آتش‌فشان هم حریف این میکروب‌های سمج نشد!

به گزارش همشهری آنلاین، میکروب‌ها قابلیت خاص و عجیبی در بقا در تقریباً همه جای زمین و در مفرط‌ترین شرایط دارند؛ تمایل و توانایی آن‌ها برای بقا حتی شامل محیط‌های متروکه و عملاً استریل (پاک‌سازی‌شده)، ازجمله پس از فوران‌های آتش‌فشانی هم می‌شود.

اخیراً تیمی از اکولوژیست‌ها و دانشمندان علوم سیاره‌ای در مقاله‌ای به توانایی شگفت‌انگیز میکروب‌ها در بازیابی جمعیتشان در یک زمان خیلی کوتاه و تقریباً بلافاصله پس از فوران آتش‌فشان را گزارش کردند. البته نباید فراموش کنیم که ما در مورد میکروارگانیسم‌هایی صحبت می‌کنیم که قادرند تا در گدازه‌های تازه خنک‌شده آتش‌فشان سکونت کنند. نکته مهم اینجاست که در این مطالعه، برای اولین بار است که دانشمندان ورود میکروب‌ها به یک زیستگاه کاملاً جدید که هنوز در حال شکل‌گیری است را مستند کرده‌اند.

این در حالی است که گدازه‌های آتش‌فشانی، وقتی از قلب زمین فوران کرده و روی سطح زمین جاری می‌شوند، هر آنچه قبلاً آنجا بوده را پاک‌سازی و استریل می‌کنند؛ اما طبق گفته محققان، مشاهده چنین دینامیک منحصربه‌فردی از میکروب‌ها، پیامدهای بزرگی در مسیر مطالعه چگونگی تکامل جوامع بیولوژیکی، نه‌تنها روی زمین بلکه فراتر از آن را دارد.

یک جابه‌جایی آتشین

تحقیقات قبلی در مورد تاب‌آوری میکروبی عمدتاً بر روی میکروب‌هایی متمرکز بود که یا از قبل در یک زیستگاه ساکن بودند و یا با موفقیت به زیستگاه خاصی نفوذ کرده بودند. در این مقاله درعین‌حال به این نکته اشاره‌شده که "توالی اولیه" یا "انتقال از یک محیط غیرمسکونی به یک محیط مسکونی"، به‌ندرت در طبیعت مستند شده است.

به همین خاطر محققان کنجکاو بودند تا بدانند که آیا فعالیت‌های آتش‌فشانی می‌تواند منجر به پیدایش چنین شرایط غیرمحتملی روی زمین شود یا خیر و درنتیجه برای انجام بررسی‌های لازم به آتش‌فشان فاگرادالسفیال (Fagradalsfjall) ایسلند رفتند تا آن را زیر نظر بگیرند.

نیتن هادلند، نویسنده اصلی مطالعه و دانشجوی دکترای دانشگاه آریزونا، در این رابطه گفت: «دمای گدازه‌ای که از زمین خارج می‌شود بیش از ۱۰۹۳ درجه سانتی‌گراد است و یعنی کاملاً استریل است. این یک لوح نانوشته است که اساساً یک آزمایشگاه طبیعی برای درک نحوه کلونی سازی میکروب‌ها فراهم می‌کند.»

در طول دوره مطالعه (بین سال‌های ۲۰۲۱ تا ۲۰۲۳)، این آتش‌فشان سه بار فوران کرد و فوران‌های شدیدی از گاز، گردوغبار و گدازه ایجاد نمود که بخش وسیعی از توندرای مجاور را در برگرفت.

از آنجا که سنگ‌های گدازه‌ای حاوی مقدار بسیار کمی آب یا مواد مغذی آلی هستند، حتی اگر میکروب‌ها به نحوی از گرمای گدازه جان سالم به درمی‌بردند، چیزی برای تغذیه و بقا نداشتند؛ اما تحقیقات محققان نشان داد که این موضوع واقعاً برای میکروب‌ها اهمیت چندانی نداشت.

