الميكروبات في التركيز: كيف تعرض التغيرات البيئية التنوع للخطر!

الميكروبات في التركيز: كيف تعرض التغيرات البيئية التنوع للخطر!

قامت دراسة جديدة أجراها توم كليج وتيلو جروس بفحص الآليات المعقدة التي تشكل التنوع الميكروبي. يُظهر العمل البحثي في ​​معهد هيلمهولتز للتنوع البيولوجي البحري الوظيفي بجامعة أولدنبورغ أن النظم البيئية الميكروبية لها نقاط تحول. عند نقاط التحول هذه، حتى الاضطرابات الصغيرة يمكن أن تؤدي إلى انهيار المجتمع. ويخلص العلماء إلى أن بقاء الميكروبات يعتمد بشكل كبير على شبكة من الترابطات التي يمكن زعزعة استقرارها عن طريق أدنى التغييرات.

وتسلط النتائج، التي نشرت في مجلة PNAS الشهيرة، الضوء على التوازن الهش للمجتمعات الميكروبية. تعمل هذه المجتمعات كشبكة ترتبط فيها مجموعات سكانية مختلفة من خلال تبادل المنتجات الأيضية. يمكن أن يؤدي فقدان المجموعات الفردية إلى تهديد الشبكة بأكملها ويؤدي إلى انخفاض مفاجئ في التنوع. ويسمى هذا الانهيار بنقطة التحول، وهو مشابه لانقطاع التيار الكهربائي في شبكة الكهرباء.

التحديات في المختبر

ومن النتائج الرئيسية للدراسة هو التحدي المتمثل في زراعة المجتمعات الميكروبية في المختبر. تموت العديد من الكائنات الحية الدقيقة أثناء عملية الزراعة، مما يمنع تسجيل الأعضاء المهمة وبالتالي المستقلبات الضرورية في التجارب المعملية. وهذا يمثل اضطرابًا يؤثر على التفاعل الطبيعي للميكروبات. في الثقافات الغنية بالموارد داخل المختبر، يمكن أن يحدث انهيار المجتمع أيضًا عندما تتعطل علاقاتهم المتبادلة. ويحذر كليج وجروس من أن مثل هذه الأنظمة قد لا تتجدد حتى لو توفرت جميع الموارد اللازمة مرة أخرى.

إن الآثار المترتبة على هذا البحث هائلة، خاصة بالنظر إلى الدور الذي تلعبه الميكروبات في صحة الإنسان والبيئة. وحتى لو كانت ظروف المختبر لا تعكس الموائل الطبيعية، فإن النتائج ضرورية لفهمنا للتنوع الميكروبي وأهميته بالنسبة للنظم البيئية.

التغيرات البيئية وعواقبها

بالتوازي مع هذا العمل، يقوم فريق بحث من مجموعة التميز "توازن الميكروفيرس" في جامعة فريدريش شيلر جينا بالتحقيق في كيفية تأثير التغيرات البيئية على المجتمعات الميكروبية التي تعتبر ضرورية لصحة البشر والطبيعة. إن التغيرات في عادات الأكل والممارسات الزراعية المكثفة يمكن أن تعطل ليس فقط النباتات المعوية ولكن أيضًا دورة الكربون.

قامت دراستهم بتحليل تسلسل الحمض النووي لأكثر من 1500 مجتمع ميكروبي من بيئات مختلفة. ويهدف العلماء إلى دراسة مدى قوة أو حساسية هذه الكائنات الحية الدقيقة للتغيرات المذكورة. ومن النتائج البارزة للدراسة أن الأنواع البكتيرية المنتشرة على نطاق واسع لها جينومات أكبر. وهذا يمكن أن يفسر سبب قدرتهم على البقاء في بيئات مختلفة.

هذا البحث ليس مبتكرًا فحسب، بل فريدًا من نوعه حتى الآن. ولأول مرة، تم فحص الأنواع البكتيرية والفطرية معًا على نطاق عالمي لتحديد قدرتها على التكيف. إن التحليل من مجموعة متنوعة من المناطق الأحيائية المختلفة - التسلسلات التي تأتي من المناطق الأحيائية المائية والمضيفة والتربة، من بين أمور أخرى - قد فتح أبعادًا جديدة لفهم ديناميكيات المجتمعات الميكروبية.

في الختام، كل من الدراسات التي أجراها كليج وجروس والتحليلات التي أجرتها جامعة جينا تعزز الحاجة إلى مزيد من البحث في التفاعلات المعقدة في النظم البيئية الميكروبية. وتساهم النتائج التي توصلوا إليها بشكل كبير في فهم البيئة وتطور الميكروبات وتؤكد أهمية الحفاظ على هذا التنوع في بيئة متغيرة.

لمزيد من التفاصيل حول دراسة كليج وجروس، يرجى زيارة الموقع UOL. يمكن العثور على معلومات إضافية حول دراسة التغير البيئي على الموقع الإلكتروني جامعة جينا وكذلك عند مقاومة للأدوية المتعددة.