ميكروبات بحرية تنتج الأوكسجين دون حاجة للشمس

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: National Geographic