کلونی‌سازهای سمج و عجیب‌وغریب

محققان برای انجام بررسی‌هایشان، به‌محض اینکه جریان‌های گدازه به‌اندازه کافی برای جمع‌آوری خنک شدند، آن‌ها را به همراه آب باران، آئروسل‌ها و سنگ‌های مناطق اطراف جمع‌آوری کردند. در ادامه آن‌ها DNA را از این نمونه‌ها استخراج کردند تا ارزیابی نمایند که آیا در آن‌ها میکروبی حضور دارد یا خیر و اگر پاسخ مثبت است، میکروب‌ها در کجا یافت می‌شوند. درنهایت، آن‌ها رشد این جمعیت میکروبی جدید را زیر نظر گرفتند.

محققان این مطالعه دراین‌باره توضیح دادند: «معیارهای متعدد نشان داد که جریان‌های گدازه تحلیل‌شده در این مطالعه، به‌سرعت و ظرف چند ساعت و چند روز پس از انجماد، میزبان میکروارگانیسم‌ها شدند. ما توانستیم این کار را سه بار، پس از هر فوران در همان منطقه انجام دهیم و این چیزی است که پروژه ما را متمایز می‌کند.»

در واقع، محققان توانستند وجود موج اولی از میکروب‌های سمج را تأیید کنند که در شرایط اولیه، ظرف چند ساعت و چند روز پس از فوران آتش‌فشان زنده می‌مانند. طبق این مقاله، این میکروب‌ها به‌احتمال‌زیاد از طریق آب باران وارد گدازه‌های آتش‌فشان شده‌اند.

در این مقاله به این نکته اشاره‌شده که با گذر زمان و با کمتر شدن شدت شرایط، میکروب‌های بیشتری از طریق باران‌ها و مناطق مجاور به این جامعه جدید نقل‌مکان کردند. البته در فصل زمستان این جامعه میکروبی کاهش چشمگیری داشت ولی به‌طورکلی ثباتش را در طول سه فوران مختلف حفظ کرد.

سولانژ دوهامل، یکی از نویسنده‌های مطالعه و زیست‌شناس دانشگاه آریزونا توضیح داد: «اصلاً انتظار چنین چیزی را نداشتیم. این جریان‌های گدازه در محیط‌هایی با کمترین میزان زیست‌توده روی زمین قرار دارند... اما نمونه‌های ما نشان داد که ارگانیسم‌های تک‌سلولی خیلی سریع در همین محیط‌ها به کلونی سازی می‌پردازند.»

آیا مریخی‌ها میکروبی خواهند بود؟

یکی از پیامدهای واضح این مطالعه برای محققان مطرح‌شدن این ایده است که شاید فرآیندهای بیولوژیکی مشابهی در مریخ نیز در جریان باشد. گرچه به نظر می‌رسد که آتش‌فشان‌های سیاره همسایه، خاموش شده باشند؛ اما حالا دانشمندان می‌دانند که این غیرممکن نیست که ارگانیسم‌های کوچک در داخل گدازه‌های تازه منجمد شده (حتی در سیاره ای دیگر) برای خود خانه‌ای بسازند.

دوهامل در ادامه به این نکته اشاره کرد که درعین‌حال فعالیت‌های آتش‌فشانی، گرما را به سیستم یک سیاره تزریق کرده و گازهای فرار آزاد می‌کند؛ از همین رو این ایده مطرح است که فوران‌های آتش‌فشانی گذشته، شاید دوره‌های گذرایی از قابلیت سکونت را ایجاد کرده باشند.

به هر ترتیب محققان به‌خوبی می‌دانند که چنین ادعاهایی درباره مریخ، فقط یک فرض بزرگ است؛ اما قطعاً این یک نمایش خیره‌کننده است که نشان می‌دهد حیات در کوچک‌ترین مقیاس‌ها، به باشکوه‌ترین شکل ممکن زنده خواهد ماند.

منبع: gizmodo