النباتات كائنات حية مذهلة يمكنها إنتاج غذائها بنفسها من خلال عملية تسمى التمثيل الضوئي. التمثيل الضوئي هو تحويل الطاقة الضوئية إلى طاقة كيميائية، باستخدام ثاني أكسيد الكربون والماء كمواد خام، وإطلاق الأكسجين والسكر كمنتجات. التمثيل الضوئي ضروري للحياة على الأرض؛ لأنه يوفر الأكسجين للحيوانات والبشر، والسكر للنباتات والكائنات الحية الأخرى.
ولكن ماذا يحدث للنباتات في الليل عندما لا يكون هناك ضوء الشمس اللازم لعملية التمثيل الضوئي؟ هل ما زالت تطلق الأكسجين وتمتص ثاني أكسيد الكربون، أم أنها تتحول إلى نمط مختلف من التنفس؟ الجواب ليس بهذه البساطة، حيث إن النباتات المختلفة لها طرق مختلفة للتعامل مع الظلام.
القاعدة العامة: الأكسجين في النهار، وثاني أكسيد الكربون في الليل
القاعدة العامة لمعظم النباتات هي أنها تطلق الأكسجين فقط خلال النهار وذلك عندما تكون عملية التمثيل الضوئي نشطة، بينما تطلق ثاني أكسيد الكربون فقط في الليل وذلك عندما تكون عملية التمثيل الضوئي غير نشطة. وذلك لأن عملية التمثيل الضوئي تتطلب الضوء، في حين أن التنفس الخلوي، وهي العملية التي تطلق ثاني أكسيد الكربون، لا يتطلب ذلك. التنفس الخلوي هو عكس عملية التمثيل الضوئي، حيث إنه يحلل السكر إلى ثاني أكسيد الكربون وماء، ويطلق الطاقة اللازمة لنمو النبات وصيانته.
ومع ذلك، هذه القاعدة ليست مطلقة، إذ توجد بعض الاستثناءات. على سبيل المثال، تستخدم بعض النباتات، مثل الصبار والبروميليا وبعض النباتات العصارية، نوعاً خاصاً من التمثيل الضوئي يسمى استقلاب حمض الكرسولاسيان. يمكن للنباتات التي تستخدم استقلاب حمض الكرسولاسيان تخزين ثاني أكسيد الكربون في أنسجتها ليلاً، واستخدامه في عملية التمثيل الضوئي أثناء النهار، عندما تُغلق ثغورها (المسام الموجودة على الأوراق) لمنع فقدان الماء. وبهذه الطريقة، يمكنهم الحفاظ على المياه في البيئات الجافة، ويستمرون في إنتاج الأكسجين والسكر. تطلق النباتات التي تستخدم استقلاب حمض الكرسولاسيان بعض الأكسجين في الليل، عندما تفتح ثغورها ويمكن للأكسجين الهروب. ومع ذلك، فإنها تطلق كمية أقل بكثير من الأكسجين مما تفعله خلال النهار.
الاستثناء الآخر هو أن بعض النباتات، مثل بساتين الفاكهة والنباتات الهوائية، يمكنها تخزين الأكسجين في جذورها أو سيقانها، واستخدامها للتنفس الخلوي في الليل. وهذا يسمح لهم بالبقاء على قيد الحياة في بيئات منخفضة الأكسجين، مثل الغابات الكثيفة أو المستنقعات. لا تطلق هذه النباتات ثاني أكسيد الكربون ليلاً؛ لأنها تستخدم الأكسجين المخزن بدلاً من ذلك.
خلاصة القول: النباتات هي منتجة صافية للأكسجين
وبغض النظر عن الاستثناءات، فإن خلاصة القول هي أن النباتات منتجة صافية للأكسجين، مما يعني أنها تطلق كمية من الأكسجين أكثر مما تستهلك، وتستهلك ثاني أكسيد الكربون أكثر مما تطلقه. وذلك لأن عملية التمثيل الضوئي أكثر كفاءة وإنتاجية من التنفس الخلوي، وتحتاج النباتات إلى إنتاج كمية من السكر أكثر مما تحتاج إلى استخدامه. يمكن تخزين السكر الزائد في أنسجة النبات، أو استخدامه لأغراض أخرى، مثل النمو أو التكاثر أو الدفاع.
ولذلك فإن النباتات مفيدة للبيئة وللإنسان، فهي تساعد على توازن مستويات الأكسجين وثاني أكسيد الكربون في الجو، وتوفر الغذاء والطاقة للكائنات الحية الأخرى. تعد النباتات أيضاً مفيدة لصحتنا ورفاهيتنا، حيث يمكنها تحسين جودة الهواء وتقليل التوتر وتحسين مزاجنا. يمكن أن يكون وجود النباتات في غرفتك أو منزلك طريقة رائعة للاستمتاع بجمالها وفوائدها، دون القلق بشأن عادات التنفس في الليل.
