ميكروبات بحرية تنتج الأوكسجين دون حاجة للشمس

ميكروبات تسمى" نيتروسوبوميلوس ماريتيموس" قادرة على البقاء في بيئات مظلمة مستنفدة للأوكسجين من خلال إنتاج الاوكسجين من تلقاء نفسها. الصورة: Mia Stendal

ميكروبات بحرية تنتج الأوكسجين دون حاجة للشمس

تقوم الميكروبات بطريقة ما بتحويل الأمونيا (NH3) إلى نتريت (NO2-) - وهي عملية تستخدمها لاستقلاب الطاقة - في بيئة مستنفدة للأوكسجين.

19 يناير 2022

بالنسبة لمعظم أشكال الحياة على الأرض، يعتبر الأوكسجين ضروريًا، وعادة ما تكون هناك حاجة إلى ضوء الشمس لإنتاج هذا الأوكسجين. لكن في تطور مثير، اكتشف الباحثون ميكروبًا شائعًا يعيش في المحيط يخالف جميع القواعد.

لقد وجد العلماء ان ميكروبات تسمى" نيتروسوبوميلوس ماريتيموس" والعديد من أبناء عمومتها يطلق عليهم اسم "عتائق أكسدة الأمونيا"، قادرة على البقاء في بيئات مظلمة مستنفدة للأوكسجين من خلال إنتاج الاوكسجين من تلقاء نفسها. وهي تفعل ذلك باستخدام عملية بيولوجية لم تشاهد من قبل. وعلى الرغم من أنه تم إثبات أن هذه الميكروبات يمكن أن تعيش في بيئات يكون فيها الأوكسجين نادرًا، إلا أنه ما لم يكن واضحًا هو كيف تظل على قيد الحياة طوال فترة وجودها.

يقول "بيت كرافت" عالم الأحياء الدقيقة، من جامعة جنوب الدنمارك: "هذه البكتريا موجودة بكثرة في المحيطات، حيث تلعب دورًا مهمًا في دورة النيتروجين. لهذا يحتاجون إلى الأوكسجين، لذا فقد كان لغزًا قديمًا سبب تواجدهم بكثرة في المياه التي لا يوجد فيها أوكسجين. وبقي السؤال: هل يقضون وقتهم هناك بدون أي وظيفة؟ هل هم نوع من الخلايا الشبحية"؟.

تزيل هذه العملية النيتروجين المتوفر حيويًا من البيئة وهذا يمكن أن يكون له عواقب بعيدة المدى

قام الباحثون بإخراج الميكروبات من بيئتها الطبيعية ونقلها إلى المختبر لإلقاء نظرة فاحصة على ما سيحدث عند اختفاء كل الأوكسجين المتاح، مع عدم وجود ضوء الشمس لإنتاج أوكسجين جديد. هذ السيناريو يحدث عندما ينتقل "نيتروسوبوميلوس ماريتيموس" من المياه الغنية بالأوكسجين إلى المياه المستنفدة للأوكسجين. وقد وجد العلماء شيئًا غير متوقع، وهو إنتاج الكائنات الحية الدقيقة الأوكسجين الخاص بها لتكوين النتريت، مع غاز النيتروجين (ثنائي النيتروجين) كمنتج ثانوي. يقول "دون كانفيلد"عالم الأحياء الجيولوجية، من جامعة جنوب الدنمارك: "لقد رأينا كيف استهلكوا كل الأوكسجين في الماء وفي غضون دقائق، بدأت مستويات الأوكسجين في الارتفاع مرة أخرى".

في الوقت الحالي، لم يتأكد الباحثون من كيفية قيام الميكروبات بهذه الحيلة، ويبدو أن كمية الأوكسجين المنتجة صغيرة نسبيًا (تكفي فقط لبقائها على قيد الحياة) - لكنها تبدو مختلفة عن الأوكسجين القليل. - بدون عمليات أشعة الشمس التي نعرفها بالفعل. إذ أن ما يُظهره المسار الجديد هو أن إنتاج "نيتروسوبوميلوس ماريتيموس" الأوكسجين يرتبط بإنتاجها للنيتروجين الغازي. حيث تقوم الميكروبات بطريقة ما بتحويل الأمونيا (NH3) إلى نتريت (NO2-) - وهي عملية تستخدمها لاستقلاب الطاقة - في بيئة مستنفدة للأوكسجين. وهذا بدوره يتطلب منها إنتاج الأوكسجين الخاص بها، والذي اكتشف الفريق آثارًا له، إلى جانب المنتج الثانوي لغاز النيتروجين (N2). يقول "كرافت": "إذا كان أسلوب الحياة هذا منتشرًا في المحيطات، فإنه بالتأكيد يجبرنا على إعادة التفكير في فهمنا الحالي لدورة النيتروجين البحري".

المصدر: sciencealert

استكشاف

ناجيات منذ قرن مضى

ناجيات منذ قرن مضى

في أواخر القرن التاسع عشر ومطلع القرن العشرين، قام الحطابون بقطع أشجار الصنوبر من غابات مينيسوتا الشمالية، ولكن بعضها بقي على قيد الحياة، بفضل خطأ في رسم الخرائط.

أشجار تشهد على الزلازل

استكشاف فتوحات علمية

أشجار تشهد على الزلازل

أكدت قياسات خلايا حلقات الأشجار أن أشجار الوادي التي تحتوي على كميات مياه إضافية بعد الزلزال قد شهدت طفرات نمو مؤقتة، وأن الأشجار الأعلى والأجَفّ قد نمت بوتيرة أبطأ.

الابتكار مطلوب، لإنقاذ البذور

استكشاف فتوحات علمية

الابتكار مطلوب، لإنقاذ البذور

تمتلك زُهاء 8 بالمئة من أنواع النباتات بذورًا عنيدة لا تتقبل التجفيف، لذا لن تفلح العلميات النموذجية في تخزينها.