النباتات الزهرية المتطفلة: الاستثناء الأخضر في عالم ذاتي التغذية – آليات التطفل المدمر وتأثيراته على النباتات والنظم البيئية

 النباتات الزهرية المتطفلة: الاستثناء الأخضر في عالم ذاتي التغذية – آليات التطفل المدمر وتأثيراته على النباتات والنظم البيئية

o النباتات الزهرية المتطفلة (Parasitic Flowering Plants):

النباتات الزهرية المتطفلة هي مجموعة فريدة من النباتات التي طورت استراتيجية حياة غير عادية: التطفل على نباتات أخرى للحصول على الماء والمواد الغذائية. على عكس معظم النباتات التي تعتمد على التمثيل الضوئي لإنتاج غذائها، تعتمد النباتات الزهرية المتطفلة بشكل جزئي أو كامل على نباتات أخرى (تسمى العائل - Host) للحصول على احتياجاتها الغذائية. تعتبر النباتات الزهرية المتطفلة مسببات أمراض نباتية لأنها تسبب أضرارًا للنباتات العائلة، وتقلل من نموها وإنتاجيتها، وفي الحالات الشديدة، قد تؤدي إلى موتها. على الرغم من أنها نباتات زهرية (أي أنها تنتج أزهارًا وبذورًا)، إلا أن نمط حياتها التطفلي يجعلها مختلفة تمامًا عن معظم النباتات الأخرى.

ما هي النباتات الزهرية المتطفلة؟

• نباتات زهرية متخصصة في التطفل: النباتات الزهرية المتطفلة هي نباتات حقيقية تنتمي إلى مملكة النبات (Kingdom Plantae)، وهي نباتات زهرية (Flowering plants) أو كاسيات البذور (Angiosperms)، أي أنها تنتج أزهارًا وبذورًا. ومع ذلك، طورت هذه النباتات تخصصات تركيبية وفسيولوجية وسلوكية فريدة تمكنها من التطفل على نباتات أخرى.

• تطفل على نباتات أخرى: الخاصية المميزة للنباتات الزهرية المتطفلة هي اعتمادها على نباتات أخرى (العائل) للحصول على الماء والمواد الغذائية. لا تستطيع النباتات الزهرية المتطفلة إنتاج غذائها الخاص بشكل كامل من خلال التمثيل الضوئي (في حالة التطفل الكامل) أو تعتمد بشكل كبير على العائل للحصول على الغذاء (في حالة التطفل الجزئي).

• الممصات (Haustoria): تتميز النباتات الزهرية المتطفلة بوجود تراكيب متخصصة تسمى الممصات (Haustoria). الممصات هي جذور أو تراكيب جذرية معدلة تخترق أنسجة النبات العائل وتتصل بالأوعية الناقلة للعائل (الخشب واللحاء) لامتصاص الماء والمواد الغذائية. تعتبر الممصات السمة التشريحية المميزة للنباتات الزهرية المتطفلة.

• تطفل جزئي أو كامل: يمكن تقسيم النباتات الزهرية المتطفلة إلى نوعين رئيسيين بناءً على درجة اعتمادها على العائل:

  • النباتات الزهرية المتطفلة الجزئية (Hemi-parasitic flowering plants): تعتمد جزئيًا على العائل للحصول على الماء والأملاح المعدنية، ولكنها لا تزال قادرة على إجراء عملية التمثيل الضوئي لإنتاج جزء من غذائها الخاص. تحتوي على الكلوروفيل ولونها أخضر. أمثلة: الدبق (Mistletoe - Viscum and Phoradendron spp.)، الرَّنْد (Rhinanthus spp.)، الخزامية (Euphrasia spp.)، الصندل (Sandalwood - Santalum album).

  • النباتات الزهرية المتطفلة الكاملة (Holo-parasitic flowering plants): تعتمد بشكل كامل على العائل للحصول على الماء والمواد الغذائية ولا تستطيع إجراء عملية التمثيل الضوئي لإنتاج غذائها الخاص. تفتقر إلى الكلوروفيل ولونها غير أخضر (أبيض، أصفر، بني، أحمر). أمثلة: الهالوك (Broomrape - Orobanche spp.)، الحامول (Dodder - Cuscuta spp.)، الرافليسيا (Rafflesia spp.)، الزُّقْطُون (Hydnora spp.).

