مفاهيم أساسية علوم الأرض نشر بتاريخ: 31 أكتوبر 2025

معًا لتحقيق الهدف 2 من أهداف التنمية المستدامة: صحة الغذاء تبدأ من التربة

ملخص

يسعى الهدف الثاني من أهداف التنمية المستدامة – القضاء التام على الجوع – الذي أقرّته الأمم المتحدة، إلى ضمان ألا يعاني أي إنسان على وجه الأرض من الجوع، ويتطلب تحقيق هذا الهدف إنتاج غذاء صحي يحافظ على كوكبنا ويضمن حصول الجميع على نصيب كافٍ من الغذاء. غير أن زراعة الغذاء مسألة محفوفة بالصعوبات، لا سيما في البيئات ذات المناخات القاسية أو المناطق التي تعاني من جدب التربة، وهنا يأتي دور حلفائنا الصغار: الميكروبات. تزخر التربة بميكروبات نافعة تؤدي دور السماد الطبيعي، حيث تحسّن خصوبة التربة وتحمي النباتات. ونحن نخوض رحلة علمية لاكتشاف سبل تسخير هذه الكائنات الدقيقة لمساعدة النباتات على النمو في المناخات الحارة. وتُعد حدائق المدارس إحدى ساحات تجاربنا العلمية؛ حيث يتعلم الطلاب كيفية إنتاج تربة صحية وزراعة غذاء لذيذ ومغذٍ باستخدام التقنيات الحديثة، إذ أن فهم الترابط بين الغذاء والبيئة وصحة الإنسان هو مفتاح تحقيق الهدف الثاني من أهداف التنمية المستدامة، والإسهام في بناء عالم يحصل فيه الجميع على حصة كافية من الغذاء.

شاهد مقابلة مع مؤلفي هذا المقال لمعرفة المزيد. (الفيديو 1).

نحو حياةٍ صحية على كوكب صالح للعيش

تخيّل وجباتك اليومية—ماذا لو بات العثور على الطعام أمرًا بعيد المنال، أو كان الطعام المتاح غير صحي؟ للأسف، هذه هي الحقيقة المؤلمة التي يعيشها كثير من الناس حول العالم، فعندما لا ننتج ما يكفي من الغذاء الصحي، أو حين نعاني من قلته، فإن ذلك يؤثر على جوانب كثيرة من حياتنا؛ فقد تنهشنا الأمراض، ونواجه صعوبة في التعلُّم (فلا أحد يستطيع التركيز ومعدته فارغة!)، ويجد المزارعون أنفسهم عاجزين عن إعالة أسرهم.

أهداف التنمية المستدامة هي عبارة عن 17 هدفًا وضعتها الأمم المتحدة لمساعدتنا على عيش حياة صحية على كوكب صحي، وقد اتفقت عليها جميع الدول الأعضاء في الأمم المتحدة، وتتناول هذه الأهداف قضايا متعددة مثل القضاء على الفقر، وتوفير التعليم للجميع، وحماية البر والبحر. ويرمي الهدف الثاني من أهداف التنمية المستدامة، وهو "القضاء التام على الجوع"، إلى القضاء على الجوع في جميع أنحاء العالم، ولا يقتصر هذا الهدف على ضمان حصول الجميع على حصة كافية من الطعام، بل يشمل أيضًا التأكد من أن هذا الطعام يحتوي على المغذيات الأساسية التي يحتاجها الإنسان للحفاظ على صحته. فعندما لا يحصل الناس على ما يكفيهم من الطعام، أو إذا كان طعامهم غير صحي، فإنهم لا يستطيعون النمو بشكل سليم أو العيش بصحة جيدة. كما يسعى الهدف الثاني إلى مد يد العون للفلاحين أصحاب الحقول الصغيرة، من خلال تزويدهم بكل ما يلزم لزراعة محاصيلهم وبيعها، والاستثمار في الطرق والمرافق في المناطق الريفية، وضمان أن تكون قوانين التجارة في الغذاء عادلة للجميع.

