قد تكون عملية التمثيل الضوئي CAM قد وفرت ميزة أثناء حدث الانقراض الجماعي في الفترة البرمية–الترياسية

عندما كاد العالم أن يموت

أعظم انقراض جماعي في تاريخ الأرض، قبل 252 مليون سنة، كاد أن يمحو الحياة عن الكوكب. ومع ذلك نجت بعض النباتات الصغيرة المتواضعة ولم تكتفِ بالنجاة فحسب بل استولت بسرعة على المشاهد المتضررة. تسأل هذه الدراسة كيف تمكنت هذه اللكيوفِيتات البسيطة، الأقارب البعيدة لنباتات الإيزويتس الحديثة، من التحمل في وجه حرارة حارقة ومناخات غير مستقرة تلت الكارثة—وماذا قد تخبرنا تكتيكاتها عن الحياة في عالم دافئ.

نباتات صغيرة في عالم جديد قاسٍ

قبل الأزمة، كانت المناطق المنخفضة على الأرض مغطاة بغابات كثيفة من الأشجار الطويلة. دفعت الانفجارات البركانية من مصاطب سيبيريا إلى احترار عالمي شديد، واضطراب في المحيطات وفقدان معظم أنواع الحيوانات. على اليابسة، اختفت الغابات المألوفة واستُبدلت بمجتمعات متفرقة تهيمن عليها اللكيوفِيتات القصيرة الشبيهة بالأعشاب. انتشرت هذه "نباتات الكارثة" من المناطق الاستوائية إلى خطوط العرض العالية، خصوصاً في ما يعرف اليوم بجنوب الصين، مما أثار لغز كيف أمكن لنباتات تبدو هشة أن تزدهر عندما كانت الظروف حارة جداً لدرجة تعطل معظم محاصيلنا الحديثة.

قراءة الشكل والروابط العائلية في الحفريات

جمع الباحثون مجموعة كبيرة مكونة من 485 "سبوروفيل" أحفوري، وهي الأوراق الحاملة للأبواغ لدى اللكيوفِيتات، من صخور أواخر البرمي إلى منتصف الترياسي وقارنوها بالأقارب الحديثة. عبر تسجيل 127 سمة شكلية بسيطة—مثل محيط الورقة، ترتيب العروق وشكل حالِب الأبواغ—استخدموا أدوات إحصائية لرسم كيفية تجمع الأنواع الأحفورية في "فضاء الأشكال". أوضح هذا التحليل الأسماء الأحفورية المشوشة وأظهر أن رواد أوائل الترياسي ينتمون إلى جنس يُدعى توميستروبوس، القريب من الإيزويتس الحديثة، بينما تتجمع الأشكال المتأخرة في الترياسي ضمن جنس آخر يُسمى ليباسايكلوتيس. التشابه القوي في هياكلهم التناسلية يوحي بارتباط تطوري وثيق بين نباتات الترياسي ونباتات الإيزويتس المرنة اليوم.

دلائل مخفية في الكربون القديم

لاستقصاء كيف كانت هذه النباتات تعيش، قاس الفريق نسبة نظائر الكربون في المادة النباتية الأحفورية والرواسب المحيطة. تترك أنماط التمثيل الضوئي المختلفة بصمات نظيرية مميزة. في الصخور من الأراضي الساحلية الاستوائية في جنوب الصين، تُظهر النباتات غير اللكيوفِيتية تحوّلات كبيرة وسالبة في قيم الكربون تتوافق مع اضطراب دورة الكربون العالمي. بالمقابل، ظلت اللكيوفِيتات غنية نسبياً بالكربون الثقيل مقارنة بجيرانها، حتى مع ارتفاع ثاني أكسيد الكربون الجوي. تقع قيمها بالقرب من قيم الرواسب المجاورة، مما يوحي بمزيج من مصادر الكربون وطريقة غير مألوفة لتركيز الكربون داخل أنسجتها.

النجاة من الاحتباس الحراري الفائق

استخدم الفريق بعد ذلك نموذج نظام أرضي مناخي لإعادة بناء درجات حرارة سطح اليابسة قبل وأثناء وبعد الانقراض. عندما جُمعت هذه الخرائط مع مواقع الحفريات، وُجدت العديد من اللكيوفِيتات تشغل مناطق يُرجح أن تتجاوز فيها درجات الحرارة اليومية القصوى 45 إلى 60 درجة مئوية، أحرّ من قدرة معظم نباتات C3 الحديثة على التحمل. ومع ذلك، تستطيع الإيزويتس الحديثة تفعيل نمط تمثيل ضوئي يُدعى CAM، والذي يسمح لها بامتصاص الكربون في الغالب ليلاً، وتخزينه كأحماض عضوية، واستخدامه للتمثيل الضوئي نهاراً مع إبقاء مسام الأوراق مغلقة. كما أن العديد منها يستمد الكربون مباشرة من الماء والرواسب عبر جذورها.

عمل ليلي أنقذ النهار

بجمع مقارنة الأشكال، الأدلة النظيرية ونمذجة المناخ، يجادل المؤلفون بأن اللكيوفِيتات في أوائل الترياسي ربما استخدمت امتصاص الكربون الليلي بنمط شبيه بـCAM، على غرار الإيزويتس الحية. كان ذلك سيمكنها من حفظ الماء، تقليل إجهاد الحرارة، والنجاة في السهول الساحلية الحارة المعرضة للجفاف حيث فشلت النباتات الأخرى. عالم تسيطر عليه مثل هذه النباتات المنخفضة البطيئة النمو كان سيحجز كربوناً أقل في التربة، مما يساعد على إبقاء الكوكب في حالة احتباس حراري مطوّلة. ومع ذلك فقد ساعدت هذه الرواد القوية أيضاً على استقرار المشاهد المتضررة والحفاظ على غطاء أخضر رقيق ساهم في تعافي الحياة. باختصار، قد تكون استراتيجية تمثيل ضوئي ليلية هادئة واحدة من مفاتيح الحفاظ على عدم انهيار النظم البيئية الأرضية تماماً.

الاستشهاد: Xu, Z., Hilton, J., Yu, J. et al. CAM photosynthesis may have conferred an advantage during the Permian–Triassic mass extinction event. Nat Ecol Evol 10, 997–1010 (2026). https://doi.org/10.1038/s41559-026-03026-0

الكلمات المفتاحية: انقراض برمي-ترياسي, التمثيل الضوئي CAM, حفريات اللكيوفِيت, احترار المناخ القديم, استراتيجيات بقاء النباتات