کشف باکتری‌های نیتروژن‌ساز زیر یخ‌های قطب شمال
دانشمندان گونه های خاصی از حیات را در زیر یخ های دریای قطب شمال کشف کرده اند که در این محیط تاریک و یخ زده رشد می کنند. تا پیش از این، وجود حیات در چنین شرایطی غیرممکن به نظر می رسید، اما این کشف می تواند پیامدهای جهانی برای درک ما از آب و هوای زمین داشته باشد.
به گزارش افق میهن و به نقل از sciencealert; گاز نیتروژن حدود ۷۸ درصد از جو زمین را تشکیل می دهد و برای بقای همه موجودات زنده ضروری است. با این حال، بیشتر موجودات زنده نمی توانند از نیتروژن موجود در هوا استفاده کنند مگر اینکه ابتدا به آمونیاک یا آمونیوم تبدیل شود.
میکروب هایی که می توانند نیتروژن را مستقیماً از هوا جذب و تثبیت کنند، تثبیت کننده های نیتروژن نامیده می شوند و منبع ضروری مواد مغذی برای کل اکوسیستم ها هستند. پیش از این تصور می شد که در اقیانوس ها، این میکروب ها فقط در آب های گرم و گرمسیری یافت می شوند.
اما اکنون می دانیم که این تصور اشتباه بود.
“برای مدت طولانی اعتقاد بر این بود که تثبیت نیتروژن در زیر یخ دریا امکان پذیر نیست زیرا شرایط زندگی برای موجودات بسیار نامطلوب بود.”
لیزا فون فریسن، زیست شناس و نویسنده اصلی این مطالعه از دانشگاه کپنهاگ می گوید.
او می افزاید: «ما اشتباه کردیم.
تنها در دهه گذشته بود که محققان شروع به بررسی این فرضیه کردند که اقیانوس منجمد شمالی ممکن است منبع ناشناخته ای از باکتری های تثبیت کننده نیتروژن باشد.
اگرچه نشانه هایی از این میکروب ها قبلا در آب های سرد قطب شمال دیده شده بود، فون فریزن و همکارانش اولین کسانی هستند که آنها را در زیر یخ های دریا شناسایی کردند.
نمونه‌های جمع‌آوری‌شده از اقیانوس منجمد شمالی و بخش اوراسیا آن، اجتماع زنده‌ای از میکروب‌ها را نشان داد که به نام «دیازوتروف‌های غیر سیانوباکتری (NCD)» شناخته می‌شوند – باکتری‌هایی که نیتروژن را تثبیت می‌کنند اما فتوسنتز را انجام نمی‌دهند.
اگرچه هنوز به طور قطعی نشان داده نشده است که این میکروب ها واقعاً نیتروژن را در قطب شمال تثبیت می کنند، اما ژن های لازم برای انجام این کار را دارند و الگوهای توزیع و فراوانی آنها به وضوح نشان می دهد که در فعالیت های تثبیت نیتروژن منطقه نقش دارند.
اگر این فرضیه درست باشد، این شکل میکروسکوپی حیات می تواند تاثیری جهانی داشته باشد.
ذوب یخ و تغییرات عمده در چرخه حیات دریا
محققان دریافتند که لبه های یخ دریای قطب شمال به طور معمول دارای بالاترین تراکم باکتری های تثبیت کننده نیتروژن و بالاترین سطح فعالیت نیتریفیکاسیون هستند. این یافته نشان می دهد که با سرعت بخشیدن به ذوب یخ به دلیل تغییرات آب و هوایی، تعداد بیشتری از این میکروب های خاص ممکن است شکوفا شوند – تغییری که می تواند شبکه غذایی اقیانوس را تغییر دهد و حتی جو زمین را تحت تأثیر قرار دهد.
NCD ها غذای اصلی جلبک ها را فراهم می کنند و اگر جمعیت جلبک ها در قطب شمال افزایش یابد، کل زنجیره غذایی ممکن است غنی تر شود.
فون فریسن توضیح می دهد:
از آنجایی که جلبک ها منبع غذایی اصلی برای حیوانات دریایی کوچک مانند سخت پوستان پلانکتون هستند – که خود غذای ماهی های کوچکتر هستند – افزایش تولید جلبک می تواند کل زنجیره غذایی را تحت تاثیر قرار دهد.
تاثیر بر ترسیب کربن و مدل های آب و هوایی
افزایش جلبک ها در قطب شمال ممکن است به معنای افزایش جذب دی اکسید کربن نیز از جو زمین باشد.
به گفته لاسه ریمان، اکولوژیست میکروبی دریایی:
“اگر تولید جلبک افزایش یابد، اقیانوس منجمد شمالی CO2 بیشتری جذب می کند، زیرا این گاز در زیست توده جلبک ذخیره می شود.”
با این حال، او هشدار می دهد:
سیستم‌های بیولوژیکی بسیار پیچیده هستند، بنابراین نمی‌توان پیش‌بینی دقیقی انجام داد، زیرا فرآیندهای دیگر ممکن است اثر معکوس داشته باشند.»
ریمان تاکید می کند که اکنون واضح است که باکتری های تثبیت کننده نیتروژن در قطب شمال باید در مدل های آب و هوایی آینده گنجانده شوند.
در پایان تیم تحقیقاتی به این نتیجه می رسد:
“ذوب شدن یخ دریا ممکن است به طور مستقیم یا غیرمستقیم تثبیت نیتروژن را تحریک کند. بنابراین، ما بر نیاز به مدل‌سازی آینده با تمرکز بر شدت و پویایی تثبیت نیتروژن در اقیانوس منجمد شمالی تاکید می‌کنیم.”