عند اتباع ممارسات غير صحيحة في الزراعة، قد تصبح الأرض جافة وأقل قدرة على إنتاج الغذاء، ما يؤدي إلى تحوّلها إلى مناطق شبيهة بالصحراء، لكن إذا اعتنينا بالأرض وزرعنا الغذاء وفق أصول الزراعة السليمة، تتحول إلى تربة خصبة تفيض بالمغذيات، فتزيد قدرة المزارعين على إنتاج المزيد من الغذاء في المستقبل. وترتبط هذه القضايا بأهداف تنمية مستدامة أخرى، مثل الهدف الثالث (الصحة الجيدة والرفاه)، والهدف الرابع (التعليم الجيد)، والهدف الأول (القضاء على الفقر)، والهدف الخامس عشر (الحياة في البر). ومن ثمّ، يُعد تحقيق الهدف الثاني (القضاء على الجوع) من الأهمية بمكان، لأنه يسهم في تحقيق العديد من الأهداف الأخرى أيضًا. والخبر السار هو أننا جميعًا يمكننا أن نساهم في مواجهة هذه التحديات، من خلال تعلُّم طرق أكثر فعالية للزراعة، بغض النظر عن مكان إقامتنا.

زراعة الغذاء في ظروف قاسية

يجب أن تتضمّن وجباتنا الغذائية الكثير من الخضروات والأطعمة النباتية، فهي كنوز طبيعية تمدنا بالمغذيات الحيوية مثل البروتينات، والدهون الصحية، والألياف، والفيتامينات، والمعادن، وكلها ضرورية للحفاظ على صحة الجسم. ولا يألو العلماء جهدًا في ضمان حصول الجميع على نصيب عادل من هذه المحاصيل الشهية الغنية بالعناصر الغذائية؛ فهم يبتكرون أساليب جديدة ومبتكرة لزراعة النباتات، مثل استخدام تقنيات زراعية خاصة، وإنتاج نباتات قادرة على البقاء في البيئات القاسية، واستخدام التكنولوجيا لضمان إنتاج محاصيل طازجة في أماكن يصعب الزراعة فيها، مثل الصحارى.

تُعَدّ الصحارى أماكن بالغة الصعوبة للعيش فيها؛ فهي شديدة الحرارة، شحيحة المياه، وتربتها منخفضة الجودة [1]، فالتربة الصحراوية جافة وتفتقر إلى المغذيات الأساسية اللازمة لنمو النباتات، وأحيانًا تحتوي على أملاح تجعل معظم النباتات غير قادرة على البقاء. ومع ذلك، طوّرت النباتات بمرور الزمن وسائل ذكية للتكيف مع تحديات الحياة في الصحراء (الجدول 1 والشكل 1). ويُبَيِّن الشكل 1 بعض الفروق بين النباتات الصحراوية والنباتات التي تنمو في البيئات الأكثر برودة.

توضيح مقارنة بين نباتين. أ) نبات الضريس ذو الأوراق الصغيرة الضيقة، والزهرة الصفراء، والجذور العميقة الكثيفة. ب) نبات الهندباء ذو الأوراق الكبيرة، وزهرتين صفراوين، والجذور الضحلة.
  • شكل 1 - الاختلافات بين النباتات الصحراوية والنباتات التي تنمو في البيئات الأبرد.
  • (A) نبات الحسك موطنه الأصلي المناطق الحارة، ويتميز بأوراقه الصغيرة والضيقة التي تحميه من السخونة الزائدة، وجذوره الطويلة والمتشعبة التي تساعده على جمع أكبر قدر ممكن من الماء. (B) نبات الهندباء ينمو في أماكن ذات تربة رطبة ومناخ معتدل، حيث لا تكون درجات الحرارة مرتفعة للغاية أو منخفضة للغاية، ويمتاز بأوراقه الكبيرة وجذوره السطحية التي تساعده على الازدهار في هذه البيئات (مصدر الشكل:Jovana Cvorovic).
الحرارة العالية شكل الأوراق: صغيرة أو ضيقة تغيّر بعض النباتات شكل أوراقها، فتوجهها للأعلى أو للأسفل لتجنب الحرارة الشديدة.
أوراق مغطاة بطبقة شمعية سميكة تحتوي بعض النباتات على طبقات شمعية (مثل الواقي الشمسي) على الأوراق لحمايتها من أشعة الشمس.
نقص المياه جذور عميقة غالبًا ما تمتلك النباتات الصحراوية جذورًا عميقة تتوغل داخل أعماق الأرض بحثًا عن المياه.
غلاف حول الجذور تُكوِّن النباتات غلافًا واقيًا حول الجذور باستخدام جزيئات التربة للاحتفاظ بالمياه وامتصاص المغذيات من التربة.
شكل خاص من عملية التمثيل الضوئي كما أن للنباتات طرقًا فريدة للتمثيل الضوئي، وهي العملية التي تُنتج بها غذاءها، فتستخدم بعضها عملية خاصة للحفاظ على المياه والبقاء على قيد الحياة في الظروف شديدة الحرارة والجفاف.
التربة المالحة حجيرات داخل خلوية لتخزين الأملاح تستطيع بعض النباتات امتصاص الأملاح وتخزينها داخل حجرات خاصة في خلاياها.
  • جدول 1 - الخصائص التكيفية للنباتات الصحراوية المهيأة للتأقلم مع البيئات القاسية.

