الكيوتكل جبهة الصراع الأمامية

الكيوتكل هو الغطاء الخارجي للنبات ، وهو المتفاعل مع الكائنات الممرضة ، وهو جبهة الصراع الأمامية معها حيث أنه  يتعامل مع البكتريا والفطريات والفايروسات وغيرها من ممرضات النبات وهي تتأثر به وبصفاته التي تؤثر على قدرتها على الالتصاق بالنبات وعلى تعرفها عليه وعلى إمدادها بالمغذيات المعدنية والكربون فضلا عن ميسورية الماء السائل الذي تحتاجه. فضلا عن دوره في توفير الحماية الميكانيكية للنبات ضد غزو الممرضات. 

وقد استعمل مصطلح "النطاق النباتي" Phyllosphere والذي اقترحه Last سنة 1955 لوصف سطح الورقة النباتية باعتباره بيئة محددة لها صفاتها الخاصة التي تميزها فيزيائيا وكيميائيا وحيويا عن أنسجة الورقة وعن البيئة المحيطة بها. وقد اقترح مصطلح آخر مناظر لمصطلحنا السابق وهو "السطح النباتي" Phylloplane. يمثل هذا السطح النباتي على المستوى العالمي سطح هائل المساحة يسمح بتلاقي الممرضات مع النباتات في معركتهما المستمرة. وبينت صور الأقمار الصناعية أن مساحة الغطاء النباتي الذي يغطي الجزء اليابس من كوكبنا هي 4 × 10 ( مرفوع للاس 8) كيلومتر مربع ، وبالتالي فان هذه المساحة الهائلة من السطح النباتي والتي تشكل الأوراق جزئها الأعظم ، تشكل مسكنا لما يقرب من 10 26 خلية بكتيرية والتي تعد أضخم مستوطن للأسطح الكيوتكلية في العالم. عليه فان الـ "النطاق النباتي"  يمثل ملجأً ومصدرا مهما للميكروبات على سطح كوكبنا.

ولسعة هذا الموضوع وتشعبه سأتحدث اليوم عن قضية التصاق الممرضات بالأسطح الكيوتكلية حيث تلعب هذه القضية أدوارا بيئية عديدة ، فهي أولا تمنع عملية إزالة الممرضات من الأسطح النباتية إما فور وصولها اليه أو بعد حصول عملية استعمار السطح من قبلها. 

 أما الوظيفة الثانية لعملية الالتصاق فهي إنشاء ما يعرف بالمستعمرات الصغيرة Microcolonies والتجمعات والأغشية الحيوية Biofilms، اي تجمع الميكروبات على الأسطح النباتية وهذا يعني نجاح استعمارها من قبل هذه الميكروبات، توطئة لدخولها النبات العائل وهذا مهم بشكل خاص للبكتريا والخمائر. 

يغطي سطح الأوراق والثمار عادة كيوتكل كاره للماء والذي يتألف من مزيج من مركبات أليفاتية. وتتمكن العديد من الفطريات من الالتصاق على الأسطح الكاره للماء ومنها الأسطح الكيوتكلية ، بشكل أفضل من التصاقها على الأسطح المحبة للماء ، طبعا مع وجود استثناءات.

وتأتي أهمية صفة كراهة الماء في تيسير التصاق الخمائر والفطريات والأبواغ الفطرية  من حقيقة حصول تآصرات كاره للماء بين السطح الكيوتكلي متمثلا بالطبقة الشمعية التي تحيط بالكيوتكل ، مع المكونات الكاره للماء الموجودة في الجدار الخلوي لهذه الكائنات ، متمثلا بالجلايكوبروتينات الذائبة بالماء. لذلك فإنه عند إزالة الطبقة الشمعية من الكيوتكل بواسطة الكلوروفورم ، فإن الارتباط المعتمد على صفة كراهة الماء سيقل كثيرا. كذلك قد تعمل بعض المركبات التي تفرزها الفطريات على تيسير الالتصاق ومنها السكريات المعقدة Polysaccharides التي تفرز خارجيا، وأيضا السوائل اللزجة الكاره للماء وأنزيمات تحلل الكايتين Cutinases وأنزيمات تحلل الإستير Esterases. وعادة ما يتأثر تخليق هذه المركبات بمدى ميسورية الماء والمغذيات. 

وقد يكون الالتصاق بشكل غير مباشر كما هو الحال مع الخمائر فهي تلتصق بالأبواغ او بالهايفات الفطرية بدل الالتصاق المباشر بالكيوتكل. 

أما البكتريا فهي على العكس من الفطريات فهي غير مهتمة بالتآصرات الكاره للماء مع الشموع السطحية الكيوتكلية ، وهي بدلا من ذلك تعتمد على الهدب Pili التي تغطي أجسامها وأيضا على المواد المبلمرة المفرز خارج الخلية لغرض الالتصاق بالأسطح الكيوتكلية النباتية والتي تلصقها بالأوراق لتقاوم حتى الغسل بالمطر الشديد. ولقد ركزت معظم البحوث التي أجريت في هذا المجال على الدور الذي تلعبه الهدب  والتي هي عبارة عن أنابيب بروتينية ناشئة من الغشاء السيتوبلازمي البكتيري والتي نجدها في معظم أنواع البكتريا السالبة والموجبة لصبغة جرام. وبينت إحدى البحوث أن طفرة البكتريا  pseudomonas syringaeالتي لم تتكون فيها الهدب، قد أمكن غسل خلاياها بسهولة من أوراق النباتات مقارنة بالصنف البري من هذه البكتريا. 

أما الفايروسات فإن قضية الالتصاق بالكيوتكل لا تعنيها ولا تشكل مرحلة مهمة تسبق الاصابة كما هو الحال مع الفطريات والبكتريا الممرضة للنبات، وذلك لأن أغلب الفايروسات لا يعنيها الكيوتكل لأنها تدخل النبات مباشرة عن طريق نواقلها التي تقوم بخرق الكيوتكل وايصال الفايروس إلى الخلايا المستهدفة ، وبذلك ارفعت عنه هذه المعاناة. أما الفايروسات التي بلا ناقل ، فهي لو بقيت دورا على الكيوتكل لن تستطيع اختراقه لأنها لا تملك أية وسيلة للتعامل معه ، وفرصتها الوحيدة لاختراقه هي حصول جرح ميكانيكي فيه يتيح لها الفرصة للالتصاق بالأغشية السيتوبلازمية الحية التي كشفها الجرح ثم الدخول الى الخلايا. الالتصاق بالسطح النباتي قضية لا تعني الكثير بالنسبة لفايروسات النبات. 

يبين الشكل أن الكيوتكل يشكل طبقة واقية لإنسجة النبات ومنها الأوراق ومن كلا سطحيها العلوي والسفلي