• تطفل جذري أو ساقي: يمكن تصنيف النباتات الزهرية المتطفلة أيضًا بناءً على موقع التطفل على العائل:

  • النباتات الزهرية المتطفلة الجذرية (Root-parasitic flowering plants): تتطفل على جذور النباتات العائلة. أمثلة: الهالوك (Broomrape - Orobanche spp.)، الرافليسيا (Rafflesia spp.)، الزُّقْطُون (Hydnora spp.)، Striga spp..

  • النباتات الزهرية المتطفلة الساقية (Stem-parasitic flowering plants): تتطفل على سيقان وأغصان النباتات العائلة. أمثلة: الحامول (Dodder - Cuscuta spp.)، الدبق (Mistletoe - Viscum and Phoradendron spp.).

تصنيف النباتات الزهرية المتطفلة:

تنتمي النباتات الزهرية المتطفلة إلى عدة عائلات نباتية مختلفة، مما يشير إلى أن التطفل تطور بشكل مستقل عدة مرات في تاريخ النبات. أهم العائلات النباتية التي تضم نباتات زهرية متطفلة تشمل:

• عائلة الهالوكيات (Orobanchaceae): أكبر عائلة من النباتات الزهرية المتطفلة، تضم أجناسًا مثل الهالوك (Orobanche)، Striga، Phelipanche، Bartsia، Euphrasia، Rhinanthus، Pedicularis، Castilleja، Triphysaria، Alectra، Cistanche. غالبية نباتات هذه العائلة متطفلة بشكل جزئي أو كامل. الهالوك (Orobanche) و Striga من الأجناس الهامة التي تسبب أمراضًا خطيرة في المحاصيل الزراعية.

• عائلة الحاموليات (Convolvulaceae): تضم جنس الحامول (Cuscuta). جميع أنواع الحامول متطفلة بشكل كامل وساقية.

• عائلة اللورنثيات (Loranthaceae): تضم جنس الدبق (Loranthus). **الدبق النموذجي ( Loranthus europaeus) هو نوع أوروبي، بينما الدبق الأمريكي ( Phoradendron serotinum) ينتمي إلى عائلة الصندليات (Santalaceae) **. الدبق متطفل بشكل جزئي وساقي.

• عائلة الصندليات (Santalaceae): تضم أجناسًا مثل الصندل (Santalum)، Phoradendron، Thesium، Comandra، Quinchamalium، Scleropyrum، Pyrularia، Buckleya، Dendrotrophe، Anthobolus، Eucarya، Exocarpos، Spirogardnera، Viscum (تم نقله إلى هذه العائلة من عائلة اللورنثيات في بعض التصنيفات الحديثة). تضم أنواعًا متطفلة بشكل جزئي أو كامل، جذرية أو ساقية. الصندل (Santalum) من الأجناس الهامة اقتصاديًا لإنتاج زيت خشب الصندل العطري، ولكنه أيضًا متطفل جزئيًا.

• عائلة الرافليسيات (Rafflesiaceae): تضم جنس الرافليسيا (Rafflesia). جميع أنواع الرافليسيا متطفلة بشكل كامل وجذرية. تضم الرافليسيا أرنولدي ( Rafflesia arnoldii)، التي تنتج أكبر زهرة في العالم.

• عائلة الزُّقْطُونيات (Hydnoraceae): تضم جنس الزُّقْطُون (Hydnora). جميع أنواع الزُّقْطُون متطفلة بشكل كامل وجذرية. تتميز بأزهارها الغريبة ذات الرائحة الكريهة.

الأعراض المرضية التي تسببها النباتات الزهرية المتطفلة:

تسبب النباتات الزهرية المتطفلة مجموعة من الأعراض المرضية على النباتات العائلة، وتعتمد الأعراض على نوع النبات المتطفل، والنبات العائل، وشدة الإصابة. الأعراض الشائعة للأمراض التي تسببها النباتات الزهرية المتطفلة تشمل:

1. تثبيط النمو والتقزم (Growth suppression and stunting): تصبح النباتات العائلة المصابة متقزمة وضعيفة النمو بسبب سحب الماء والمواد الغذائية من قبل النبات المتطفل. قد يلاحظ انخفاض في حجم الأوراق والسيقان والأفرع.