كيف تُساعِد الميكروباتُ النبات؟

إلى جانب الآليات المذكورة سابقًا، يمكن للنباتات الاستعانة بحلفاء أحياء آخرين، إذ تحتوي التربة على مجموعة من الميكروبات النافعة التي تساعد النباتات على البقاء والنمو. تعيش هذه الكائنات الدقيقة في التربة المحيطة بالنباتات، وتساعدها في الحصول على المغذيات والماء والحفاظ على صحتها. وقد اكتشف العلماء أن أنواعًا مختلفة من الميكروبات تعيش في أنواع مختلفة من التربة؛ ففي الصحراء، تعيش الميكروبات النافعة في أجزاء أخرى من النباتات الصحراوية، مثل التربة المحيطة بالجذور، وعلى أوراق النبات، وداخل النبات نفسه. وتساعد هذه الميكروبات النباتات في الحصول على المغذيات، وحمايتها من الأمراض، وتعزيز نموها،

فعلى سبيل المثال، تعيش مجموعة من الميكروبات تُعرف باسم البكتيريا الجذرية المحفِّزة لنمو النبات في التربة بالقرب من الجذور، وتُسهم في مساعدة النباتات بعدة طرق. أولًا، تُسهِّل هذه الميكروبات امتصاص العناصر الغذائية من التربة، مما يجعل النباتات قوية، كما أنها تُنتج مواد خاصة تُحفِّز نمو الجذور وتحمي النبات من الإصابة بالأمراض. والأكثر من ذلك أن هذه الميكروبات تستطيع التواصل، ليس فقط مع بعضها البعض، بل مع النبات نفسه أيضًا!

وتُعدّ البكتيريا الجذرية المحفِّزة لنمو النبات بالغة الأهمية في البيئات الصحراوية، إذ إنها تُشكِّل فريقًا فريدًا من المساعدين الطبيعيين للنباتات، يتأقلم مع الظروف القاسية مثل الحرارة الشديدة وندرة المياه. ويسعى العلماء اليوم إلى تسخير هذه الميكروبات الصحراوية لمساعدة نباتات أخرى لا تنمو عادةً في الصحراء على أن تصبح أقوى وأكثر قدرة على النمو في البيئات الجافة. وباستخدام هؤلاء المساعدين المجهريين، يأمل العلماء في تحسين التربة لتصبح ملائمة لزراعة الغذاء حتى في المناطق الصحراوية، مما قد يُسهِم في إنتاج كميات كافية من الغذاء في أماكن يصعب فيها على المحاصيل الزراعية أن تنمو.

اكتشاف ميكروبات صحراوية جديدة

يستكشف فريقنا -في جامعة الملك عبد الله للعلوم والتقنية بالمملكة العربية السعودية- كيفية مساهمة الميكروبات في تحسين نمو النباتات [2]. وقد أسفرت أبحاثنا -حتى الآن- عن اكتشاف أكثر من 10,000 نوع من الميكروبات النافعة التي تعيش في صحارى منطقة الشرق الأوسط، وهذه أخبار عظيمة للمنطقة، نظرًا لصعوبة زراعة الغذاء في هذا الجزء من العالم. ومن خلال استخدام بعض هذه الميكروبات المحلية، قد نتمكّن من إكساب بعض النباتات القوة والصلابة التي تؤهلها للنمو هنا.

