Rare Fungal Diversity in NASA Mars 2020 Mission Assembly Environments Revealed by Six Novel Species and Comparative Functional Genomics
تحدد هذه الدراسة ستة أنواع فطرية جديدة من بيئات تجميع مهمة "مارس 2020" التابعة لوكالة ناسا باستخدام تحليل تطور السلالات متعدد الجينات والجينوم المقارن، مما يكشف عن سمات فريدة للتكيف مع الإجهاد تؤكد على الحاجة الماسة لتعزيز مراقبة الفطريات لضمان الحماية الكوكبيةية والتحكم في التلوث في استكشاف الفضاء مستقبلاً.
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
في أعماق الغرف النظيفة حيث تبني ناسا مركباتها الفضائية، يتم تنقية الهواء، ومسح الأرضيات بمواد ذات قوة صناعية، ويتم التحكم في الوجود البشري بصرامة للحفاظ على البيئة بأقصى قدر ممكن من التعقيم. هذه ليست أماكن يُفترض أن تزدهر فيها الحياة. ومع ذلك، تجد الحياة طريقاً لها. فقد وُجدت الفطريات، وهي مملكة الكائنات التي تشمل العفن والمشروم، مختبئة في هذه المساحات فائقة النظافة، حيث تقتات على الكميات الضئيلة من الغبار والمواد المغذية المتاحة. لطالاً عرف العلماء أن هذه الغزاة المجهرية يمكنها تحمل الظروف القاسية، لكنهم واجهوا صعوبة في فهم هويتها الحقيقية وكيفية تمكنها من الاستمرار. وتكمن المشكلة في أن العديد من هذه الفطريات تبدو متشابهة جداً تحت المجهر لدرجة يصعب معها التمييز بينها، كما أن الاختبارات الجينية القياسية المستخدمة لتحديد هويتها غالباً ما تفشل في الكشف عن هويتها الحقيقية. وهذا أمر بالغ الأهمية لأنه إذا كنا سنرسل بشراً إلى المريخ أو نبني موائل في الفضاء، فنحن بحاجة إلى معرفة ماهية الحياة المجهرية التي تسافر معنا بالضبط، وكيف قد تنجو خلال الرحلة، وما إذا كانت قد تشكل خطراً على الطاقم أو المعدات.
قام فريق من الباحثين مؤخاً بإلقاء نظرة فاحصة على سبع سلالات فطرية محددة جُمعت من مرافق التجميع الخاصة بمهمة "مارس 2020" (Mars 2020). هذه المرافق، الموجودة في كاليفورنيا وفلوريدا، هي حيث تم تجميع مكونات المركبة الجوالة قبل الإطلاق. لم يكتفِ العلماء بمراقبة الفطريات فحسب؛ بل قاموا بزراعتها، وتصويرها، ثم تسلسل شفرتها الجينية الكاملة. ومن خلال قراءة التعليمات الجينية الكاملة لهذه الكائنات، بدلاً من مجرد قطعة صغيرة منها، استطاع الفريق رؤية تفاصيل كانت قد غابت سابقاً. وقد كشف عملهم أن هذه العينات السبع تنتمي في الواقع إلى ست أنواع جديدة تماماً من الفطريات التي لم توصف من قبل في العلم. وُجد نوعان من هذه الأنواع في كل من كاليفورنيا وفلوريدا، مما يشير إلى أنها منتشرة على نطاق واسع في هذه البيئات عالية التقنية، بينما كانت الأنواع الأخرى فريدة لمواقع محددة.
