أي نبات ينتج أكبر قدر من الأكسجين؟ ما تُظهره الأبحاث.

كيف تنتج النباتات الأكسجين

تطلق النباتات والطحالب وبعض البكتيريا الأكسجين أثناء التمثيل الضوئي. فهي تستخدم طاقة الضوء لتشطر جزيئات الماء، وتحتفظ بالهيدروجين لتبني السكريات من ثاني أكسيد الكربون، وتطلق الأكسجين ناتجًا ثانويًا. ومقابل كل جزيء من ثاني أكسيد الكربون يتحول إلى سكر، يُطلق جزيء أكسجين واحد تقريبًا.

وتستهلك الكائنات نفسها الأكسجين أيضًا. فالتنفس، وهو العملية التي تحرق السكر للحصول على الطاقة، يجري ليلًا ونهارًا في كل خلية حية. وفي الظلام لا يفعل النبات سوى استهلاك الأكسجين. وحين يموت كائن ما، تستهلك البكتيريا والفطريات التي تحلله الأكسجين كذلك.

وهذا يعطي طريقتين مختلفتين للإجابة عن السؤال. فالإنتاج الإجمالي هو كل الأكسجين الذي يطلقه التمثيل الضوئي. والإنتاج الصافي هو ما يبقى بعد تنفس الكائن نفسه. وعلى مدى فترات طويلة، لا يضيف النظام البيئي أكسجينًا إلى الهواء إلا إذا خزّن الكربون، مثلًا بتكوين الخشب أو الخث أو الرواسب، بدلًا من أن يعيده كله بالتنفس أو التحلل.

الإجابة على المستوى العالمي: العوالق النباتية

العوالق النباتية كائنات ضوئية مجهرية تعيش في الطبقة العليا المضاءة من المحيطات والبحيرات. وتضم الدياتومات وطحالب أخرى وبكتيريا ضوئية تُسمى البكتيريا الزرقاء. وهي غير مرئية منفردة، لكنها كثيرة جدًا حتى إن مجموع تمثيلها الضوئي ينافس كل نباتات اليابسة.

تقدّر الإدارة الوطنية الأمريكية للمحيطات والغلاف الجوي (NOAA) أن نحو نصف إنتاج الأكسجين على الأرض يأتي من المحيط. وتبرز Prochlorococcus، وهي بكتيريا زرقاء تُعد أصغر كائن ضوئي معروف، بوصفها تنتج ما يصل إلى 20 في المئة من أكسجين المحيط الحيوي. وبدقة، Prochlorococcus بكتيريا وليست نباتًا، ولهذا فالإجابة الصحيحة عن السؤال ليست نباتًا على الإطلاق.

وتشير NOAA أيضًا إلى أن الحياة البحرية تستهلك تقريبًا القدر نفسه من الأكسجين الذي ينتجه المحيط، عبر تنفس الحيوانات وتنفس العوالق نفسها والتحلل. وقدّر تحليل عالمي واسع نُشر في مجلة Science عام 1998 أن الإنتاج الأولي الصافي للكوكب ينقسم إلى أقل قليلًا من النصف في المحيطات وأكثر قليلًا من النصف على اليابسة.

أي النباتات تنتج أكبر قدر من الأكسجين على اليابسة

على اليابسة يتبع إنتاج الأكسجين النمو. فالنباتات التي تثبّت أكبر قدر من الكربون سنويًا، وأساسًا الغابات الاستوائية، تليها الغابات الأخرى والسافانا والمراعي، تنتج أكبر قدر من الأكسجين. والنباتات سريعة النمو مثل الخيزران وكثير من الأعشاب والغابات الفتية تثبّت الكربون بسرعة وهي تبني كتلتها الحيوية.

لا يوجد ترتيب موثوق للأنواع بحسب إنتاجها من الأكسجين، والادعاءات بأن شجرة بعينها أو نباتًا منزليًا بعينه ينتج أكبر قدر من الأكسجين لا تدعمها الأبحاث. فالإنتاج يعتمد على مساحة الأوراق والضوء والحرارة والماء والمغذيات والعمر أكثر بكثير من اعتماده على النوع وحده. والشجرة الكبيرة السليمة في الشمس الكاملة تنتج أكثر بكثير من شجرة صغيرة في الظل، أيًا كان النوع.

كثيرًا ما تُطلق عبارة «رئة العالم» على غابة الأمازون المطيرة. والأمازون يقوم فعلًا بقدر هائل من التمثيل الضوئي، لكن نباتاته وحيواناته وميكروباته تستهلك من الأكسجين ما يقارب ما تطلقه الغابة، فتبقى إضافته الصافية إلى أكسجين الهواء صغيرة. وللغابات المطيرة أهمية هائلة في تخزين الكربون والأمطار والتنوع الحيوي، لكنها ليست مصدرًا رئيسيًا للأكسجين الذي نتنفسه.

