When seeps give ANME-SRB the cold shoulder: putative role of denitrification mediated methane oxidation in an Antarctic Cold Seep
تكشف هذه الدراسة أن أكسدة الميثان في نضوب بارد بالقارة القطبية الجنوبية مدفوعة بشكل أساسي من قِبل المؤكسدات اللاهوائية المعتمدة على نزع النتروجين والميثانوتروفات الهوائية بدلاً من تجمع (ANME-SRB) المعتاد المختزل للكبريتات، مما يسلط الضوء على آلية فريدة وواسعة الانتشار لمصب الميثان في بحر روس.
البحث الأصلي مرخَّص بموجب CC BY 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/). هذا شرح مولَّده بالذكاء الاصطناعي لبحث مسبق لم يخضع لمراجعة الأقران. وهو ليس نصيحة طبية. لا تتخذ أي قرارات تتعلق بصحتك بناءً على هذا المحتوى. اقرأ إخلاء المسؤولية الكامل
تخيل قاع المحيط كمطبخ ضخم يغلي، حيث يقوم طهاة غير مرئيين بطهي غاز قوي يسمى الميثان باستمرار. هذا الغاز يشبه بطانية فائقة الشحن لكوكبنا؛ فهو يحبس الحرارة في الغلاف الجوي ويجعل الأرض أكثر دفئاً. وبينما يمتلئ المحيط بفقاعات الميثان هذه، فإن معظمها لا يصل أبداً إلى السماء لتدفئتنا. لماذا؟ لأن هناك، في أعماق الطين، يوجد "فريق أمن" ميكروبي يأكل الميثان قبل أن يتمكن من الهروب. لعقود من الزمن، اعتقد العلماء أن هذا الفريق يتكون من مجموعتين محددتين تعملان معاً: مجموعة من الميكروبات القديمة تسمى ANME وشركائها البكتيرية الذين يأكلون الكبريت. كانوا هم حراس الأمن الوحيدين المعروفين في أعماق البحار، وكانوا معروفين بكونهم عمالاً بطيئين للغاية، حيث يستغرقون شهوراً لمجرد مضاعفة أعدادهم.
ولكن ماذا لو تغير فريق الأمن؟ ماذا لو، في ركن محدد ومتجمد من العالم، كان الحراس المعتادون مفقودين، وتولى مهمة العمل فريق مختلف تماماً وأسرع؟ هذا هو اللغز الذي يحاول العلماء حله في القارة القطبية الجنوبية (أنتاركتيكا). إنهم قلقون لأن الجليد هناك يذوب، مما قد يؤدي إلى إطلاق كميات هائلة من الميثان. وإذا كان فريق الأمن المحلي بطيئاً أو مفقوداً، فقد يتسرب هذا الغاز إلى الغلاف الجوي، مما يسرع من تغير المناخ. لذا، فإن فهم من يأكل الميثาน، ومدى سرعة قدرتهم على القيام بذلك، أمر بالغ الأهمية للتنبؤ بمستقبل كوكبنا.
الورقة البحثية: عندما يغيب الحراس المعتادون، من يتولى النوبة؟
هذه الورقة البحثية هي قصة بوليسية تدور أحداثها في المياه المتجمدة والمظلمة لبحر روس في القارة القطبية الجنوبية. ذهب المؤلفون، وهم فريق من علماء البحار، إلى مكان يسمى "مخاريط الرماد المتسربة" (Cinder Cones Seep)، حيث يتصاعد غاز الميثان من قاع البحر. أرادوا معرفة أي الكائنات المجهرية كانت مشغولة بأكل ذلك الميثان بالضبط. توقعوا أن يجدوا فريق "ANME-SRB" الشهير وبطيء الحركة (الشركاء آكلي الكبريت) الذين يتعاملون عادة مع هذه المهمة في أعماق المحيط.
بدلاً من ذلك، وجدوا حبكة مفاجئة. فعندما فحصوا عينات الطين، لم يكن المتهمون المعتادون موجودين. لقد تلقى فريق ANME-SRB "الكتف البارد" – أي أنه لم يكن موجوداً ببساء.