كما أجرى علماء آخرون تجارب مذهلة لمساعدة النباتات على الازدهار في الصحارى (الجدول 2) [3]، وقد كشفت هذه التجارب أن الميكروبات الموجودة في التربة المالحة وفي النباتات الصحراوية المحلية تؤدي أدوارًا أساسية متعددة في نمو النباتات وصحتها. أولًا، يمكن لهذه الميكروبات أن تُعزز من قدرة النباتات على تحمّل الظروف القاسية مثل نقص المياه وارتفاع نسبة الملوحة. ثانيًا، تُنتج بعض الميكروبات مغذيات أساسية، فتثري النباتات بها وتزيد من قيمتها الغذائية. ثالثًا، تُسهم ميكروبات معينة في حماية النباتات من الأمراض.

المنطقة الصحراوية النباتات الخاضعة للدراسة فوائد الميكروبات الموجودة في التربة
أمريكا الجنوبية التولا تولا (شجيرة)
  • تساعد الميكروبات في التربة المالحة على إنتاج هرمون معين يعزز نمو النبات.
  • تساعد النبات على امتصاص الحديد من التربة، وهو عنصر أساسي لنمو النبات وصحته.
أمريكا الشمالية (صحراء سونوران) شجرة الغاف أشجار البالو فيردي السفحي أشجار البالو فيردي الأزرق
  • تحتوي النباتات الصحراوية المحلية على بكتيريا جذرية محفِّزة لنمو النبات تساعدها على الازدهار في الظروف القاسية، ويمكن استخدام هذه البكتيريا لمساعدة نباتات أخرى على النمو بدرجة أطول وأكثر تفرعًا حتى في التربة المتضررة.
صحراء الهند الكبرى الرمان ⋆
الماش ⋆
  • تضمن الميكروبات حصول النباتات على ما يكفي من النيتروجين، وهو كالطعام للنباتات يساعدها على النمو وإنتاج المزيد من الأوراق والثمار.
شمال غرب الصين نبات العاقول (شوك الجمال)
  • هو نبات قادر على العيش في تربة جافة ومالحة.
  • أدخل العلماء ميكروبات من نبات العاقول إلى القمح، ولاحظوا تحسنًا في قدرة القمح على تحمل الظروف الجافة.
جنوب أفريقيا حبوب المراما ⋆
  • تساعد الميكروبات حبوب المراما على البقاء في بيئات فقيرة بالمغذيات وتجعلها غنية بالبروتينات.
  • وتتجلى أهمية النباتات الغنية بالبروتينات للإنسان في أن البروتين يساعدنا على بناء عضلات قوية، وإصلاح الأنسجة، والحفاظ على قوة أجسامنا وقدرتها على مقاومة الأمراض.
شمال أفريقيا العشب الصحراوي ⋆
  • تنتج بعض الميكروبات مواد كيميائية تمنع نمو الأمراض في التربة.
  • وتساهم في الحفاظ على صحة النباتات وتقليل خطر الإصابة بالأمراض.
  • جدول 2 - أنواع النباتات الموجودة في صحارى العالم والفوائد التي تحصل عليها من ميكروبات التربة. يُشار إلى النباتات الصالحة للأكل بعلامة ⋆.