2. الذبول (Wilting): تظهر أعراض الذبول على النباتات العائلة المصابة، خاصة في الأيام الحارة أو عند نقص الماء، بسبب سحب الماء من قبل النبات المتطفل وتقليل كمية الماء المتاحة للنبات العائل.

3. الاصفرار والضعف العام (Yellowing and general weakness): قد تظهر أعراض نقص العناصر الغذائية واصفرار الأوراق بسبب سحب المواد الغذائية من قبل النبات المتطفل وتقليل كمية الغذاء المتاحة للنبات العائل. تصبح النباتات العائلة المصابة ضعيفة وأكثر عرضة للإصابة بمسببات مرضية أخرى أو الآفات.

4. تشوهات النمو (Growth distortions): في بعض الحالات، قد تحفز النباتات الزهرية المتطفلة تشوهات في النمو على النباتات العائلة، مثل تضخم الأغصان أو الجذور في منطقة التطفل.

5. انخفاض الإنتاجية والجودة (Reduced yield and quality): ينخفض محصول النباتات العائلة المصابة بشكل كبير بسبب ضعف النمو وتدهور جودة الثمار أو البذور أو الأجزاء الاقتصادية الأخرى من النبات.

6. موت النبات العائل (Host plant death): في الإصابات الشديدة، خاصة بالنباتات الزهرية المتطفلة الكاملة (مثل الهالوك والحامول) أو عند تطفل عدد كبير من النباتات المتطفلة على نبات عائل ضعيف، قد يؤدي التطفل إلى موت النبات العائل.

أمثلة لأمراض هامة تسببها النباتات الزهرية المتطفلة:

1. الهالوك (Broomrape - Orobanche spp.): يضم جنس Orobanche أكثر من 150 نوعًا من النباتات الزهرية المتطفلة الكاملة والجذرية. من أخطر النباتات الزهرية المتطفلة في الزراعة على مستوى العالم. يصيب مجموعة واسعة من المحاصيل الهامة، بما في ذلك البقوليات (الفول، العدس، الحمص)، الخضروات (الطماطم، الباذنجان، الجزر، البصل)، عباد الشمس، التبغ، البرسيم، الكتان. يسبب خسائر اقتصادية فادحة في العديد من المناطق، خاصة في المناطق الجافة وشبه الجافة. الأعراض المميزة: ظهور نبات الهالوك المتطفل فوق سطح التربة بالقرب من قاعدة النبات العائل، نبات الهالوك يكون عديم الكلوروفيل ولونه أبيض أو أصفر أو بني أو أرجواني، يتصل بجذور النبات العائل من خلال الممصات، يسبب تقزم النبات العائل وذبوله واصفراره وانخفاض إنتاجيته. بعض أنواع الهالوك متخصصة جدًا على عائل نباتي واحد أو مجموعة محدودة من العوائل، بينما البعض الآخر أوسع نطاقًا في العائل. مثال على الأنواع الهامة: Orobanche crenata (الهالوك المتفرع)، Orobanche ramosa (الهالوك الفجلي)، Orobanche minor (الهالوك الصغير)، Orobanche aegyptiaca (الهالوك المصري).

2. الحامول (Dodder - Cuscuta spp.): يضم جنس Cuscuta أكثر من 170 نوعًا من النباتات الزهرية المتطفلة الكاملة والساقية. من النباتات الزهرية المتطفلة الشائعة والواسعة الانتشار. يصيب مجموعة واسعة من النباتات العائلة، بما في ذلك البرسيم، البرسيم الحجازي، الفصة، الكتان، البصل، الجزر، البطاطس، الطماطم، الفلفل، الباذنجان، بنجر السكر، عباد الشمس، القرعيات، أشجار الفاكهة، نباتات الزينة، الأشجار والشجيرات البرية. يسبب خسائر اقتصادية في العديد من المحاصيل. الأعراض المميزة: ظهور سيقان الحامول الخيطية والملتوية والبرتقالية أو الصفراء اللون تلتف حول سيقان وأغصان النبات العائل وتكون ممصات تخترق أنسجة العائل. الحامول عديم الأوراق وعديم الكلوروفيل. يسبب تقزم النبات العائل وضعفه واصفراره وانخفاض إنتاجيته. قد يغطي الحامول النبات العائل بالكامل في الإصابات الشديدة. تنتشر بذور الحامول بسهولة وتظل حية في التربة لفترات طويلة. مثال على الأنواع الهامة: Cuscuta campestris (الحامول الحقلي)، Cuscuta chinensis (الحامول الصيني)، Cuscuta epithymum (حامول الزعتر).