إذًا، من كان يقوم بالعمل؟ اكتشف العلماء طاقماً مختلفاً وأكثر ديناميكية. فقد وجدوا مجموعتين رئيسيتين من آكلي الميثان لم يكونا أبداً من النجوم الرئيسيين في تسريبات القارة القطبية الجنوبية من قبل:
- نينجا النترات: بكتيريا تسمى Candidatus Methylomirabilis. هذا الميكروب هو نوع خاص من الطهاة الذين يمكنهم أكل الميثان حتى بدون أكسجين، لكنهم يحتاجون إلى النترات (وهي مادة مغذية توجد غالة في الماء) للقيام بالمهمة. إنه يشبه طباخاً يمكنه طهي وجبة في غرفة مظلمة طالما كان لديه توابل معينة.
- مدور النترات: عتائق (archaeon) تسمى Candidatus Methanoperedens. هذا النوع أيضاً يأكل الميثان باستخدام النترات. تشير الورقة إلى أن هذين الاثنين قد يعملان معاً في شراكة وثيقة، مثل فريق سباق التتابع حيث يسلم أحدهما العصا للآخر.
وجدت الورقة أيضاً مجموعة ثالثة: آكلي الميثان الهوائيين (Aerobic Methanotrophs). هؤلاء هم "محبو الأكسجين" الذين يعيشون عادة بالقرب من السطح حيث يختلط الهواء مع الماء. وجد العلماء أعداداً هائلة منهم، وتحديداً من أجناس مثل Methylobacter و Methylomonas. هؤلاء هم العمال السريعون في عالم الميكروبات. وبينما يستغرق فريق أكل الكبريت القديم شهوراً للنمو، يمكن لهؤلاء الجدد مضاعفة أعدادهم في أسابيع قليلة فقط.
الاكتشاف الكبير
الجزء الأكثر إثارة في القصة هو أن هذا الفريق الجديد ليس مجرد متسكع؛ بل هم يعملون بنشاط. أجرى العلماء تجارب حيث أضافوا الميثان إلى الطين وراقبوا ما حدث. رأوا أن الميثان كان يختفي، مما أثبت أن هذه الميكروبات الجديدة كانت تأكله.
إليك المفاجأة: تنفي الورقة صراحة الفكرة القديمة القائلة بأن البكتيريا الآكلة للكبريتات هي الأبطال الرئيسيون هنا. في هذا الموقع المحدد في القارة القطبية الجنوبية، يغيب "فريق الكبريتات". بدلاً من ذلك، يتم تنظيف الميثان بواسطة فريق يعتمد على النترات (نزع النترات) والأكسجين (الأكسدة الهوائية).
لماذا هذا مهم
يشير المؤلفون إلى أن هذا الاكتشاف يغير طريقة تفكيرنا في تغير المناخ في القارة القطبية الجنوبية. ولأن هؤلاء الآكلين الجدد للميثان (Methylomirabilis و Methanoperedens) ينمون بشكل أسرع بكثير من فريق أكل الكبريت القديم، فقد يكونون قادرين على الاستجابة لزيادة مفاجئة في الميثان بشكل أسرع بكثير. إذا ذاب الجليد وأطلق دفعة من الغاز، فقد يكون هذا الفريق سريع النمو مستعداً لأكله قبل أن يتسرب إلى السماء.
ومع ذلك، فإن الورقة حذرة في عدم القول بأن هذه المشكلة قد حُلت. فهي تقترح أن "المرشح البيولوجي" في القارة القطبية الجنوبية قد يكون أكثر مرونة وانتشاراً مما كنا نعتقد. فقد وجدوا ميكروبات آكلة للميثان حتى في موقع "التحكم" حيث لا يتصاعد أي غاز، مما يعني أن هؤلاء المنظفين الصغار موجودون في كل مكان في بحر روس، ينتظرون فرصتهم للعمل.
باخت short، تخبرنا الورقة أنه في الجنوب المتجمد، الحراس المعتادون لآكلي الميثان مفقودون، وقد تولى طاقم أسرع يعتمد على النترات نوبة العمل. قد يكون هذا الفريق الجديد هو المفتاح لإبقاء كوكبنا أكثر برودة، لكن العلماء لا يزالون يراقبون عن كثب ليروا مدى جودة أدائهم عندما تشتد الحرارة (والغاز) حقاً.
غارق في أبحاث مجالك؟
تصلك نشرة يومية بأحدث الأبحاث المطابقة لكلماتك البحثية المفتاحية — مع ملخصات تقنية، بلغتك.