اكتشف باحث بريطاني أن أحد أنواع الطحالب ينتج أنماطا مختلفة من الإشارات الكهربائية تنتشر عبر أجزاء النبات بطريقة تشبه انتقال الإشارات في الشبكات العصبية، وهو اكتشاف قد يسهم مستقبلا في تطوير حواسيب حيوية تعتمد على الأنسجة النباتية.
ونشرت نتائج الدراسة في مجلة Royal Society Open Science.
دراسة على أحد أكثر أنواع الطحالب انتشارا
أجرى الدراسة الباحث أندرو أداماتسكي من جامعة غرب إنجلترا، واختار نبات Brachythecium rutabulum، وهو أحد أنواع الطحالب الشائعة في المناطق ذات المناخ المعتدل.
ولرصد النشاط الكهربائي، زرع الباحث مجموعة من الأقطاب الكهربائية داخل كتلة حية من الطحالب، وسجل الإشارات الكهربائية بشكل متواصل على مدار عدة أيام.
ثلاثة أنواع مختلفة من الإشارات الكهربائية
أظهرت البيانات وجود ثلاثة أنواع رئيسية من الإشارات الكهربائية داخل الطحالب، وهي:
إشارات كهربائية سريعة تستمر لثوان قليلة، وتشبه في شكلها جهود الفعل التي تستخدمها الخلايا العصبية لنقل الإشارات.
ذبذبات كهربائية بطيئة تتكرر كل عشرات الدقائق، وتشبه الإيقاعات الكهربائية التي تسجل في الدماغ أثناء حالة الراحة.
موجات إزالة استقطاب بطيئة جدا تنتشر تدريجيا عبر كامل كتلة الطحالب خلال عدة ساعات.
نظام تواصل داخلي بين أجزاء النبات
لم تقتصر الإشارات الكهربائية على مناطق محددة، بل انتقلت بين أجزاء مختلفة من كتلة الطحالب، وأحيانا عبر مسافات تصل إلى عدة سنتيمترات.
وشكلت هذه الإشارات أنماطا من النشاط المتزامن، ما يشير إلى أن الطحلب لا يعمل كمجموعة من الخلايا المنفصلة، بل كنظام مترابط قادر على نقل الإشارات والتفاعل بين أجزائه.
كيف تنتقل الإشارات؟
لا يزال الباحثون يدرسون الآلية الدقيقة التي تنتقل بها هذه الإشارات الكهربائية.
ويرجح الباحث أندرو أداماتسكي أن انتقال الأيونات عبر القنوات بين الخلايا (البلازموديسماتا) والمسافات البينية بين الخلايا قد يكون المسؤول عن هذه الظاهرة، إلا أن الأمر يحتاج إلى مزيد من الدراسات للتأكد من ذلك.
تطبيقات مستقبلية في الحواسيب الحيوية
يرى الباحث أن هذا الاكتشاف قد يساعد في تطوير حواسيب حيوية تعتمد على الأنسجة النباتية بدلا من الدوائر الإلكترونية التقليدية.
ويوضح أن مثل هذه الأنظمة قد تتمتع بميزات لا تتوافر في الرقائق السيليكونية، من أبرزها:
القدرة على إصلاح نفسها ذاتيا عند تعرضها للتلف.
معالجة عدة إشارات في الوقت نفسه.
الاستفادة من الخصائص الطبيعية للأنسجة الحية في تنفيذ العمليات الحسابية.
ويشير الباحث إلى أن فهم آليات الاتصال الكهربائي في النباتات قد يفتح مجالات جديدة تجمع بين علوم النبات والإلكترونيات والذكاء الاصطناعي، وقد يقود إلى تطوير تقنيات حيوية مبتكرة في المستقبل.