من المختبر إلى الحديقة

لا تهدف الأبحاث التي يُجريها العلماء في المختبرات إلى إشباع الفضول المعرفي فحسب، بل يمكن أن تساعدنا في حياتنا اليومية، مثلًا في حدائقنا المنزلية؛ إذ يمكن تسخير الاكتشافات العلمية لتعزيز قوة النباتات وحيويتها، حتى في ساحات منازلنا! ومن الأمثلة على ذلك، تعاونّا مع مدرسة كاوست (التابعة لجامعة الملك عبد الله للعلوم والتقنية) لوضع برنامج لزراعة نباتات صالحة للأكل في حديقة المدرسة (الشكل 2)، حيث يحظى الطلاب بفرصة فريدة لاستكشاف عالم علوم النبات المذهل واكتشاف كيف تجعل النباتات كوكبنا مكانًا أفضل للعيش. ويتعلّم الطلاب -في هذه الحديقة- كيفية زراعة النباتات والخضروات، ولماذا تُعد التربة الصحية مهمة لصحة النباتات والإنسان معًا، كما أن قضاء الوقت في الهواء الطلق داخل "حديقة النباتات الصالحة للأكل في المدرسة" ليس نشاطًا تعليميًا فحسب، بل إنه مفيد أيضًا لصحة الطلاب وسعادتهم!

يُظهر الرسم التوضيحي (أ) أشخاصًا يشاركون في أنشطة البستنة مع مجموعة متنوعة من النباتات في أحواض خشبية مرتفعة، بما في ذلك عباد الشمس ونباتات الطماطم والذرة. بينما تصور الصورة الفوتوغرافية (ب) حديقة مجتمعية تحتوي على أحواض خشبية مرتفعة، على غرار الرسم التوضيحي، وتضم نباتات متنوعة وعباد شمس بارز.
  • شكل 2 - (A) مخطط حديقة النباتات الصالحة للأكل في مدرسة جامعة الملك عبدالله للعلوم والتقنية (TKS) - مساحة تعليمية يستكشف فيها الطلاب علم النباتات، ويتعرفون على ممارسات الزراعة، ويعززون ارتباطهم بالطبيعة.
  • (رسم توضيحي لـ Jovana Cvorovic). (B) جزء مزدهر من حديقة النباتات الصالحة للأكل في مدرسة كاوست. تنمو زهور دوار الشمس والخضروات الورقية ومحاصيل أخرى، مما يُظهر كيف تساهم ممارسات البستنة القائمة على العلم في دعم إنتاج الغذاء المستدام.

وكمثال على مشاريع الطلاب، نجح بعضهم في زراعة نبات اللوبيا وأجروا تجارب على عوامل بيئية مختلفة لاختبار تأثيرها على نمو النبات، واستخدم طلاب آخرون ميكروبات صحراوية موطنها الأصلي السعودية لمعرفة ما إذا كانت النباتات المزروعة تنمو بصورة أفضل في الهواء الطلق بمساعدة هذه الميكروبات، بينما درس طلاب آخرون تأثير مواد صديقة للبيئة مثل الفحم الحيوي و السماد العضوي على تحسين صحة التربة. وجميع هذه المواد محلية المصدر وقد طوّرها العلماء في جامعة الملك عبد الله للعلوم والتقنية (كاوست). ومن خلال هذه التجارب العملية، يتعلّم الطلاب كيفية إجراء التجارب العلمية وجمع البيانات بطريقة منهجية، كما يدركون أهمية التربة الصحية في نمو النباتات، ويتعلّمون مصدر الغذاء والجهد اللازم لإنتاجه، مما يشجعهم على تقليل هدر الطعام.

نحو مستقبل مستدام: كيف يمكنك أنت والميكروبات أن تُحدثا فرقًا

عندما نعتني بالتربة ونحافظ على المياه، يمكننا زراعة ما يكفي من الغذاء لجميع من يعيشون على كوكبنا اليوم، وضمان وفرة الغذاء للأجيال القادمة. ويضطلع العلماء بدور أساسي في تعزيز قوة النباتات وصحتها باستخدام أساليب مختلفة، منها دراسة الميكروبات الدقيقة في التربة، ويمكن العثور على الميكروبات حول الجذور وعلى الأوراق وداخل النباتات، وتعيش أنواع مختلفة منها في بيئات مختلفة، مثل الصحارى. وتُعد هذه الميكروبات حلفاءً للنباتات، حيث تدعم نموها وتحميها من الأمراض وتساعدها على البقاء في البيئات الصعبة.

ويساهم إجراء الأبحاث حول الميكروبات في زيادة إنتاج الغذاء حتى في البيئات القاسية، مما يضمن حصول الناس على غذاء مغذٍ ويمنحهم فرصة لعيش حياة صحية.