أفضل النباتات الداخلية المنتجة للأكسجين: ما تقوله الأدلة

ترتب قوائم كثيرة النباتات المنزلية بحسب كمية الأكسجين التي تنتجها، وتذكر عادة نبات جلد النمر والبوتس وزنبق السلام ونخيل الأريكا والصبار الألوفيرا. وكل نبات منزلي سليم يطلق فعلًا قدرًا صغيرًا من الأكسجين حين يتوفر الضوء، لكن الكمية ضئيلة جدًا مقارنة بحجم الهواء في الغرفة، والهواء في معظم المنازل والمكاتب يتجدد باستمرار عبر النوافذ والأبواب والشقوق وأنظمة التهوية.

نظرت مراجعة نُشرت عام 2019 في مجلة Journal of Exposure Science and Environmental Epidemiology بعنوان Potted plants do not improve indoor air quality («النباتات في الأصص لا تحسّن جودة الهواء الداخلي») في عقود من الدراسات حول النباتات والهواء الداخلي. وخلصت إلى أن الآثار المقيسة في حجرات اختبار صغيرة لا تنطبق على المباني الحقيقية، وأن التبادل العادي للهواء يزيل الملوثات أسرع بكثير من عدد واقعي من نباتات الأصص. وينطبق المنطق نفسه على الأكسجين: التهوية، لا النباتات، هي التي تحدد مستوى الأكسجين في الداخل.

• نبات جلد النمر ليلًا: يستخدم نبات جلد النمر التمثيل الضوئي من نوع CAM، أي أنه يأخذ ثاني أكسيد الكربون ليلًا ويخزنه على شكل حمض. أما الخطوة المعتمدة على الضوء التي تطلق الأكسجين فتحدث نهارًا، لذلك لا يمدك نبات جلد النمر في غرفة النوم بالأكسجين وأنت نائم.
• النباتات في غرفة النوم: في الليل يستهلك كل نبات قليلًا من الأكسجين بالتنفس. والكمية أصغر بكثير من أن تؤثر في الناس.
• أسباب وجيهة لاقتناء النباتات المنزلية: يجد كثير من الناس أن النباتات تجعل الغرفة أكثر بهجة، وقد تكون العناية بها ممتعة. وهذه أسباب وجيهة في حد ذاتها، دون ادعاءات عن الأكسجين.

إذا أردت نباتات منزلية سليمة فركّز على الضوء والري والرطوبة بدلًا من ترتيبات الأكسجين. ودليل أساسيات العناية بالنباتات المنزلية نقطة بداية جيدة.

اقرأ دليل أساسيات العناية بالنباتات المنزلية

موقع دراسة ناسا للهواء النظيف

يعود كثير من الاعتقاد الشائع حول النباتات المنزلية المنقية للهواء إلى تقرير ناسا عام 1989 بعنوان Interior Landscape Plants for Indoor Air Pollution Abatement، ويُسمى غالبًا دراسة ناسا للهواء النظيف. وضع باحثوها نباتات في حجرات صغيرة محكمة الإغلاق وقاسوا مدى سرعة انخفاض مستويات مواد كيميائية مثل البنزين والفورمالديهايد وثلاثي كلورو الإيثيلين. وكان العمل موجّهًا إلى البيئات المغلقة مثل المركبات الفضائية.

لم تقس الدراسة زيادة الأكسجين بفعل النباتات في المنازل العادية، وكثيرًا ما تُقتبس نتائج حجراتها دون التنبيه إلى أن الغرف الحقيقية أكبر بكثير وتُهوّى باستمرار. وخلصت مراجعات لاحقة، منها تحليل عام 2019 المذكور أعلاه، إلى أن أثر النباتات المنزلية في هواء المباني العادية ضئيل. كانت دراسة ناسا تجربة مبكرة مفيدة، لكنها ليست دليلًا على أن بضعة نباتات منزلية ستغير الهواء الذي تتنفسه.

مقارنة إنتاج الأكسجين

تراكم الأكسجين في الغلاف الجوي اليوم على مدى مئات ملايين السنين، إذ خزّنت الكائنات الضوئية الكربون في الصخور والوقود الأحفوري والرواسب أسرع مما كان يُطلق. ومن عام إلى آخر يمثل أكسجين الهواء مخزونًا ضخمًا جدًا ومستقرًا، ولا يعتمد مستواه على غابة واحدة أو مجموعة واحدة من النباتات.