Community structure and hidden phylogenetic diversity of marine fungi in the tropical Indian and western Pacific Oceans
تستخدم هذه الدراسة تسلسل الحمض النووي الريبوزي (rRNA) من النوع 28S طويل القراءة لـ 113 عينة من المحيطين الهندي الاستوائي والغربي الهادئ للكشف عن تنوع فطري خفي واسع النطاق، بما في ذلك ثلاث شعب مرشحة جديدة، وتُظهر أن بنية المجتمعات الفطرية البحرية تتشكل من خلال طبقات عمودية متميزة ومحركات بيئية مثل خط الطول والفوسفات والملوحة.
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
غالبًا ما يُتخيل المحيط كصحراء زرقاء، مساحة شاسعة من المياه حيث الحياة نادرة وصامتة. ومع ذلك، تحت السطح، يوجد عالم صاخب من الكائنات الحية الدقيقة التي تدفع العمليات الأكثر أهمية في الكوكب. ومن بين هؤلاء العمال غير المرئيين توجد الفطريات، وهي مجموعة من أشكال الحياة التي تشمل الفطريات (المشروم)، والعفن، والخمائر. وبينما نفكر غالبًا في الفطريات كأشياء تنمو على الخبز الرطب أو جذوع الأشجار المتعفنة على الأرض، فإنها أيضًا سكان حيويون في البحر. فهي تعمل كمعيدين لتدوير الطبيعة، حيث تقوم بتفكيك المواد العضوية الميتة وإعادة العناصر الغذائية إلى الماء، كما تعمل كطفيليات تساعد في التحكم في أعداد الكائنات البحرية الصغيرة الأخرى. لفترة طويلة، اعتقد العلماء أن هذه الفطريات البحرية تعيش في الغالب في قاع المحيط أو على الأخشاب الطافية. ومع ذلك، تشير الاكتشافات الحديثة إلى أنها موجودة في كل مكان، تنجرف في المياه المفتوحة وتلعب دورًا أكبر بكثير مما كان مفهومًا سابقًا في صحة المحيط. ورغم أهميتها، فإن المدى الكامل لمن يعيش في المحيط وكيف يرتبطون ببعضهم البعض يظل لغزًا، ويرجع ذلك إلى حد كبير لأن الأدوات المستخدمة لدراستهم قد كافحت لرؤية الصورة الكاملة.
لقد وضع فريق من الباحثين هدفًا لحل هذا اللغز من خلال القيام بغوص عميق في المياه الاستوائية للمحيط الهندي وغرب المحيط الهادئ. جمعوا 113 عينة من بيئات متنوعة، من المياه السطحية المشمسة وصولًا إلى الظلام الساحق في أعماق المحيط، ومن المياه المفتوحة إلى الرواسب الطينية في قاع البحر. ولرؤية ما كان موجودًا هناك، استخدموا طريقة جديدة قوية تقرأ مسارات طويلة من الشفرة الوراثية، مما سمح لهم بتحديد الكائنات التي فاتتها الطرق القديمة ذات القراءات القصيرة. كان هدفهم بسيطًا ولكنه طموح: رسم خريطة للتنوع الحقيقي للفطريات البحرية في هذه المنطقة، وفهم كيفية توزيعها، ومعرفة العوامل البيئية التي تحدد مكان عيشها.
كشفت النتائج عن عالم أكثر تعقيدًا وتنوعًا مما كان متوقعًا. فمن عيناتهم، حدد الباحثون ما يقرب من 47,000 مجموعة متميزة من الفطريات. وبينما كانت الأنواع الأكثر شيوعًا تنتمي إلى عائلات معروفة مثل Ascomycota وBasidiomycota، كشفت الدراسة عن طبقة خفية من الحياة لم تكن مرئية من قبل. وجد الباحثون ثلاثة فروع جديدة تمامًا في شجرة الحياة، وهي سلالات مختلفة تمامًا عن أي فطريات معروفة لدرجة أنه لا يمكن وضعها في الفئات الموجودة. وقد أطلقوا على هذه المجموعات الغامضة أسماء Candidate.Taichumycota وCandidate.Shizhenmycota وCandidate.Xihemycota. تشير هذه النتائج إلى أن المحيط هو مستودع للتاريخ التطوري الذي بدأنا للتو في استكشافه، وأن قوائمنا الحالية لأنواع الفطريات تفتقد جزءًا كبيرًا من القصة.
