غضون أشهر. تُحلل البكتيريا المواد النباتية والحيوانية لامتصاص النيتروجين ومركبات الكربون والمغذيات الأخرى. ثم تُحفظ هذه المغذيات "مُثَبَّتة" داخل البكتيريا. ولا تُطلَق، أو تُمَعدَن، إلا عندما يستهلكها كائن حي آخر أو تموت بطريقة أخرى وتتحلل هي نفسها.

لكل نوع من الكائنات الحية، سواءً البكتيريا أو الفطريات أو الأوليات أو الديدان الخيطية أو المفصليات الدقيقة أو المفصليات الكبيرة (المعروفة أيضًا باسم المُمَزِّقات) أو ديدان الأرض أو بطنيات القدم، وما إلى ذلك، نسبة كربون (C) إلى نيتروجين (N) مختلفة. وهذا يسمح بإطلاق المغذيات الموجودة في نوع واحد عند تناولها من قِبل نوع آخر. تُعتبر البكتيريا أكثر الكائنات الحية كثافةً بالمغذيات على هذا الكوكب، حيث تبلغ نسبة الكربون إلى النيتروجين فيها 5:1. في المتوسط، تبلغ نسبة الفطريات 20:1، والأوليات 30:1 (مثلنا نحن البشر)، والديدان الخيطية 100:1، والمفصليات الدقيقة/الكبيرة أكثر من 150:1. البكتيريا والفطريات هي الكائنات المُحلِّلة.

 أما الميكروبات المفترسة فهي الأوليات والديدان الخيطية، وتتغذى عليها بشكل أساسي. أما المفصليات الدقيقة والكبيرة، فهي تُمزِّق المواد العضوية للوصول إلى مصادر غذائها، وهي الفطريات والأوليات وحتى النيماتودا. أما ديدان الأرض فتأكل أي شيء تقريبًا، بدءًا من المواد العضوية والديدان الخيطية والأوليات والفطريات والبكتيريا. أما بطنيات القدم فتأكل الفطريات والطحالب والأشنات والمواد العضوية الطازجة والمتعفِّنة.

يجب على الكائن الأولي الذي تبلغ نسبة الكربون إلى النيتروجين فيه 30:1 أن يحتفظ بـ 30 ذرة كربون وذرة نيتروجين واحدة للحفاظ على توازنه الداخلي. للحصول على هذه الذرات، يجب عليه تناول 6 بكتيريا (5:1). وبذلك، يصبح لديه 6 ذرات نيتروجين، لكنه لا يحتفظ إلا بذرة واحدة. يجب على الكائن الأولي أن يُخرج 5 جزيئات نيتروجين إلى التربة (على شكل NH4-أمونيوم). لا يقوم الكائن الأولي "بتمعدن" النيتروجين فحسب، بل يُمعدن أيضًا الفوسفور والبوتاسيوم والكالسيوم والمغنيسيوم والكبريت والحديد والزنك والنحاس والبوتاسيوم والكوبالت والموليبدينوم والمنجنيز، والعديد من العناصر الغذائية المعدنية الأخرى. يتكرر هذا النمط مرارًا وتكرارًا، آلاف المرات يوميًا، بواسطة كل مجموعة من هذه الكائنات الحية الدقيقة النشطة والعاملة التي تعيش في التربة.

تختلف نسبة الكربون إلى النيتروجين في كل مجموعة، مما يُحدد أيضًا نوع وأنواع الطعام الذي يُمكنها تناوله. يجب على البكتيريا ذات نسبة الكربون إلى النيتروجين المتقاربة جدًا أن تتناول أطعمةً تُمكّنها من الحفاظ على نسبتها الحيوية. تستطيع البكتيريا تحليل المواد النباتية الطازجة (الخضراء) التي تحتوي على الكثير من السكريات التي يسهل عليها هضمها. أما مركبات الكربون الأكثر تعقيدًا في النباتات الأخرى، فتُترك للفطريات ذات نسبة الكربون إلى النيتروجين الأوسع. تُنتج البكتيريا إنزيمات تُحلل المواد العضوية، وتمتص الغذاء (السكريات والبروتينات والكربونات والأيونات الأخرى) مباشرةً من خلال جدران خلاياها التي تعمل كحواجز اسموزية؛ فتُدخل المغذيات إلى الداخل وتُخرج الفضلات. بمجرد دخولها إلى البكتيريا، تُحبس المغذيات.

تلعب البكتيريا دورًا بالغ الأهمية في دورة حياة النبات. فبالإضافة إلى مساعدتها في تحليل النبات، تلعب دورًا رئيسيًا في توفير العناصر الغذائية له أثناء نموه. أثناء نمو النبات، يُطلق إفرازات عبر الجذور، تتكون من سكريات ضوئية ومركبات مُصممة لنمو مجموعات مُحددة من الكائنات الحية الدقيقة داخل نطاق الجذور أو نظام الجذر.

للنباتات القدرة على تحديد المجموعات البيولوجية داخل نظامها الجذري من خلال أنواع المركبات التي تُطلقها عبر الجذور. فالنباتات التي تحتاج إلى الحفاظ على نسبة بكتيريا إلى فطريات أعلى تُفرز سكريات ومركبات أبسط، تستطيع البكتيريا تناولها واستخدامها للتكاثر بسرعة كبيرة. أما النباتات التي تحتاج إلى الحفاظ على نسبة فطريات أعلى من البكتيريا، فستُفرز مركبات كربونية أكثر تعقيدًا تحتاجها الفطريات للنمو والتكاثر. ومع إطلاق هذه الإفرازات الجذرية المتنوعة في نظام الجذر، تنمو الكائنات الدقيقة إلى مئات الملايين لكل غرام من تربة منطقة الجذور.

-----------------

تنزيل الكتاب

----------------------