Wednesday, 15 May 2019, 11:31
میکروب‌هایی که آرسنیک تنفس می‌کنند
میکروب‌هایی که آرسنیک تنفس می‌کنند
مجله علمی ایلیاد - آرسنیک برای اکثر موجودات زنده سمی کشنده است، ولی طی تحقیقات جدید، میکرواُرگانیسمی کشف شده است که در نواحی وسیعی از اقیانوس آرام زندگی می‌کند و آرسنیک تنفس می‌کند. گروه محققین دانشگاه واشنگتن کشف کرده است که یک استراتژی باستانی برای زنده ماندن در نواحی کم اکسیژن دریا مورد استفاده قرار می‌گیرد. «ژاکلین ساندرز» از دانشگاه واشینگتن، می‌گوید: «فکر اینکه آرسنیک می‌تواند مفید باشد باعث می‌شود دید خود را نسبت به عناصر عوض کنیم.» نتایج این مطالعه در کنفرانس آکادمی ملی علوم آمریکا ارائه شده است.
«گابریل روکاپ» از همکاران این تحقیق، می‌گوید: «مدت‌ها است که می‌دانیم مقدار کمی آرسنیک در اقیانوس‌ها وجود دارد، ولی اینکه میکرواُرگانیسم‌ها از آرسنیک برای ادامه‌ی حیات استفاده می‌کنند، واقعاً حیرت‌آور است و در واقع وجود متابولیسمی جدید در دریاهای آزاد را نشان می‌دهد.» دانشمندان نمونه‌های آب‌های زیرسطحی که اکسیژن در آنجا تقریباً وجود ندارد را آنالیز کردند و دریافتند که وجود زندگی در آنجا باید در اثر وجود استراتژی دیگری باشد. شاید بتوان گفت که این نواحی در اثر تغییرات اقلیمی گسترش یافته‌اند.
روکاپ می‌گوید: «در برخی از قسمت‌های دریا اکسیژن وجود ندارد و میکروب‌ها باید از عناصر دیگری به‌عنوان گیرنده‌ی الکترون برای استخراج انرژی استفاده کنند.» مرسوم‌ترین جایگزین اکسیژن، نیتروژن و گوگرد است، ولی بررسی‌های گذشته‌ی ساندرز نشان داده است که آرسنیک نیز می‌تواند جایگزین اکسیژن شود و به‌همین خاطر وی و گروهش به دنبال شواهد این موضوع بودند.
محققین طی آنالیز ژنتیک بر روی دی‌ان‌ای استخراج شده از آب دریا، دو راه را برای تبدیل مولکول‌های آرسنیکی برای برداشت انرژی پیدا کردند. بررسی‌ها نشان داد که میکروب‌های تغذیه‌کننده از آرسنیک تقریباً ۱درصد جمعیت میکروب‌های دریاها را شامل می‌شوند. احتمالاً این میکروب‌ها از وابستگان دور میکروب‌های تغذیه‌کننده از آرسنیکی هستند که روی خشکی‌ها یافته شده‌اند.
دانشمندان معتقد هستند که استراتژی تغذیه از آرسنیک به دوران اولیه‌ی شکل‌گیری حیات روی زمین برمی‌گردد، زیرا در ابتدا روی زمین اکسیژن به مقدار کم وجود داشته است و پس از گسترش یافتن فوتوسنتز، گاز دی‌اکسیدکربن به اکسیژن تبدیل شده و میزان اکسیژن روی زمین افزایش یافته است. بنابراین حیات اولیه بر روی زمین وابسته به دیگر عناصر مانند آرسنیک که در آن زمان بیشتر وجود داشته‌اند، بوده است. شاید بر اثر تغییرات اقلیمی، موجودات تغذیه‌کننده از آرسنیک مجدداً رشد کرده‌اند.
دانشمندان نمونه‌های بیشتری از آب همان مناطق را برداشته‌اند و در تلاش هستند تا میکروب‌های تغذیه‌کننده از آرسنیک را در آزمایشگاه رشد دهند تا بتوانند آن‌ها را بیشتر مورد مطالعه قرار دهند. روکاپ می‌گوید: «اکنون ما تکه‌هایی از ژنوم آن‌ها را داریم و می‌توانیم بگوییم که آن‌ها این تبدیل را انجام می‌دهند. مرحله‌ی بعدی یافتن کل ژنوم است تا بتوانیم بفهمیم آن‌ها چه کارهای دیگری می‌توانند انجام دهند و چگونه با محیط خود وفق پیدا می‌کنند.»