طارق قابيل
ويقول فريق بحثي من جامعة واشنطن بسياتل في البحث الذي نشر بدورية وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم بالولايات المتحدة الأميركية، إن ذلك يمكن أن يكون علامة على كيفية استمرار الحياة في المحيطات لمواجهة تغير المناخ في المستقبل، وبحسب الباحثين فإنه "إذا بدأ الأكسجين تحت الماء في أن يصبح نادرا مرة أخرى، فقد تضطر النظم الإيكولوجية إلى التكيف".
ميكروبات تتنفس الزرنيخ
يعد الزرنيخ من أشباه الفلزات، وعرف على أنه من أشد المواد سُمية عندما يوجد بالشكل غير العضوي. واشتهر الزرنيخ على مدى قرون طويلة بأنه أوسع السموم استخداما في قتل الآخرين.
ويوجد الزرنيخ بالتربة، والهواء، والماء، وبحسب منظمة الصحة العالمية فإن أكبر تهديد من الزرنيخ لصحة الإنسان هو تلوث المياه الجوفية بالزرنيخ. ويعتبر شرب المياه، وأكل المزروعات المروية بالمياه الملوثة بالزرنيخ أهم مصدر للتسمم.
وقد تم اكتشاف الكائنات الحية الدقيقة شديدة القدرة على تحمل الزرنيخ في المحيط الهادي قبالة ساحل المكسيك، في رقعة من المياه المصنفة على أنها خالية من الأكسجين.
ومن المعروف أن الأكسجين يوجد مذابا في المياه ولكن هناك مناطق في البحار ينضب منها الأكسجين، ويعد نقص الأكسجين في الماء ظاهرة طبيعية، ويرجع ذلك لركود المياه أو إلى وجود طبقات الماء المالحة ذات الكثافة العالية التي تعمل على حجز الأكسجين ومنع انتقاله لمناطق أخرى.
ويقول غابرييل روكاب أحد علماء المحيطات "لقد عرفنا منذ وقت طويل أن هناك مستويات منخفضة للغاية من الزرنيخ في المحيط". ويضيف "لكن فكرة أن الكائنات الحية يمكن أن تستخدم الزرنيخ للعيش فهي عملية أيضية جديدة تماما في المحيطات المفتوحة".
واستنادا إلى تحليل دقيق للحمض النووي المفصل للعينات التي تم جمعها، تمكن العلماء من تحديد مسارين جينيين قادرين على تحويل الجزيئات المعتمدة على الزرنيخ لتوليد الطاقة اللازمة للحفاظ على الحياة.
وعلى وجه التحديد، تبين الدراسة كيف يمكن تحويل الزرنيخات (Arsenate)، وهي أملاح حمض الزرنيخيك، إلى الزرنيخيت (Arsenite)، وهي أيونات حاوية للزرنيخ عندما يكون في حالة أكسدة، في المناطق التي لا يتوافر فيها الأكسجين بسهولة.
وكان فريق بحثي قد أظهر من قبل أن بعض أنواع البكتيريا التي تعيش في الينابيع الساخنة القلوية في بحيرة مونو في كاليفورنيا، تقوم باستهلاك الزرنيخيت بدلا من الماء في عملية البناء الضوئي وتحوله إلى الزرنيخات بديلا عن غاز ثنائي أكسيد الكربون، إذ وجد العلماء في المختبر أن البكتيريا تقوم باستخدام الزرنيخيت مانحا للإلكترونات اللازمة لحدوث عملية البناء الضوئي من خلال تفاعلات الأكسدة- الاختزال.
فتح آفاق جديدة
لا يساعد هذا التفاعل الكيميائي فقط على تفسير الحياة في المناطق التي تعاني من نقص الأكسجين في المحيط، بل قد يساعدنا أيضا في البحث عن حياة على كواكب أخرى خارج كوكب الأرض، فربما لا تحتاج الكائنات الفضائية إلى كثير من الأكسجين للعيش كما كنا نظن من قبل.
تقول جاكلين ساوندرز المشاركة في البحث "إن التفكير في الزرنيخ ليس فقط مجرد عنصر سيئ، بل إنه مفيد أيضا، وقد أعاد تشكيل الطريقة التي نرى بها العنصر".
وتضيف ساوندرز "ما أعتقد أنه أروع شيء في هذه الميكروبات التي تتنفس الزرنيخ الموجودة اليوم في المحيط، هو أنها تعبر عن الجينات اللازمة لذلك في بيئة منخفضة نسبيا من الزرنيخ.. إنه يفتح الحدود التي يمكننا من خلالها البحث عن الكائنات الحية التي تتنفس الزرنيخ، في بيئات أخرى فقيرة في الزرنيخ".
