في مطلع القرن السابع عشر، أجرى الكيميائي والطبيب البلجيكي يان باتيستا فان هيلمونت تجربة علمية استمرت خمس سنوات، عُرفت لاحقً باسم "تجربة شجرة الصفصاف"، وتُعد اليوم واحدة من أوائل التجارب الكمية في تاريخ علم الأحياء الحديث، رغم ما شاب نتائجها من أخطاء علمية وفق المعايير الحالية.

وانطلقت التجربة في وقت كان فيه الفهم البشري لآليات نمو النباتات محدودا للغاية، فقبل اكتشاف عملية التمثيل الضوئي، ساد الاعتقاد المستمد من الفلسفة اليونانية، وتحديدا من أفكار أرسطو، بأن النباتات تستمد غذاءها وكتلتها الحيوية مباشرة من التربة، على غرار ما تفعل الحيوانات عند استهلاك الطعام وتحويله إلى مادة جسمية، وفقا لـ iflscience.

هذا التصور كان يبدو منطقيا في ذلك الزمن، إذ كانت النباتات تُصنّف ككائنات سلبية في عملية التغذية، تمتص من التربة مواد "مُعدّة مسبقا" للنمو، دون حدوث تفاعلات كيميائية معقدة داخلها، كما اعتُقد أن النباتات لا تنتج فضلات مرئية، ما عزّز فكرة أنها تختار فقط العناصر الضرورية من التربة.

غير أن هذا الفهم لم يكن موضع إجماع كامل، فقبل أرسطو بقرون، رأى الفيلسوف الإغريقي طاليس أن الماء يلعب الدور الأهم في نمو النباتات، وبعد نحو ألفي عام، أعاد فان هيلمونت إحياء هذه الفكرة، وقرر إخضاعها لتجربة عملية.

وقام فان هيلمونت بزراعة غصن صفصاف يزن نحو خمسة أرطال في إناء يحتوي على 200 رطل، ما يعادل 90.7  كيلوغراما، من التربة المجففة والموزونة بدقة، وعلى مدار خمس سنوات، لم يضف إلى النبات سوى ماء المطر أو الماء المقطر، مع اتخاذ احتياطات لمنع دخول الغبار أو أي مواد أخرى إلى التربة، وعند نهاية التجربة، بلغ وزن الشجرة نحو 169 رطلا، بينما فقدت التربة أقل من أونصتين من وزنها الأصلي.

واستنتج فان هيلمونت من ذلك أن معظم كتلة النبات قد نشأت من الماء وحده، معتبرا أن التربة لم تسهم إلا بقدر ضئيل جدا في النمو، ورغم أن هذا الاستنتاج ثبت لاحقا أنه غير دقيق، فإن التجربة أدت إلى نتيجة محورية تؤكد أن النباتات لا تستمد معظم كتلتها من التربة، كما كان يُعتقد لقرون.

ويشير علماء اليوم إلى أن تجربة فان هيلمونت، رغم قصورها، شكّلت نقطة تحوّل مهمة، إذ فتحت الباب أمام التفكير التجريبي والقياس الكمي في دراسة الكائنات الحية، وقد مهّدت هذه المحاولات المبكرة الطريق لاكتشافات لاحقة، أبرزها إثبات أن النباتات تنتج الأكسجين، وأن الضوء يلعب دورا أساسيا في نموها.

واليوم، يؤكد العلم الحديث أن النباتات تحصل على معظم كتلتها من خلال التمثيل الضوئي، باستخدام ثاني أكسيد الكربون والماء، إلى جانب اعتمادها على عناصر غذائية أساسية من التربة، ومع ذلك، تبقى تجربة شجرة الصفصاف شاهدا تاريخيا على بدايات المنهج العلمي في علم الأحياء، وخطوة أساسية في رحلة فهم أسرار الحياة النباتية.