کشف گونه جدیدی از میکروب‌ها در اعماق خاک که در تصفیه آب زیرزمینی نقش حیاتی دارند
دانشمندان در پژوهش جدیدی گونه جدیدی از میکروب‌ها را در اعماق خاک زمین کشف کردند که در تصفیه آب زیرزمینی نقش حیاتی دارند.
در دیجیاتو ثبت‌نام کنید
جهت بهره‌مندی و دسترسی به امکانات ویژه و بخش‌های مختلف در دیجیاتو عضو ویژه دیجیاتو شوید.
عضویت در دیجیاتوتازههای تکنولوژی
دانشمندان در پژوهشی ارزشمند شاخه زیستی جدیدی از میکروب‌ها به نام «CSP1-3» را در منطقه‌ای به نام «منطقه بحرانی» در لایه‌های زمین کشف کردند. منطقه بحرانی از نوک درختان تا اعماق ۲۱۰ متری خاک امتداد دارد. این ناحیه بستر اصلی حیات زمین است و فرایندهای حیاتی مانند تشکیل خاک، چرخه آب و چرخه مواد مغذی را تنظیم می‌کند. همه این فرایندها در کشاورزی، کیفیت آب و سلامت اکوسیستم تأثیر زیادی دارند و ضروری هستند.
این ناحیه لایه‌ای عمیق از خاک است که نقش حیاتی در پالایش آب دارد. آب با عبور از لایه‌های آن توسط میکروب‌ها از آلودگی‌های باقی‌مانده پاک می‌شود تا مناسب آشامیدن شود.
این میکروب‌ها در نمونه‌های خاکی شناسایی شدند که از اعماق ۲۱ متری خاک‌های ایالت آیووا (آمریکا) و چین برداشت شدند. دلیل انتخاب این 2 منطقه خاک‌های عمیق است که از نظر ساختاری مشابه بودند تا مشخص شود این میکروب‌ها فقط در نقطه خاصی نیستند بلکه ممکن است پراکندگی گسترده‌تری داشته باشند.
«جیمز تیدجه»، استاد میکروبیولوژی، ژنتیک، ایمنی‌شناسی و علوم گیاهی و خاک دانشگاه ایالتی میشیگان، با کمک تیمش این گونه جدید میکروبی را کشف کردند. مقاله این کشف ارزشمند در مجله «PNAS» چاپ شده است. تیدجه و تیم او با استخراج DNA از این خاک در لایه‌های زیرین، دریافتند اجداد CSP1-3 میلیون‌ها سال پیش در محیط‌های آبی مانند چشمه‌های آب‌گرم و آب‌های شیرین زندگی می‌کردند و در فرایندی تکاملی، ابتدا به سطح خاک سپس به اعماق آن مهاجرت کرده‌اند.
برخلاف تصور رایج درباره اینکه میکروب‌های عمیق خاک ممکن است غیرفعال یا خواب باشند، بررسی ژنتیکی تیم تیدجه نشان داد این میکروب‌ها فعال بوده و درحال رشدند؛ هرچند کُند.
یکی دیگر از یافته‌های شگفت‌انگیز این بود که CSP1-3 میکروب‌های نادری نیستند، بلکه در برخی مناطق حتی تا ۵۰ درصد جمعیت میکروبی خاک را تشکیل می‌دهند. در سطح خاک، این میزان حضور تقریباً بی‌سابقه است.
تیدجه می‌گوید: «معتقدم دلیل این میزان غلبه این است که محیط خاک‌های عمیق بسیار متفاوت است و این گروه از میکروب‌ها طی زمان، برای سازگاری با این محیط فقیر از نظر مواد غذایی، تکامل یافته‌اند. باوجود اهمیت آنها، بخش‌های عمیق‌تر این منطقه هنوز برای دانشمندان ناشناخته مانده و مانند مرزی نو در علم به شمار می‌رود.»
نقش میکروب‌های CSP1-3 در پالایش آب
خاک، بزرگ‌ترین فیلتر طبیعی آب در سیاره ماست. هنگام عبور آب از میان لایه‌های خاک، آلودگی‌ها از طریق فرایندهای فیزیکی، شیمیایی و زیستی حذف می‌شوند.
درحالی‌که لایه سطحی خاک (محل اصلی ریشه‌های گیاهان) حجم کمی دارد و آب به سرعت از آن عبور می‌کند، خاک‌های عمیق حجم بسیار بیشتری دارند و میکروب‌هایی مانند CSP1-3 در آن زندگی می‌کنند. آنها از باقی‌مانده‌های کربن و نیتروژن که از سطح به عمق رسیده‌اند تغذیه کرده و در واقع بخش نهایی فرایند پاکسازی آب را تکمیل می‌کنند. تیدجه می‌گوید:
«CSP1-3 مثل زباله‌جمع‌کن‌هایی هستند که چیزی را که از فیلتر سطحی عبور کرده، پاکسازی می‌کنند. آنها وظیفه دارند.»
گام بعدی چیست؟
مرحله بعدی، برای کشت و پرورش این میکروب‌ها در آزمایشگاه تلاش می‌شود تا دانشمندان بتوانند اطلاعات بیشتری درباره فیزیولوژی منحصربه‌فرد آنها کسب کننده؛ این فیزیک به آنها اجازه می‌دهد در محیط سخت زندگی کنند.
پرورش میکروب‌ها در آزمایشگاه بسیار چالش‌برانگیز است؛ چون باید شرایط طبیعی زندگی آنها به‌دقت شبیه‌سازی شود. ازآنجاکه اجداد CSP1-3 در آب‌گرم زندگی می‌کردند، تیم تحقیقات تیدجه درحال آزمایش پرورش آنها در دمای بالا است. تیدجه می‌گوید:
«زیست‌شناسی و بیوشیمی این میکروب‌ها خاص است؛ بنابراین ممکن است ژن‌های جالبی در آنها وجود داشته باشد که برای اهداف دیگر ارزشمند باشند؛ مثلاً توانایی آنها برای تجزیه آلودگی‌های سخت‌حل ممکن است به حل یکی از مهم‌ترین مشکلات زیست‌محیطی زمین کمک کند.»
همچنین بخوانید: 30 حقیقت علمی اعجاب انگیز در مورد میکروب‌هایی که درون بدن ما زندگی می‌کنند
برای گفتگو با کاربران ثبت نام کنید یا وارد حساب کاربری خود شوید.