الدور السري للبكتيريا التي تقلل الكبريتات في الحفاظ على البيئة البحرية!

الدور السري للبكتيريا التي تقلل الكبريتات في الحفاظ على البيئة البحرية!

تبحث دراسة جديدة نشرت في مجلة Science Advances الدور الحاسم للبكتيريا التي تقلل الكبريتات (SRB) في انهيار المواد العضوية في قاع البحر. تم تنفيذ العمل البحثي من قبل الدكتور لارس فولبراند بقيادة البروفيسور الدكتور رالف رابوس من جامعة أولدنبورغ. تنشط هذه الميكروبات، وخاصة عائلة Desulfobacteraceae، في المناطق الخالية من الأكسجين على الأرض وتساهم بشكل كبير في إنتاج ثاني أكسيد الكربون (CO2).

تمتلك بكتيريا Desulfobacteraceae عملية استقلابية معيارية تسمح لها بالاستفادة من مجموعة متنوعة من الجزيئات العضوية. وفي هذه الدراسة، تم زراعة ست سلالات مختلفة من هذه البكتيريا واختبارها على نطاق واسع. تم إعطاء الميكروبات 35 نوعًا مختلفًا من الأطعمة وتم فحصها في 80 حالة محددة. أظهرت النتائج أن الأنواع المختلفة من عملية التمثيل الغذائي تستخدم أدوات جزيئية مماثلة للتحلل. وهذا ما يفسر الطبيعة المرنة والموزعة عالميًا لبكتيريا Desulfobacteraceae.

دور البكتيريا في دورة الكربون

تشير التقديرات إلى أن البكتيريا التي تقلل الكبريتات مسؤولة عن أكثر من نصف تحلل المواد العضوية في المياه الساحلية ومناطق الرفوف. يؤدي نشاطها إلى تكوين كبريتيد الهيدروجين وكبريتيد الحديد الأسود في الرواسب. على الرغم من أهميتها، غالبًا ما يتم التقليل من أهمية دور بكتيريا ديسولفوباكتيريا في دورة الكربون. تم اكتشاف العلامات الجينية لبعض الوحدات الرئيسية في عينات الرواسب التي تم الحصول عليها من مختلف الموائل البحرية.

إحدى السلالات البارزة بشكل خاص، Desulfococcus multivorans، لديها جينوم كامل يتكون من كروموسوم دائري واحد مكون من 4,455,399 زوجًا أساسيًا. ويتراوح هذا في الحجم من SRBs الأخرى مثل Desulfotea psychrophila إلى Desulfobacterium autotrophicum HRM2. لم يحدد التحليل الجينومي جينات الحمض الريبي النووي النقال (tRNA) والحمض النووي الريبوزي (rRNA) فحسب، بل حدد أيضًا العديد من الجينات المرتبطة بالتنوع الاقتصادي والقدرة على التكيف لهذه البكتيريا.

المرونة الأيضية

تسلط الدراسة الضوء على أن SRBs لا يمكنها تحويل الكبريتات فحسب، بل أيضًا مجموعة متنوعة من المركبات العضوية التي يصعب تحللها. يُظهر إعادة البناء الأيضي لـ D. multivorans أن هذه البكتيريا قادرة على تحلل الركائز العطرية والأليفاتية، والتي تتأكسد إلى ثاني أكسيد الكربون عبر مسار Wood-Ljungdahl. يستخدمون مجموعة متنوعة من الإنزيمات المطلوبة لأكسدة بيتا وتستجيب بشكل تكيفي لضغط الأكسجين.

يشير تنوع الإنزيمات والتغطية العالية لتحليلات البروتينات إلى قدرة استقلابية قوية تستطيع هذه البكتيريا تطويرها. يمكن أن تلعب هذه النتائج دورًا حاسمًا في فهم تأثيرات تغير المناخ على النظم البيئية البحرية. ومع انخفاض مستويات الأكسجين في المحيطات، يمكن أن تزداد أهمية SRB في تحطيم المواد العضوية.

لا يقدم هذا البحث رؤى جديدة حول العمليات البيولوجية التي تدعم تدوير الكربون فحسب، بل يفتح أيضًا آفاقًا للدراسات المستقبلية التي تسعى إلى فهم التمثيل الغذائي الميكروبي على المستوى الجيني. لا يتم التركيز على بكتيريا Desulfobacteraceae كعوامل رئيسية في تدهور الكربون فحسب، بل تظهر أيضًا بشكل مثير للإعجاب مرونة الحياة الميكروبية وقدرتها على التكيف في النظم البيئية المعقدة.

تساهم الدراسات الشاملة حول التوزيع والعمليات الأيضية والأهمية البيئية لـ Desulfobacteraceae في تعميق فهمنا لديناميات الكربون وتفاعلاتها مع كيمياء المحيطات. يمكن أن يكون للأفكار المكتسبة من هذه الدراسة آثار بعيدة المدى لفهم البيئة الميكروبية البحرية ودورة الكربون العالمية.

أفاد موقع uol.de أن… و PMC يشرح الجوانب الوراثية الأساسية... و توسع sigmaearth السياق حول دور SRB...