رازهای زیستی زیر یخهای انتاریو: کشف دنیای مایکرواسیها در سرمای بیرحم
محققان، تنوع میکروبی شگفتانگیزی را در یکی از سختترین خاکهای زمین – خاکهای قارهی قطب جنوب – کشف کردهاند. این کشف، فرضیات دیرینهای را دربارهی محدودیتهای زندگی در محیطهای شدید به چالش میکشد و تعاملات زیستی پیچیدهای را که حیات را در شرایط سرد، خشک و کمنورا تقویت میکند، نمایان میسازد. نتایج این تحقیق که به تازگی در مجلهی Frontiers in Microbiology منتشر شده، نگاه جدیدی به چگونگی سازگاری و بقای جوامع میکروبی در یکی از سختترین زیستگاههای زمین ارائه میدهد.
دنیای میکروبی غنی در خشکترین خاکهای قطب جنوب
تیم تحقیقی به رهبری دکتر دیرک واگنر از مرکز ژئوساینسهای هلمان و دانشگاه پوتسدام، نمونههای خاکی را در نزدیکی یک یخچال در حال عقبنشینی در تپههای لارسمان شرق قطب جنوب جمعآوری کردند. با استفاده از بارکدینگ دیانای پیشرفته، آنها تنوع گستردهای از گونههای میکروبی را شناسایی کردند که بسیاری از آنها قبلاً در این محیط ناشناخته بودند. دکتر واگنر اظهار داشت: «ما یک جامعه میکروبی بهطور غیرمنتظرهای غنی و متنوع را حتی در این خشکترین، سردترین و کمنوراترین خاکها کشف کردهایم که نشان میدهد برآوردهای تنوع زیستی در خاکهای قطب جنوب ممکن است به شدت دستکم گرفته شده باشد.» این نتایج نشان میدهد که تنوع میکروبی در خاکهای قطب جنوب بهخاطر محدودیتهای روشهای شناسایی قبلی، به احتمال زیاد بسیار دستکم گرفته شده است.
کشف تعاملات میکروبی پنهان از طریق آنالیز دیانای
این مطالعه از یک رویکرد نوین استفاده کرده است که بین دیانای درونسلولی (iDNA) از موجودات زنده و دیانای برونسلولی (eDNA) از گونههای مرده یا منقرضشده محفوظ در خاک تمایز قائل میشود. این امکان را برای پژوهشگران فراهم کرد تا هم مستعمرههای میکروبی فعلی و هم گونههای تاریخی را پیگیری کنند و بینشهایی دربارهی جانشینی میکروبی و تعاملات آنها ارائه دهند. واگنر توضیح داد: «با تمایز قائل شدن بین iDNA درونسلولی از موجودات زنده و eDNA برونسلولی از موجودات مرده، ما قادر به شناسایی مستعمرهها و گونههای محلی منقرضشده محفوظ در خاک شدیم. این به ما کمک کرد تا روابط بین میکروارگانیسمهای پروکاریوت و یوکاریوت را درک کرده و بینشهایی دربارهی تعاملات آنها در طول زمان کسب کنیم.» این نمای دقیق نشان میدهد که چگونه جوامع میکروبی به تغییرات محیطی ناشی از عقبنشینی یخچالها پاسخ میدهند.
موتالیسمهای تازه کشفشده ممکن است کلید بقا باشند
محققان، روابط موتالیستی ناشناختهای بین باکتریها و یوکاریوتها شناسایی کردند که شامل تبادل مواد مغذی بین جلبکهای سبز و باکتریها میشود. همچنین، حضور مداوم قارچها در کنار باکتریهای اکتینو باکتریایی نشان میدهد که ممکن است قارچها مواد آلی را تجزیه کرده و کربن را به باکتریها تأمین کنند. واگنر افزود: «ما ارتباطات ناشناختهای را بین باکتریها و یوکاریوتها کشف کردیم، بهعنوان مثال، بین جلبکهای سبز خاص و باکتریها که ممکن است موجب تبادل مواد مغذی گردد. همچنین، همزمانی مداوم برخی قارچها و باکتریهای اکتینو نشان میدهد که این قارچها ممکن است با تجزیه مواد آلی، کربن را برای باکتریها تأمین کنند.» این کنسرسیومهای متصل به یکدیگر احتمالاً کارایی استفاده از منابع را افزایش میدهند و به میکروبها کمک میکنند تا در شرایط شدید قطب جنوب زنده بمانند.
بازنگری در درک ما از زندگی در محیطهای شدید
این تحقیق اهمیت همکاری میکروبی را در حفظ تنوع زیستی در شرایط سخت مورد تأکید قرار میدهد. واگنر نتیجهگیری کرد: «نتایج ما نشان میدهد که بقا میکروبی در زیستگاههای شدید قطب جنوب ممکن است بهواسطهی کنسرسیومهای محکم متصل به یکدیگر امکانپذیر شده باشد که کاربرد بهینه از منابع را بهینه میکنند.» این کشفیات درک ما از اکوسیستمهای قطب جنوب را گسترش میدهد و ممکن است سرنخهایی به سمت تابآوری زندگی در زمین و سایر سیارات ارائه دهد. این مطالعه نشان میدهد که زندگی در محیطهای شدید بهوسیهی تعاملات پیچیده و همکارانه شکل میگیرد تا استراتژیهای بقا انزوا.