هل تعلم أن بإمكانك أن تكون جزءًا من الحل أيضًا! إليك بعض النصائح:

  • لا تهدر الطعام.
  • تعرّف على ممارسات الأكل المستدام.
  • جرّب زراعة بعض الأعشاب والخضروات في المنزل.
  • غّذِ فضولك واجعل العلم مغامرتك التي لا تنتهي!
  • فكّر كيف يمكنك أن تُحدث فرقًا في مجتمعك، وربما في العالم بأسره.

معًا، يمكننا المساهمة في حصول الجميع على حصة كافية من الطعام الصحي واللذيذ، وبالتالي المساعدة في تحقيق الهدف الثاني من أهداف التنمية المستدامة: القضاء التام على الجوع!

مسرد للمصطلحات

المغذيات (Nutrients): هي المواد التي تزود الجسم بالتغذية الضرورية للحفاظ على الحياة والنمو.

الميكروبات (Microbes): هي كائنات مجهرية مثل البكتيريا والفيروسات والفطريات والطلائعيات.

البكتيريا الجذرية المحفِّزة لنمو النبات (Plant Growth Promoting Rhizobacteria (PGPR)): هي بكتيريا نافعة تعيش حول جذور النباتات وتساعدها على النمو لتصبح أقوى، فهي تمدّ النباتات بالمغذيات الأساسية، وتحميها من الجراثيم الضارة، بل وتساعدها أيضًا على البقاء في البيئات القاسية مثل الصحارى.

الفحم الحيوي (Biochar): هو مادة شبيهة بالفحم يتم إنتاجها من خلال حرق النفايات العضوية من المزارع والغابات (وتُعرف بالكتلة الحيوية) في عملية مُتحكم بها تُسمى التحلل الحراري.

السماد العضوي (Compost): طريقة طبيعية لتحويل النفايات العضوية، مثل الأوراق وبقايا الطعام، إلى سماد مفيد يساهم في الحفاظ على صحة التربة ويعزز نمو النباتات.

إقرار تضارب المصالح

ويعلن المؤلف المتبقي أن البحث قد أُجري في غياب أي علاقات تجارية أو مالية يمكن تفسيرها على أنها تضارب محتمل في المصالح.

شكر وتقدير

نودّ أن نتوجه بالشكر لكلٍ من روبن كوستا ونيكي تالبوت في جامعة الملك عبد الله للعلوم والتقنية على دعمهما الثمين لنا خلال مرحلة الكتابة الأولية وعملية المراجعة، فلولاهما ما اكتملت هذه المجموعة. كما نود أن نعرب عن امتناننا لمكتب الاستدامة في جامعة الملك عبد الله للعلوم والتقنية والمكتب القُطري لبرنامج الأمم المتحدة الإنمائي في المملكة العربية السعودية لتفانيهما في التوعية بأهمية أهداف التنمية المستدامة للأمم المتحدة في رحلتنا نحو عالم أكثر استدامة.

إفصاح أدوات الذكاء الاصطناعي

تم إنشاء النص البديل (alt text) المرفق بالأشكال في هذه المقالة بواسطة "فرونتيرز" (Frontiers) وبدعم من الذكاء الاصطناعي، مع بذل جهود معقولة لضمان دقته، بما يشمل مراجعته من قبل المؤلفين حيثما كان ذلك ممكناً. في حال تحديدكم لأي خطأ، نرجو منكم التواصل معنا.


المراجع

[1] Köberl, M., Müller, H., Ramadan, E. M., and Berg, G. 2011. Desert farming benefits from microbial potential in arid soils and promotes diversity and plant health. PLoS ONE 6:e24452. doi: 10.1371/journal.pone.0024452

[2] Alsharif, W., Saad, M. M., and Hirt, H. 2020. Desert microbes for boosting sustainable agriculture in extreme environments. Front. Microbiol. 11:1666. doi: 10.3389/fmicb.2020.01666

[3] Gutterman, Y. 2002. Plants in the deserts of the Middle East. Batanouny KH. 2001. Ann. Botany 89:501. doi: 10.1093/aob/mcf070