محاليق

تُساعد عادات التسلق في النباتات على الوصول إلى قمة الأشجار للحصول على المزيد من ضوء الشمس، مما يُساهم في زيادة تنوّع النباتات المزهرة. ^{[ 7 ]} تُعدّ المحاليق أعضاءً نباتية مُشتقة من تراكيب مورفولوجية مُختلفة ، كالسيقان والأوراق والنورات. ورغم شيوع عادات التسلق في كاسيات البذور وعاريات البذور والسرخسيات ، ^{[ 8 ]} إلا أن المحاليق تظهر بكثرة في كاسيات البذور، بينما يقلّ وجودها في السرخسيات. وبناءً على الأساس الجزيئي لتطور المحاليق، أظهرت الدراسات أن نموّها الحلزوني لا يرتبط بأصلها التكويني، ^{[ 9 ]} بل توجد أصول تكوينية مُتعددة. وقد تمّ تحديد 17 نوعًا من المحاليق بناءً على أصولها التكوينية ونمط نموّها، ويمكن أن يظهر كل نوع من المحاليق أكثر من مرة في كاسيات البذور. تشمل الفواكه والخضراوات الشائعة التي تحتوي على محاليق البطيخ ( Citrullus lanatus ) الذي ينشأ من ساق معدلة، والبازلاء ( Pisum sativum ) التي تنشأ من وريقات طرفية معدلة، والعنب الشائع ( Vitis vinifera ) الذي ينشأ من نورة كاملة معدلة. ^{[ 10 ]}

تبدأ آلية التفاف المحلاق بدوران المحلاق حول محوره، حيث يتحرك وينمو في نمط تذبذبي دائري. ^{[ 11 ]} يُعرَّف الدوران عادةً بأنه الحركة الرئيسية الأولى للمحلاق، ويهدف إلى زيادة احتمالية اتصال النبات بنظام دعم (هيكل مادي يلتف حوله المحلاق). ^{[ 12 ]} في دراسة أجراها غيرا وآخرون عام 2019، تبين أنه في غياب أي محفز داعم، كدعامة في الأرض في هذه الحالة، تدور المحاليق باتجاه محفز ضوئي. وبعد محاولات عديدة للوصول إلى هيكل الدعم، يسقط المحلاق في النهاية على الأرض. ^{[ 13 ]} ومع ذلك، وُجد أنه عند وجود محفز داعم، يحدث تذبذب دوران المحلاق في اتجاه هذا المحفز. لذلك، استُنتج أن المحاليق قادرة على تغيير اتجاه دورانها بناءً على وجود محفز داعم. ^{[ 13 ]} إن عملية الدوران حول النباتات ليست حكراً على النباتات ذات المحاليق، إذ تُظهر جميع أنواع النباتات تقريباً سلوكيات الدوران حول النباتات. ^{[ 11 ]}

يُعدّ الاستجابة اللمسية أساس الإشارة الداخلة في آلية التفاف المحلاق. فعلى سبيل المثال، تحتوي محاليق البازلاء على خلايا شديدة الحساسية على أسطح جدرانها الخلوية المكشوفة. هذه الخلايا المُحسّسة هي التي تُطلق الإشارة اللمسية، والتي عادةً ما تكون على شكل موجة كالسيوم. ^{[ 14 ]} تُحفّز إشارة اللمس الأولية سلسلة من الإشارات لهرمونات نباتية أخرى، أبرزها حمض غاما-أمينوبيوتيريك (GABA) والجاسمونات (JA). في محاليق العنب، تبيّن مؤخرًا أن GABA يُمكنه تعزيز التفاف المحلاق بشكل مستقل. كما تبيّن أن هرمونات الجاسمونات النباتية تعمل كإشارة هرمونية لبدء التفاف المحلاق. ^{[ 15 ]} يُمكن لهذه السلسلة تنشيط إنزيم H+-ATPase في غشاء البلازما ، والذي يلعب أيضًا دورًا في آلية التفاف المحلاق عن طريق التلامس كمضخة بروتونات. يُنشئ هذا النشاط المضخّي نقلًا كهروكيميائيًا لأيونات الهيدروجين من داخل الخلية إلى الفراغ بين الخلايا، مما يُولّد بدوره تدرجًا تناضحيًا. ويؤدي ذلك إلى فقدان ضغط الامتلاء؛ وتُسبب الاختلافات في حجم الخلايا نتيجةً لفقدان ضغط الامتلاء في بعضها استجابةً التفافية. ^{[ 16 ]} كما تتأثر هذه الحركة الانقباضية بالألياف الهلامية، التي تنقبض وتتخشب استجابةً لتسلسل الإشارات اللمسية. ^{[ 17 ]}

على الرغم من أن المحاليق تلتف حول النباتات المضيفة بناءً على حاسة اللمس ، إلا أن النباتات تمتلك نوعًا من التمييز الذاتي ^{[ 18 ]} ، فتتجنب الالتفاف حول نفسها أو حول النباتات المجاورة من النوع نفسه ، مما يدل على الانجذاب الكيميائي القائم على الاستقبال الكيميائي . ^{[ 19 ]} بمجرد أن يلامس المحلاق نباتًا مجاورًا من النوع نفسه، ترتبط جزيئات الإشارة التي يطلقها النبات المضيف بالمستقبلات الكيميائية الموجودة على محاليق النبات المتسلق. يُولّد هذا إشارة تمنع مسار الاستجابة للمس، وبالتالي تمنع المحلاق من الالتفاف حول ذلك النبات المضيف. ^{[ 18 ]} 

أُجريت دراساتٌ تؤكد هذا المسار على نبات الكيراتيا اليابانية المتسلق . أظهرت الأبحاث أنه عند وضع نباتين من الكيراتيا اليابانية متلامسين، لا تلتف محاليقهما حول النبات الآخر. اختبر الباحثون هذا التفاعل بعزل بلورات الأكسالات من أوراق نبات الكيراتيا اليابانية وتغطية عصا بها. لم تلتف محاليق نباتات الكيراتيا اليابانية التي لامست العصا المغطاة بالأكسالات، مما يؤكد أن النباتات المتسلقة تستخدم الاستقبال الكيميائي للتمييز الذاتي. ^{[ 19 ]}

قد يمنح التمييز الذاتي النباتات المتسلقة ميزة تطورية لتجنب الالتفاف حول نباتات من نفس النوع. ويعود ذلك إلى أن النباتات المتسلقة المجاورة لا توفر هياكل مستقرة للالتفاف حولها مقارنةً بالنباتات القريبة الأكثر صلابة. علاوة على ذلك، من خلال قدرة النباتات على تمييز نباتات من نفس النوع وتجنب الالتفاف حولها، فإنها تقلل من قربها من المنافسة، مما يتيح لها الوصول إلى المزيد من الموارد وبالتالي نمو أفضل. ^{[ 18 ]}