الخيزران، أكثر أنواع العشب تنوعًا وأسرعها نموًا في العالم | التكنولوجيا

الخيزران نبات عشبي ضخم ولكنه متواضع الحجم، ينتمي إلى الفصيلة النجيلية (Poaceae)، ويتميز بخصائص فريدة: إذ يتراوح طول بعض أنواعه بين 70 سم ومتر واحد (27.5 بوصة و39.3 بوصة). يستطيع الخيزران امتصاص ما بين ثلاثة إلى أربعة أضعاف كمية ثاني أكسيد الكربون التي تمتصها النباتات الأخرى يوميًا، ويزهر كل 100 إلى 150 عامًا في المتوسط، ثم يموت. لا يتجاوز عمق جذوره 100 سم (39.3 بوصة)، ومع أنه طويل عند اكتمال نموه، إلا أن سيقانه قد تصل إلى 25 مترًا (82.02 قدمًا) في غضون ثلاث سنوات فقط، ويمكنه توفير الظل لمساحة تصل إلى 60 ضعف مساحة النباتات الأخرى، ولكن ليس أكثر من 3 أمتار مربعة. وقد أنشأ مانويل تريلو وأنطونيو فيغا-ريوخا، وهما عالما أحياء تلقيا تدريبهما في جامعة إشبيلية بجنوب إسبانيا، أول مشتل معتمد في أوروبا لإنتاج الخيزران غير الغازي. مختبرهم هو مختبر نباتي لاستكشاف وتطبيق جميع الفوائد التي يقدمها النبات، لكن تصورات الناس المسبقة عن هذه الفوائد متأصلة أكثر من جذور النبات نفسه.
توجد فنادق ومنازل ومدارس وجسور من الخيزران. يُعدّ هذا العشب الأسرع نموًا في العالم، فهو يوفر الغذاء والأكسجين والظل، وقادر على خفض درجات الحرارة المحيطة بما يصل إلى 15 درجة مئوية مقارنةً بالأسطح المعرضة لأشعة الشمس. ومع ذلك، يُصنّف خطأً كنوع غازي، على الرغم من أن حوالي 20 نوعًا فقط من بين أكثر من 1500 نوع مُحدّد تُعتبر غازية، وذلك في مناطق مُحدّدة فقط.
"ينشأ التحيز من الخلط بين الأصل والسلوك. فالبطاطس والطماطم والبرتقال ليست من النباتات الأصلية في أوروبا، لكنها ليست غازية. وعلى عكس الأعشاب، فإن جذور الخيزران تقع في المركز. وهو ينتج ساقًا واحدة فقط [فرع من نفس الساق، أزهار أو أشواك]"، كما قال فيغا ريوخا.
أبدى والد فيغا ريوخا، وهو مهندس معماري، اهتمامًا بهذه المصانع. ونقل شغفه إلى ابنه عالم الأحياء، وأسس مع شريكه مانويل تريلو مختبرًا نباتيًا بيئيًا لدراسة هذه النباتات وعرضها كعناصر زينة وصناعية ومناخية حيوية. هذا هو مهد "لا بامبوسيريا"، الواقعة على بعد كيلومترات قليلة من عاصمة الأندلس، وأول مشتل للخيزران غير الغازي في أوروبا.
يوضح فيغا ريوخا قائلاً: "جمعنا 10,000 بذرة، نبت منها 7,500 بذرة، واخترنا حوالي 400 بذرة بناءً على خصائصها". في مختبره النباتي، الذي يمتد على مساحة هكتار واحد فقط (2.47 فدان) في وادي نهر الوادي الكبير الخصب، يعرض أنواعًا نباتية متنوعة متأقلمة مع ظروف مناخية مختلفة: بعضها يتحمل درجات حرارة تصل إلى -12 درجة مئوية (10.4 درجة فهرنهايت) وينجو من عواصف الشتاء في فيلومينا، بينما ينمو البعض الآخر في الصحاري. تتناقض هذه المساحة الخضراء الشاسعة مع مزارع عباد الشمس والبطاطس المجاورة. بلغت درجة حرارة الطريق الإسفلتي عند المدخل 40 درجة مئوية (104 درجة فهرنهايت)، بينما بلغت درجة الحرارة في المشتل 25.1 درجة مئوية (77.2 درجة فهرنهايت).
على الرغم من أن نحو 50 عاملاً يحصدون البطاطس على بُعد أقل من 50 متراً من الفندق، إلا أنه لا يُسمع في الداخل سوى تغريد الطيور. وقد دُرست مزايا الخيزران كمادة ماصة للصوت دراسةً متأنية، وأظهرت الأبحاث أنه مادة مناسبة لامتصاص الصوت.
لكن إمكانات هذا النبات العملاق هائلة. فالبامبو، الذي يشكل أساس غذاء الباندا العملاقة وحتى مظهرها، موجود في حياة الإنسان منذ العصور القديمة، وفقًا للتقارير العلمية.
