يعلم العلماء أن الحياة الميكروبية يمكن أن تعيش في ظل بعض الظروف القاسية – بما في ذلك ، نأمل أن يكون الطقس المريخ القاسي. لكن الأبحاث الجديدة تشير إلى أن ميكروبًا معينًا ، وهو نوع من الطحالب الموجود في الجليد في القطب الشمالي ، ليس غير متحرك كما كان يعتقد سابقًا. إنهم نشطون بشكل مدهش ، وينزلقون – وحتى داخل – أسباب الدوس المتجمد.
في وقائع ورقة الأكاديمية الوطنية للعلوم المنشورة في 9 سبتمبر ، أوضح الباحثون أن الدياتومات الجليدية-الطحالب ذات الخلايا الجليدية ذات الجدران الخارجية الزجاجية-ترقص في الجليد. يتحدى هذا النشاط المشاكس افتراضات أن الميكروبات التي تعيش في بيئات متطرفة ، أو متطابقون ، بالكاد تمر بها. إذا كان أي شيء ، تطورت هذه الطحالب لتزدهر على الرغم من الظروف القاسية. كما أن التنقل الرائع لهذه الميكروبات يلمح أيضًا إلى دور غير متوقع قد يلعبونه في الحفاظ على البيئة في القطب الشمالي.
وقال مانو براكاش ، المؤلف الكبير للدراسة والهندسة الحيوية بجامعة ستانفورد ، في بيان: “هذا ليس في الثمانينيات من القرن الماضي في علم البكاء في الثمانينيات”. “الدياتومات نشطة كما يمكننا أن نتخيل حتى تنخفض درجات الحرارة إلى -15 درجة مئوية (5 درجات فهرنهايت) ، وهو أمر مفاجئ للغاية.”
هذه درجة الحرارة هي أدنى على الإطلاق لخلية حقيقية النواة مثل الدياتوم ، كما يزعم الباحثون. من المثير للدهشة أن الدياتومات من نفس النوع من بيئة أكثر دفئًا لم تُظهر نفس سلوك التزلج مثل الدياتومات الجليدية. هذا يعني أن الحياة القصوى للاتحادات القطب الشمالي ولدت “ميزة تطورية” ، أضافوا.
الحصري في القطب الشمالي
بالنسبة للدراسة ، قام الباحثون بجمع النوى الجليدية من 12 محطة في جميع أنحاء القطب الشمالي في عام 2023. لقد أجروا تحليلًا أوليًا للنوى باستخدام المجاهر على متن السفينة ، مما يخلق صورة شاملة للمجتمع الصغير داخل الجليد.
للحصول على صورة أوضح عن كيفية ولماذا كانت هذه الدياتومات تتزلج ، سعى الفريق إلى تكرار ظروف جوهر الجليد داخل المختبر. أعدوا طبق بتري مع طبقات رقيقة من المياه العذبة المجمدة والمياه المالحة الباردة جدا. حتى أن الفريق تبرع بخيوط شعرهم لتقليد قنوات ميكروفلويديك في الجليد في القطب الشمالي ، الذي يطرد الملح من الجهاز المجمد.
كما توقعوا ، انزلق الدياتومات بسعادة من خلال طبق بتري ، باستخدام خيوط الشعر كـ “طرق سريعة” خلال روتينها. سمح مزيد من التحليل للباحثين بتتبع وتحديد كيف أنجزت الميكروبات خدعةهم الجليدية.
“هناك بوليمر ، نوع من المخاط مثل الحلزون ، يفرزون يلتزمون بالسطح ، مثل حبل مع مرساة” ، أوضح تشينغ تشانغ ، مؤلف دراسي رئيسي وطالب ما بعد الدكتوراه في ستانفورد ، في نفس الإصدار. “ثم يسحبون” الحبل “، وهذا يمنحهم القوة للمضي قدمًا.”
جسم صغير ، وجود ضخم
إذا كنا نتحدث عن الأرقام ، فقد تكون الطحالب من بين الكائنات الحية الأكثر وفرة في القطب الشمالي. لوضع ذلك في منظورها الصحيح ، تظهر مياه القطب الشمالي “خضراء مطلقة” في لقطات الطائرات بدون طيار بسبب الطحالب ، كما أوضح براكاش.
لم يحدد الباحثون بعد أهمية سلوك التزلج على الدياتوم. ومع ذلك ، فإن معرفة أنهم أكثر نشاطًا مما كنا نعتقد قد يعني أن المتزلجين الصغيرين يساهمون دون علم في كيفية تدوير الموارد في القطب الشمالي.
وأضاف براكاش: “إلى حد ما ، يجعلك تدرك أن هذا ليس مجرد شيء صغير جدًا ؛ هذا جزء مهم من السلسلة الغذائية ويتحكم في ما يحدث تحت الجليد”.
هذا خروج كبير عن ما نعتقده غالبًا – مصدر غذائي رئيسي للمخلوقات الأكبر الأخرى. ولكن إذا كان هذا صحيحًا ، فسيساعد العلماء على جمع رؤى جديدة في البيئة التي يصعب تجنبها في القطب الشمالي ، خاصة وأن تغير المناخ يهدد بوجوده. يوضح توقيت هذه النتيجة أنه لفهم ما يتجاوز الأرض ، نحتاج أولاً إلى حماية ومراقبة ما هو موجود بالفعل هنا.