كيف تسهم البكتيريا في تغير المناخ والاحترار؟

عبد الحكيم محمود

نشرت الدورية العلمية نيتشر كوميونكيشن دراسة علمية جديدة لمجموعة من علماء جامعة إمبريال كوليدج في لندن بالمملكة المتحدة، تحمل عنوان "تنفس الميكروبات البدائية قد يرفع من الاحتباس الحراري"، تناول فيها الباحثون تأثير ارتفاع درجات الحرارة على معدل تنفس الكائنات الدقيقة وإنتاج الكربون، وذلك من خلال استنباط نماذج أكثر دقة لظاهرة الاحتباس الحراري في المستقبل.

وقد خلصت الدراسة، التي نشرت في 12 نوفمبر/تشرين الثاني، إلى أن حرارة الاحتباس الحراري الناجمة عن تغير المناخ تسرع من معدل تنفس البكتيريا البدائية، مما يؤدي إلى إطلاق المزيد من الكربون، وبالتالي تفاقم أزمة المناخ العالمي.

بدائيات النوى
خلايا بدائيات النوى (prokaryotes) هي كائنات أحادية الخلية، كما أن البكتيريا والعتائق (Archaea) أو ما تسمى بالبكتيريا القديمة تأتي ضمن الكائنات الدقيقة بدائية النوى، وهي توجد في كل قارة، وتشكلان معا حوالي نصف الكتلة الحيوية العالمية، أي الوزن الكلي لجميع الكائنات الحية على الأرض.

وتؤدي معظم بدائيات النوى التنفس باستخدام الطاقة وتطلق ثاني أكسيد الكربون تماما كما يفعل البشر عندما يتنفسون. كما تعتمد كمية ثاني أكسيد الكربون المنبعثة من بدائيات النوى خلال فترة زمنية معينة على معدل تنفسها، الذي يمكن أن يتغير استجابة لدرجة الحرارة.

معدل تنفس الكائنات الدقيقة
وقد بحثت الدراسة في كيفية تأثير ارتفاع درجات الحرارة على معدل التنفس لهذه الكائنات الدقيقة وإنتاج الكربون.

وللقيام بذلك، قام الباحثون بمعاينة حوالي 482 نوعا من بدائيات النوى التي تعيش في مجموعة متنوعة من الظروف البيئية، في جميع أنحاء الكوكب، من بحيرات القطب الجنوبي مع درجات حرارة أقل من الصفر إلى حمامات حرارية حيث تزيد الحرارة عن 120 درجة مئوية.

وقد كانت هذه المعاينة من أجل معرفة كيف تستجيب هذه الكائنات المختلفة للتغيرات في درجة الحرارة. ووفقا لهذه المعاينة فقد وجد الباحثون أن معظم بدائيات النوى تزيد من إنتاجها لثاني أكسيد الكربون بمعدل أكبر مما كان يعتقد سابقا استجابة لارتفاع درجات الحرارة.

وفي هذا الصدد قال الدكتور سمرة باوار الباحث الرئيسي في الدراسة "على المدى القصير، وعلى نطاق الأيام والساعات، تزيد بدائيات النوى الفردية من عملية الأيض وإنتاج المزيد من ثاني أكسيد الكربون.

ومع ذلك، لا يزال هناك حد أقصى لدرجة الحرارة التي يصبح فيها التمثيل الغذائي غير فعال.

وأضاف "على المدى الطويل، سوف تتطور مجتمعات بدائيات النوى لتصبح أكثر كفاءة في درجات الحرارة المرتفعة، مما يتيح لها زيادة التمثيل الغذائي وإنتاجها الكربوني.

وبناء على هذه المعاينات، بنى الفريق العلمي نموذجا رياضيا تنبأ به كيف ستؤثر هذه التغيرات في معدل التنفس على مخرجات الكربون في مجتمعات بدائية النواة.