متفاوت از همیشه؛

باکتری‌های دریایی مرموز کشف شدند / میکروارگانیسم‌هایی کاملا منحصربه‌فرد در اعماق اقیانوس‌ها

دانشمندان انواعی از باکتری‌های اعماق دریا را کشف کرده‌اند که متابولیسم آن‌ها با آنچه تا به حال دیده‌ایم بسیار متفاوت است.

کد خبر: ۸۳۸۵۹۳

دوشنبه - ۱۸ فروردين ۱۳۹۹ / April 06, 2020

به گزارش خبرنگار فناوری خبرگزاری دانشجو، نوع عجیبی از باکتری‌ها در کف اقیانوس‌های عمیق یافت شده‌اند که ممکن است متابولیسمی برخلاف آنچه تا به حال دیده‌ایم داشته باشند. آن‌ها را به عنوان آستوباکتری وودی (Acetobacterium woodii) می‌شناسیم که در روده موریانه‌ها نیز دیده شده و می‌توانند بدون نیاز به اکسیژن، هیدروژن و کربن‌دی‌اکسید را تولید یا مصرف کنند.

توانایی زنده ماندن در مواد آلی و معدنی بدون نیاز به اکسیژن، این باکتری‌ها را در بین میکروارگانیسم‌ها کاملا منحصربه‌فرد کرده است. در حالیکه دانشمندان فرض می‌کردند چیزی شبیه به این باکتری‌ها ممکن است وجود داشته باشد، هرگز به طور مشخصی بین باکتری‌های استئوژنیک که از اکسیژن متان می‌سازند، چنین چیزی توصیف نشده است.

ولکر مولر میکروبیولوژیست دانشگاه گوته فرانفکورت توضیح می‌دهد: فرضیاتی وجود دارد که نشان می‌دهد بسیاری از اشکال زندگی‌های باستانی نوعی از متابولیسمی که ما در A.woodii توصیف کرده‌ایم را داشته‌اند. تحقیقات ما بیان می‌کنند که راه‌های متابولیسمی مختلفی وجود دارند.

چاه‌های گرمابی در اواخر دهه ۷۰ کشف شدند و مشخص شد که این زیستگاه‌های عجیب و غریب؛ خانه اشکال پیچیده و پویای زندگی از جمله صفحات باکتریایی به ضخامت چندین سانتی‌متر هستند که از ترکیبات معدنی مانند هیدروژن و سولفید تغذیه کرده و وسعت آن‌ها زیاد می‌شود. د واقع ممکن است این‌ها از بزرگترین مخازن متنوع میکروارگانیسمی تغییر دهنده هیدروژن در جهان باشند و سیستم‌های متابولیکی متفاوتی نسبت به چیز‌هایی که قبلا می‌دانستیم داشته باشند.

موضوع مورد توجه این است که زیاد بودن هیدروژن مانع فرایند تخمیر می‌شود و حتی ضعیف‌ترین چاه‌های گرمابی نیز دارای مقادیر بیشتری از سطح هیدروژن مورد نیاز برای رشد باکتری‌های تخمیری هستند. ظاهرا برای حل این مشکل باکتری‌ها باید بهم بچسبند. درواقع اگر یک باکتری تولیدکننده هیدروژن به دیگر میکروارگانیسم‌هایی که هیدروژن را اکسید می‌کنند، مانند ارکی باکتری‌های تولید کننده متان، بچسبد می‌تواند محیط خوبی برای زندگی و تولیدمثل فراهم کند.

این دوستی کوچک (رابطه نحوی) مفید در اعماق دریاست، اما احتمالا این نوع قالب تخمیر که در محیط‌ها رخ می‌دهد، تنها قالب ممکن نیست. تجزیه و تحلیل‌های جدید ادعا می‌کنند میکروارگانیسم‌هایی را یافته‌اند که می‌توانند تنها با یک سلول باکتریایی هر دو نقش را داشته باشند.

نویسنده این تحلیل ادعا کرد: A.woodii ویژگی‌های متابولیکی دو پارتنر نحوی را در یک سلول باکتری ترکیب می‌کند. بسته به شرایط محیطی A.woodii می‌تواند نقش مصرف‌کننده یا تولیدکننده هیدروژن را بازی کند.

اینکه باکتری چگونه این کار را انجام می‌دهد نامشخص است، اما نویسندگان یک مسیر را که مواد آلی را به اسیداستیک و الکل و مولکول‌های هیدروژن تخمیر می‌کند، فرض می‌کنند و در مسیر دیگر «ته‌نشینی الکترونی» را برای محیط‌های بیرونی در نظر می‌گیرند که تخمیر را با شکل دادن استیک‌اسید از کربن‌دی‌اکسید و هیدروژن ممکن می‌سازد.

اگر ژنی که آنزیم‌های مسئول تولید هیدروژن را تولید می‌کند، خاموش شود؛ باکتری‌ها در حضور هیدروژن خارجی فقط روی لایه فروکتوز می‌توانند رشد کنند. آزمایش‌های بیشتر نشان می‌دهد که هر دو مسیر به هیدروژن وابسته‌اند. در حالیکه این متابولیسم مضاعف ممکن است در سایر باکتری‌ها نیز وجود داشته باشد؛ این سیستم بسیار کمتر متداول است.

A.woodii آستانه هیدروژن پایین‌تری دارد و نمی‌تواند انرژی زیادی را از تبدیل CO۲ به متان به عنوان آرک‌های متانوژنیک تولید کند. این بدان معناست که احتمالا باکتری‌های استئوژنیک فعال در این دریچه‌ها فراوان نیستند و به همین علت است که تاکنون شناخته نشده بودند.