الأعشاب البحرية.. رئة الكوكب

غالبًا ما يُطلق على الغابات الاستوائية المطيرة اسم رئتي كوكب الأرض، حيث تمتص كميات هائلة من ثاني أوكسيد الكربون من الغلاف الجوي وتنفث الأوكسجين في المقابل. لكن اكتشف العلماء مؤخرًا رئتين أكبر في محيطاتنا.

تعد مروج الأعشاب البحرية، حقول شاسعة من النباتات تحت الماء قادرة على التقاط الكربون 35 مرة أسرع من الغابات الاستوائية المطيرة. إلى جانب التندرا، تعد هذه النظم البيئية الساحلية من بين أكبر أحواض الكربون في العالم، ومع ذلك فنحن لا نعرف سوى القليل عن مصادر الوقود التي تزيد من إنتاجيتها.

تشير دراسة جديدة إلى أن هذه المروج البحرية لن تكون بنفس القوة في التقاط الكربون لولا بطل مختبئًا داخل العشب.

اكتشف العلماء في البحر الأبيض المتوسط نوعًا جديدًا من البكتيريا يُطلق عليها اسمCelerinatantimonas neptuna، يُمكنها تحويل غاز النيتروجين إلى مادة مغذية يمكن للنباتات البحرية استخدامها بالفعل في عملية التمثيل الضوئي. يشبه هذا كيف تلتقط النباتات على الأرض النيتروجين أيضًا، ومع ذلك لم يتم العثور على هذا النوع من العلاقة التكافلية بين النباتات البحرية من قبل.

ركزت الدراسة فقط على نوع معين من الأعشاب البحرية في البحر الأبيض المتوسط ​​، ولكن نظرًا لوجود أقارب من C. neptuna في جميع أنحاء العالم، يشتبه المؤلفون في إمكانية حدوث علاقات مماثلة في أماكن أخرى أيضًا. ويوضح عالم الأحياء الدقيقة البحرية "ويبك موهر" من معهد ماكس بلانك في بريمن بألمانيا: "كان من المفترض أن ما يسمى بالنيتروجين الثابت للأعشاب البحرية يأتي من البكتيريا التي تعيش حول جذورها في قاع البحر، لكن الآن يتضح أن العلاقة أقرب بكثير، إذ تعيش البكتيريا داخل جذور الأعشاب البحرية. وتعد هذه هي المرة الأولى التي يظهر فيها مثل هذا التعايش الحميم في الأعشاب البحرية."

حدد الباحثون البكتيريا الجديدة باستخدام تقنيات مجهرية، حيث يتم تمييز الأنواع البكتيرية المختلفة التي تعيش داخل وبين الخلايا الجذرية لأعشاب نبتون البحرية بواسطة ملصقات ملونة مختلفة.

مقارنة بالرواسب الرملية المنتشرة حول الأعشاب البحرية، وجد المؤلفون أن النبات نفسه كان قادرًا على تخزين أكثر من ثمانية أضعاف كمية ثاني أوكسيد الكربون. وعند الفحص الدقيق، وجد الفريق أن الميكروبيوم في جذور النبات لم يكن مثل الميكروبيوم الموجود في الرواسب المحيطة. إذ يبدو أن الاختلاف ناتج بشكل أساسي عن بكتيريا واحدة، وجد الباحثون أنها موجودة في جذور الأعشاب البحرية بكميات كبيرة في فصل الصيف، عندما يكون النيتروجين أكثر ندرة. وبمجرد الحصول على النيتروجين في هذه الجذور يبدو أنه ينتشر بسرعة في جميع أنحاء النبات.

يقول الباحثون:" كان هذا النقل سريعًا، حيث تم استيعاب نحو 20 ٪ من النيتروجين الثابت حديثًا في الكتلة الحيوية للأوراق خلال 24 ساعة". في المقابل، يعتقد الفريق البحثي أن الأعشاب البحرية ربما تزود البكتيريا الموجودة بها بالسكريات - وهي علاقة تكافلية أغفلناها سابقًا وربما تكون قديمة.

بالنسبة للأعشاب البحرية يُعتقد أنها قد تطورت منذ نحو 100 مليون سنة من النباتات المزهرة التي شقت طريقها إلى البحر. خلال هذا التطور، يشتبه الباحثون في أن الميكروبات الجذرية الخاصة التي تقوم بتثبيت النيتروجين على الأرض قد تم استبدالها بنسخة بحرية. وتشير السمات الجينية لـ C. neptuna إلى أن أسلافه عاشوا في البيئة الساحلية، حيث كان من المحتمل أن يكون مرتبطًا بالأعشاب البحرية التي ليس لها جذور. من ناحية أخرى، يأتي أقرب قريب على قيد الحياة اليوم من جذور أعشاب المستنقعات والأعشاب البحرية الاستوائية، حيث من المحتمل أن تشكل البكتيريا علاقة تكافلية مماثلة كما هو الحال مع الأعشاب البحرية (على الرغم من أن هذا لم يتم تأكيده بعد).

يقول مؤلفو الدراسة: "تمامًا مثل الكائنات الدقيقة التي تعمل على إصلاح النيتروجين، ربما تكون قد ساعدت في استعمار التربة الفقيرة بالنيتروجين بواسطة نباتات برية مبكرة، مكنت أسلاف C. neptuna وأقاربها من النباتات المزهرة من غزو الموائل البحرية الفقيرة بالنيتروجين، حيث شكلوا أنظمة بيئية عالية الكفاءة من الكربون الأزرق ".

بالنظر إلى مدى أهمية النظم البيئية للأعشاب البحرية في أزمة المناخ الحالية، فقد حان الوقت لنعرف كيف تعمل. خاصة وأننا ندمر مروج الأعشاب البحرية بمعدل أسرع من الغابات الاستوائية المطيرة.

المصدر: Sciencealert