فهرست مطالب
مطالعه جدید نشان می‌دهد که مقاومت باکتری‌های دریایی در برابر ویروس‌های اقیانوسی، میزان پایین رفتنشان را افزایش داده و به‌طور مستقیم انتقال کربن به اعماق اقیانوس را تقویت می‌کند.
به گزارش سرویس علمی تکناک، ویروس‌ها ممکن است به‌طور غیرمستقیم فرآیند ذخیره کربن در اقیانوس‌ها را بازآرایی کنند. در عمق اقیانوس‌ها، باکتری‌های میکروسکوپی نقش کلیدی در کنترل اقلیم زمین ایفا می‌کنند.
این میکروب‌های دریایی تعیین می‌کنند که آیا کربن در نزدیکی سطح باقی می‌ماند یا به اعماق دریا فرو می‌رود و برای قرن‌ها ذخیره می‌شود. با این حال، باکتری‌ها همواره هدف حملات فاژها، نوعی ویروس، هستند و مجبورند برای بقا تکامل پیدا کنند.
دانشمندان معتقدند این رقابت تکاملی ممکن است نحوه جذب و ذخیره کربن توسط اقیانوس‌ها را تغییر دهد. مطالعه تازه‌ای نشان می‌دهد که برخی باکتری‌ها با ایجاد دفاع در برابر ویروس‌ها نه تنها بقا می‌یابند، بلکه توانایی‌شان در غرق کردن کربن به کف اقیانوس را نیز افزایش می‌دهند.
حتما بخوانید: کشف ۲۳۰ ویروس غول‌پیکر جدید در اقیانوس‌ها
ویروس‌ها مسیر جریان کربن در اقیانوس را بازآرایی می‌کنند
این مطالعه به بررسی اثرات مقاومت باکتری‌های دریایی در برابر ویروس‌های اقیانوسی بر نقش اکولوژیکی آنها پرداخت. محققان جهش‌هایی را شناسایی کردند که باکتری‌ها را در برابر عفونت‌های ویروسی محافظت می‌کنند و پرسش کلیدی مطرح شد: مقاوم چه هزینه‌ای دارد و چگونه رفتار اکوسیستم را تغییر می‌دهد؟ نتایج نشان داد دو نوع جهش اصلی وجود دارد: یکی سطح باکتری را تغییر می‌دهد و ورود ویروس‌های اقیانوسی را مسدود می‌کند و دیگری فرآیندهای متابولیک داخلی را تغییر می‌دهد، به گونه‌ای که ویروس وارد می‌شود اما تکثیر موفقیت‌آمیز ندارد.
ماریون ارووی، پژوهشگر پسادکترا در دانشگاه ایالتی اوهایو، گفت: «هر دو نوع جهش باعث چسبناک‌تر شدن باکتری‌ها می‌شوند، اما تنها جهش‌های سطحی منجر به فرو رفتن سریع‌تر آنها می‌شود؛ این امر بسیار واضح بود.» چسبندگی باکتری‌ها حیاتی است؛ وقتی سلول‌ها به هم می‌چسبند، سریع‌تر به اعماق فرو می‌روند و کربن را از سطح اقیانوس به لایه‌های عمیق منتقل می‌کنند؛ این اتفاق فرآیندی کلیدی در پمپ زیستی دریایی محسوب می‌شود.
بیشتر بخوانید: ثبت موج گرمای بی سابقه در اقیانوس های سراسر جهان
برای مطالعه بیشتر: افزایش فتوسنتز جهانی با سبزتر شدن زمین و از بین رفت اقیانوس ها همراه بود!
ارووی افزود: «این واقعیت جالب است زیرا انتقال کربن در اقیانوس اهمیت زیادی دارد و انتخاب جهش‌های سطحی از طریق عفونت ممکن است توضیحی برای افزایش فرو رفتن باکتری‌ها باشد.» مطالعه بر ۱۳ جهش مقاوم به فاژ در باکتری Cellulophaga baltica متمرکز بود که در معرض دو فاژ مهم از نظر اکولوژیکی قرار گرفتند. پژوهشگران ترکیبی از آزمایش‌های آزمایشگاهی و مدل‌های محاسباتی را برای ردیابی اثر این جهش‌ها بر مقاومت، رشد و رفتار فرو رفتن باکتری‌ها به‌کار بردند.
یک معامله پرهزینه برای بقا
مقاومت باکتری‌ها در برابر ویروس‌های اقیانوسی همیشه بدون هزینه نیست و تحقیق نشان داد که جهش‌های سطحی و متابولیک رشد آنها را کاهش می‌دهد، که می‌تواند در اکوسیستم‌های دریایی رقابتی نقطه ضعف محسوب شود.
ارووی توضیح داد: «برای همه این جهش‌ها، چه سطح سلول تحت تاثیر باشد و چه متابولیسم آن، هزینه‌ای در نرخ رشد وجود دارد و سلول‌ها کندتر رشد می‌کنند.» جهش‌های سطحی حفاظت گسترده‌ای در برابر چندین ویروس‌های اقیانوسی ایجاد می‌کنند اما بالاترین کاهش رشد را دارند، در حالی که جهش‌های متابولیک محافظت انتخابی در برابر ویروس‌های خاص ارائه می‌دهند و فرآیندهای داخلی سلول را مختل می‌کنند.
یک جهش متابولیک تولید لیپیدهای داخلی سلول را مختل کرد و از تکثیر فاژ جلوگیری نمود. ارووی افزود: «بدون این لیپیدها، ویروس‌ها قادر به ساخت ذرات جدید نبودند.» با وجود رشد کندتر، جهش‌های سطحی از نظر اقلیمی اهمیت دارند؛ فرو رفتن بیشتر این باکتری‌ها به‌طور مستقیم میزان انتقال کربن به اعماق اقیانوس را افزایش می‌دهد و عفونت‌های ویروسی را به چرخه جهانی کربن متصل می‌کند.
این یافته‌ها بر کارهای پیشین مبتنی است که نشان می‌دهد فشار ویروسی می‌تواند جذب کربن توسط میکروب‌های دریایی را تحت تاثیر قرار دهد. کریستینا هاوارد-وارونا از دانشگاه اوهایو گفت: «این واقعا مسیر را برای مطالعه بیشتر مقاومت‌های درون‌سلولی باز می‌کند، چرا که موضوع بسیار کم‌مطالعه‌ای است.»
این تحقیق در نشریه Nature Microbiology منتشر شده است.