يعود سبب هذا الاستخدام المستمر إلى أن بنيته الخاصة، التي تم تحليلها في دراسة نُشرت في مجلة "ناشونال ساينس ريفيو"، لم تغب عن أنظار الناس، بالإضافة إلى كونه مصدرًا غذائيًا. وقد استُخدم هذا الجهاز في تصميمات متنوعة، أو لتوفير الطاقة بنسبة تصل إلى 20% عند نقل الأحمال الثقيلة باستخدام دعامات بسيطة. ويوضح رايان شرودر من جامعة كالجاري في مجلة "جورنال أوف إكسبيريمنتال بيولوجي": "يمكن لهذه الأدوات الرائعة والبسيطة في الوقت نفسه أن تقلل من الجهد اليدوي الذي يبذله المستخدمون".
تتناول مقالة أخرى نُشرت في مجلة GCB Bioenergy كيف يمكن أن يكون الخيزران مصدراً لتطوير الطاقة المتجددة. ويوضح تشيوي ليانغ من الجامعة المجرية للزراعة وعلوم الحياة: "يُعدّ الإيثانول الحيوي والفحم الحيوي المنتجين الرئيسيين اللذين يمكن الحصول عليهما".
يكمن سرّ تنوّع استخدامات الخيزران في التوزيع المكاني للألياف داخل أسطوانته المجوّفة، والذي تمّ تحسينه لتعزيز قوته وقدرته على الانحناء. يقول موتوهيرو ساتو من جامعة هوكايدو، وهو أيضاً مؤلف الدراسة المنشورة في مجلة Plos One: "لقد نجح تقليد خفة الخيزران وقوته، وهو نهج يُعرف باسم المحاكاة الحيوية، في حلّ العديد من المشاكل في تطوير المواد". وبفضل هذه الميزة، تُعدّ أغشية الخيزران الحافظة للماء أسرع النباتات نمواً في العالم، وقد ألهم هذا فريقاً من الباحثين في جامعة كوينزلاند للتكنولوجيا لتطوير أقطاب كهربائية أكثر كفاءة للبطاريات من أجل شحن أسرع.
تتعدد استخدامات الخيزران وتطبيقاته بشكل هائل، بدءًا من إنتاج أدوات المطبخ القابلة للتحلل الحيوي وصولًا إلى صناعة الدراجات والأثاث في مختلف مجالات الهندسة المعمارية. وقد انطلق عالما أحياء إسبانيان بالفعل في هذا المسار. يقول تريلو، الذي يُكمل معرفته في علم الأحياء بمعرفته في الزراعة: "لم نتخلَّ أبدًا عن البحث". ويقرّ الباحثان بأنهما ما كانا ليتمكنا من إنجاز هذا المشروع لولا إشرافه، الذي تلقاه من جاره إميليو خيمينيز الحاصل على درجة الماجستير في التطبيق العملي.
بفضل التزامه بالمختبرات النباتية، أصبح فيغا-ريوخا أول مُصدِّر قانوني للخيزران في تايلاند. ويواصل هو وتريلو تجاربهما في التهجين لإنتاج نباتات ذات خصائص محددة تبعًا لاستخدامها أو منطقة زراعتها، أو يبحثان في جميع أنحاء العالم عن بذور فريدة قد يصل سعر الواحدة منها إلى 10 دولارات لإنتاج ما يصل إلى 200 صنف من أصناف المشاتل.
من التطبيقات ذات الإمكانات الفورية والآثار المهمة على المدى القصير إنشاء مساحات خضراء مظللة مقاومة للحشرات في مناطق معينة حيث يمكن تحقيق حلول بيئية مناخية باستخدام الحد الأدنى من التربة (حتى أنه يمكن زراعة الخيزران في حوض السباحة) دون إلحاق الضرر بالمناطق المبنية.
يتحدثون عن المناطق القريبة من الطرق السريعة، وحرم الجامعات، والمناطق الصناعية، والساحات المفتوحة، والأسوار السكنية، والشوارع الرئيسية، أو المناطق الخالية من الغطاء النباتي. ويزعمون أن الخيزران ليس بديلاً عن النباتات المحلية، بل أداة فعّالة للمساحات التي تتطلب غطاءً نباتياً سريعاً. وهذا يساعد على امتصاص أكبر قدر ممكن من ثاني أكسيد الكربون، ويوفر أكسجيناً أكثر بنسبة 35%، ويخفض درجات الحرارة بمقدار 15 درجة مئوية في الظروف البيئية القاسية.
تتراوح أسعار الخيزران بين 70 يورو (77 دولارًا) و500 يورو (550 دولارًا) للمتر الواحد، وذلك تبعًا لتكلفة إنتاج النباتات ومدى تميز النوع المطلوب. أما العشب، فيمكنه توفير بنية تدوم لمئات السنين، بتكلفة بناء أقل للمتر المربع، واستهلاك أعلى للمياه في السنوات الثلاث الأولى، ثم استهلاك أقل بكثير بعد النضج وفترة السكون.
يمكنهم دعم هذا الادعاء بأدلة علمية. فعلى سبيل المثال، وجدت دراسة أجريت على 293 مدينة أوروبية ونُشرت في مجلة Nature أن المساحات الحضرية، حتى وإن كانت خضراء، تكثف حرارةً أكثر بمرتين إلى أربع مرات من المساحات المغطاة بالأشجار أو النباتات الطويلة. كما أن غابات الخيزران تمتص ثاني أكسيد الكربون أكثر من أنواع الغابات الأخرى.