3. الدبق (Mistletoe - Viscum and Phoradendron spp.): يشمل جنسي Viscum و Phoradendron أكثر من 1500 نوع من النباتات الزهرية المتطفلة الجزئية والساقية. الدبق شائع جدًا في العديد من الغابات والمناطق المعتدلة والاستوائية حول العالم. يصيب مجموعة واسعة من الأشجار والشجيرات العائلة، بما في ذلك الأشجار النفضية (البلوط، القيقب، الحور، الزان، التفاح، الكمثرى)، الأشجار الصنوبرية (الصنوبر، التنوب، الأرز)، الحمضيات، الكاكاو، المطاط. عادة ما يسبب أضرارًا محدودة في الغابات الطبيعية، ولكن قد يسبب مشاكل في البساتين والمزارع التجارية. الأعراض المميزة: نمو الدبق على أغصان وأفرع النبات العائل، على شكل تجمعات خضراء كثيفة أو كرات من الأغصان والأوراق. الدبق أخضر اللون ويقوم بعملية التمثيل الضوئي جزئيًا. يسبب ضعف نمو الأغصان المصابة وموتها التدريجي، وتقليل إنتاجية الأشجار المصابة، وتشوه شكل الأشجار. تنتشر بذور الدبق بواسطة الطيور التي تتغذى على ثماره اللزجة وتنقل البذور إلى أغصان أشجار أخرى. مثال على الأنواع الهامة: Viscum album (الدبق الأوروبي)، Phoradendron serotinum (الدبق الأمريكي).

مكافحة النباتات الزهرية المتطفلة:

تعتبر مكافحة النباتات الزهرية المتطفلة تحديًا صعبًا بسبب طبيعة تطفلها الوثيقة على النباتات العائلة، وقدرتها على إنتاج كميات هائلة من البذور التي تبقى حية في التربة لفترات طويلة، وصعوبة استهدافها بالمكافحة الكيميائية دون إلحاق الضرر بالنبات العائل. تركز استراتيجيات المكافحة المتكاملة للنباتات الزهرية المتطفلة على الوقاية والإدارة المتكاملة باستخدام مجموعة من الطرق. استراتيجيات المكافحة المتكاملة للنباتات الزهرية المتطفلة تشمل:

1. الوقاية والحجر الصحي (Prevention and Quarantine): منع إدخال بذور أو أجزاء نباتية من النباتات الزهرية المتطفلة إلى مناطق جديدة أو مزارع جديدة. تطبيق إجراءات الحجر الصحي والرقابة النباتية على الشحنات النباتية المستوردة. استخدام بذور سليمة ومعتمدة وخالية من بذور النباتات المتطفلة.

2. المكافحة اليدوية والميكانيكية (Manual and Mechanical Control): إزالة النباتات المتطفلة يدويًا قبل الإزهار والإثمار لمنع إنتاج البذور وتقليل انتشارها. الحرث العميق للتربة لدفن بذور النباتات المتطفلة وتقليل إنباتها. قص أو إزالة الأغصان والأفرع المصابة بالدبق. تعتبر المكافحة اليدوية والميكانيكية مكلفة وتستغرق وقتًا طويلاً، ولكنها فعالة في الحد من انتشار النباتات المتطفلة في المناطق الصغيرة أو في المراحل المبكرة من الإصابة.