أطلق الباحثون أسماء هذه الأنواع الجديدة لتكريم الأشخاص الذين ساهموا في تشكيل استكشاف الفضاء ودراسة الحياة في الأماكن القاسية. فقد سُمي أحد الأنواع، Cladosporium prattiae، تيمناً بـ "ليزا برات"، المسؤولة السابقة في ناسا التي قادت جهود الحماية الكوكبية. والنوع الآخر، Cladosporium crawfordii، يكرم "رونالد كروفورد"، عالم الأحياء الدقيقة الذي درس الكائنات في البيئات القاسية. كما سُميت الأنواع الجديدة الأخرى بأسماء "غاري بيرديك"، مدير البرامج في ناسا؛ و"هارالدد هوبر"، الأستاذ الذي درس الكائنات المحبة للظروف القاسية؛ و"ك. بالاسابرامانيان"، عالم الأحياء البحرية؛ وولاية كاليفورنيا، حيث عُثر على إحدى السلالات. وأظهرت الدراسة أن استخدام مجموعة واسعة من العلامات الجينية، وتحديداً واحد وستين جيناً مختلفاً مشتركاً بين العديد من الفطريات، قدم صورة أوضح بكثير عن علاقاتها مقارنة بالاختبارات الجينية القديمة والأقصر. وقد سمحت هذه الطريقة للعلماء بالتأكيد على أن هذه الفطريات متميزة بالفعل عن أقاربها المعروفين، رغم تشابهها الشديد في المختبر.
وعلاوة على مجرد التسمية، بحث الفريق فيما تستطيع هذه الفطريات القيام به. لقد فحصوا الجينات لمعرفة الأدوات التي تحملها هذه الفطريات في حقيبتها الجينية. ووجدوا أن هذه الكائنات تمتلك جينات لصنع الأصباغ، والتي يمكن أن تعمل كواقي شمس طبيعي للحماية من الإشعاع، وجينات للبحث عن الحديد، وهو عنصر مغذٍ نادر في الغرف النظيفة. كما تحمل بعض هذه الفطريات جينات لإنتاج مواد كيميائية معقدة يمكن أن تساعدها في التنافس مع الميكروبات الأخرى أو حماية نفسها من الإجهاد. ومن المثير للاهتمام أن الباحثين وجدوا أنه بينما تمتلك بعض هذه الفطريات القدرة الجينية على إنتاج سموم قد تكون ضارة بالبشر، إلا أنها لم تثبت بعد أن هذه السلالات المحددة تنتج تلك السموم في بيئة الغرفة النظيفة. ومع ذلك، فإن وجود هذه الجينات يعمل بمثابة راية تحذير للمهمات المستقبلية.
تشير الدراسة إلى أن هذه الفطريات لا تعتمد على "قوة خارقة" واحدة للنجاة في مثل هذا المكان القاسي والفقير بالمواد المغذية. وبدلاً من ذلك، فمن المرجح أنها تستخدم مزيجاً من الاستراتيجيات المختلفة، مثل جمع العناصر الغذائية بكفاءة، ومقاومة الإجهاد، والقدرة على تغيير أنماط نموها. وحقيقة أن هذه الأنواع الجديدة وُجدت في مرفقين مختلفين، باستخدام طرق أخذ عينات وأوساط نمو مختلفة، تشير إلى أن تنوع الحياة في هذه الغرف النظيفة هو على الأرجح أعلى بكثير مما كان يُعتقد سابقاً. كما يوضح ذلك أن أي طريقة منفردة للإمساك بهذه الكائنات أو زراعتها ليست كافية للعثور عليها جميعاً. وبينما تتطلع البشرية نحو إرسال الناس إلى المريخ والعيش في موائل مغلقة لفترات طويلة، يصبح فهم هؤلاء الجيران المتخفين والصامدين أمراً بالغ الأهمية. ويخلص الباحثون إلى أننا بحاجة إلى طرق أفضل لمراقبة هذه الكائنات والتحكم فيها، ليس فقط لحماية مركباتنا الفضائية من التلوث، ولكن لضمان سلامة رواد الفضاء الذين سيسافرون يوماً ما معها.
غارق في أبحاث مجالك؟
تصلك نشرة يومية بأحدث الأبحاث المطابقة لكلماتك البحثية المفتاحية — مع ملخصات تقنية، بلغتك.