كما أظهرت الدراسة أن هذه الفطريات ليست منتشرة عشوائيًا؛ بل تعيش في أحياء محددة للغاية. اكتشف الباحثون نمطًا رأسيًا واضحًا، حيث تهيمن أنواع مختلفة من الفطريات في أعماق مختلفة. أظهرت السلالات الجديدة والغامضة تفضيلات متميزة: إحدى المجموعات وُجدت فقط في المياه السطحية، وأخرى انتشرت في عمود الماء بأكمله ولكنها كانت أكثر شيوعًا بالقرب من الأعلى، والثالثة وُجدت في كل مكان ولكنها ازدهرت أكثر في رواسب أعماق البحار. يشير هذا الانفصال إلى أنه مع الانتقال إلى أعماق المحيط، تتغير الظروف بما يكفي لصالح مجموعات مختلفة تمامًا من الفطريات. كانت المجتمعات التي تعيش في المياه العميقة وعلى قاع البحر مختلفة تمامًا عن تلك الموجودة في السطح، مما يشير إلى أن المحيط مهيكل إلى مناطق بيئية متميزة لهذه الكائنات المجهرية.
وبعيدًا عن مجرد معرفة من كان هناك، بحث الباحثون فيما قد تفعله هذه الفطريات. ومن خلال تحليل تركيبها الجيني، استطاعوا التنبؤ بالأدوار التي تلعبها هذه الكائنات في النظام البيئي. احتضنت المياه السطحية مزيجًا من الفطريات ذات وظائف عديدة ومختلفة، بما في ذلك تلك التي تأكل النباتات الميتة، وتلك التي تعيش داخل الكائنات الأخرى، وتلك التي تعمل كطفيليات. في المقابل، هيمنت على أعماق المحيط وقاع البحر الفطريات التي تعمل كمحللات، حيث تقوم بتفكيك المواد العضوية الغارقة. يسلط هذا التقسيم في العمل الضوء على كيف يخلق الهيكل الرأسي للمحيط فرصًا مختلفة للحياة، حيث يعتمد أعماق البحار بشكل كبير على الفطريات لإعادة تدوير المواد التي تسقط من الأعلى.
أخيرًا، بحث الفريق فيما يحرك هذه الأنماط. وجدوا أن مزيج الفطريات في المياه السطحية يتشكل من خلال مزيج من الجغرافيا وكيمياء المياه. كان موقع العينة، وتحديدًا خط الطول، متنبئًا قويًا بنوع الفطريات الموجودة. كما لعبت العوامل البيئية دورًا رئيسيًا؛ حيث كانت كمية الفوسفات وملوحة المياه محركات رئيسية لتنوع الفطريات. ومن المثير للاهتمام أنه بينما شرحت هذه العوامل جزءًا من الاختلافات بين المواقع، ظل قدر كبير من التباين غير مفسر، مما يشير إلى وجود قوى معقدة أخرى تعمل في الخلفية. تخلص الدراسة إلى أن المحيط الهندي وغرب المحيط الهادئ الاستوائي يزخران بتنوع فطري هائل وخفي، مع سلالات تطورية فريدة وأدوار بيئية معقدة بدأ فهمها للتو. ويذكرنا هذا العمل بأنه حتى في أكثر أجزاء المحيط دراسة، لا يزال هناك الكثير لاكتشافه حول الحياة المجهرية التي تدعم كوكبنا.
غارق في أبحاث مجالك؟
تصلك نشرة يومية بأحدث الأبحاث المطابقة لكلماتك البحثية المفتاحية — مع ملخصات تقنية، بلغتك.