3. الدورة الزراعية (Crop Rotation): تطبيق دورة زراعية طويلة الأجل (4-5 سنوات أو أكثر) بمحاصيل غير عائلة للنباتات الزهرية المتطفلة يساعد على تقليل تراكم بذور النباتات المتطفلة في التربة وتقليل الإصابة في المحاصيل العائلة اللاحقة. اختيار محاصيل غير عائلة فعالة في الدورة الزراعية يعتمد على نوع النبات المتطفل والمحاصيل الزراعية المحلية.

4. المكافحة الكيميائية (Chemical Control): استخدام مبيدات الأعشاب المتخصصة (Herbicides) لمكافحة النباتات الزهرية المتطفلة. يجب اختيار مبيد الأعشاب المناسب بناءً على نوع النبات المتطفل والمحصول العائل وتوصيات الخبراء المحليين. يجب استخدام مبيدات الأعشاب بحذر ومسؤولية واتباع التعليمات الموجودة على الملصق لتجنب إلحاق الضرر بالنبات العائل والبيئة. بعض مبيدات الأعشاب تستخدم كمعاملة للتربة قبل الزراعة لتقليل إنبات بذور النباتات المتطفلة، والبعض الآخر يستخدم كرش ورقي بعد ظهور النباتات المتطفلة فوق سطح التربة. المقاومة لمبيدات الأعشاب قد تتطور في بعض أنواع النباتات الزهرية المتطفلة مع الاستخدام المتكرر لنفس مبيدات الأعشاب.

5. المكافحة البيولوجية (Biological Control): استخدام الأعداء الحيوية للنباتات الزهرية المتطفلة للحد من انتشارها وتأثيرها. تم تجربة بعض العوامل الحيوية لمكافحة الهالوك والحامول، مثل الفطريات الممرضة للنباتات المتطفلة ( Fusarium oxysporum f. sp. orthoceras للهالوك، Alternaria spp. للحامول)، والذباب واليرقات التي تتغذى على بذور أو أزهار النباتات المتطفلة. تعتبر المكافحة البيولوجية واعدة ولكنها لا تزال قيد التطوير والبحث، وقد لا تكون فعالة بما يكفي للسيطرة الكاملة على النباتات المتطفلة في جميع الظروف.

6. استخدام أصناف نباتية مقاومة أو متحملة للنباتات الزهرية المتطفلة (Resistant or tolerant varieties): تعتبر زراعة الأصناف النباتية المقاومة أو المتحملة للنباتات الزهرية المتطفلة من أكثر الطرق فعالية ومستدامة لمكافحة هذه الآفات. تم تطوير أصناف مقاومة للهالوك في بعض المحاصيل (مثل عباد الشمس، الفول، العدس، الطماطم)، ولكن لا تزال المقاومة غير متوفرة أو غير كاملة للعديد من المحاصيل الأخرى. تعتبر تربية الأصناف المقاومة للنباتات الزهرية المتطفلة هدفًا هامًا في برامج تربية النبات.

7. الممارسات الزراعية المحسنة (Improved cultural practices): تحسين خصوبة التربة وزيادة مستويات النيتروجين والفوسفور والبوتاسيوم قد يساعد في تقليل حساسية النباتات العائلة للتطفل وتحسين قدرتها على التعويض عن الأضرار الناتجة عن التطفل. الزراعة الكثيفة للمحاصيل العائلة قد يساعد في تقليل إنبات بذور النباتات المتطفلة بسبب التظليل وتقليل وصول الضوء إلى التربة. الري المنتظم والحرث المناسب للتربة قد يساعد في تقليل انتشار النباتات المتطفلة.

في الختام، النباتات الزهرية المتطفلة تمثل مجموعة فريدة من مسببات الأمراض النباتية التي تعتمد على التطفل للحصول على الماء والمواد الغذائية. تسبب النباتات الزهرية المتطفلة أضرارًا اقتصادية كبيرة في العديد من المحاصيل الزراعية حول العالم، وتتطلب استراتيجيات مكافحة متكاملة ومعقدة للحد من تأثيرها. الوقاية، والمكافحة اليدوية والميكانيكية، والدورة الزراعية، والمكافحة الكيميائية والبيولوجية، واستخدام الأصناف المقاومة، والممارسات الزراعية المحسنة، كلها عناصر أساسية في إدارة النباتات الزهرية المتطفلة بشكل فعال ومستدام.