قد لا ينجو أشكال الحياة الأكثر وفرة في المحيط
بتوقيت بيروت - 9/13/2025 3:02:32 AM - GMT (+2 )

الميكروبات المحيط الصغيرة التي تسمى Prochlorococcus ، التي يُعتقد أنها كانت ناجين من المناخ ، قد تكافح مع دافئة البحار.

هذه البكتيريا الزرقاء تدفع 5 ٪ من الأرض photosynthesis

Photosynthesis is the process by which green plants, algae, and certain bacteria convert sunlight into chemical energy. Using carbon dioxide and water, these organisms produce glucose and release oxygen as a byproduct. It is the foundation of most food chains and plays a vital role in regulating Earth’s atmosphere and climate.

" data-gt-translate-attributes="({" attribute tabindex="0" role="link">التمثيل الضوئي ودعم الكثير من شبكة الطعام البحرية. يظهر عقد من الأبحاث أنها تزدهر فقط في نطاق درجة حرارة ضيقة ، ويمكن أن تخفض محيطات الاحترار من سكانها بنسبة تصل إلى 50 ٪ في المياه الاستوائية.

المحيطات المجهرية في المحيط

من بين أصغر الكائنات الحية في البحر مخلوقات مجهرية وحيدة المعروفة باسم Prochlorococcus. تنتمي هذه الميكروبات إلى مجموعة البكتيريا الزرقاء ، والتي تسمى أيضًا الطحالب الزرقاء الخضراء ، وهي تشكل قاعدة الإمداد الغذائي للحيوانات في جميع أنحاء شبكة الطعام البحرية. اليوم ، تمتلئ أكثر من 75 ٪ من المحيط السطحي المضاءة بالشمس Prochlorococcus، ومع ذلك ، يحذر العلماء من أن المياه الاحترار قد تصبح قريبًا جدًا بحيث لا تزدهر.

Prochlorococcus يحمل العنوان مثل الأكثر وفرة من الكائن الحي في المحيط وهو مسؤول عن حوالي 5 ٪ من جميع التمثيل الضوئي على الأرض. لأنه يزدهر بشكل طبيعي في المياه الاستوائية ، افترض الباحثون ذات مرة أنه سيتعامل مع تغير المناخ بسهولة. ومع ذلك ، تشير الأدلة الجديدة إلى أن الميكروب ينمو بشكل أفضل في درجات حرارة تتراوح بين 66 و 86 درجة ويكافح من أجل البقاء فوق هذا النطاق. تشير التوقعات المناخية إلى أنه خلال الـ 75 عامًا القادمة ، ستتجاوز العديد من المناطق الاستوائية وشبه الاستوائية هذا الحد.

السلسلة الغذائية العالمية المعرضة للخطر

“لفترة طويلة ، يعتقد العلماء Prochlorococcus قال فرانسوا ريباليت ، أ University of Washington

تم نشر نتائجهم في علم الأحياء الدقيقة الطبيعة في 8 سبتمبر.

في السنوات العشر الماضية ، شرع Ribalet وزملاؤه في ما يقرب من 100 رحلة بحثية للدراسة Prochlorococcus. قام فريقه بتحليل حوالي 800 مليار Prochlorococcusالخلايا ذات الحجم عبر 150،000 ميل حول العالم لمعرفة كيفية قيامها وما إذا كانت قادرة على التكيف.

“كان لدي أسئلة أساسية حقًا” ، قال Ribalet. “هل هم سعداء عندما يكون الجو دافئًا؟ أم أنهم ليسوا سعداء عندما يكون الجو دافئًا؟” معظم البيانات تأتي من الخلايا التي تزرع في الثقافة ، في مكان المختبر ، لكن Ribalet أراد مراقبةها في بيئة المحيط الطبيعية. باستخدام مقياس التدفق الخلوي المستمر – يسمى Seaflow – أطلقوا ليزر عبر الماء لقياس نوع الخلية وحجمها. ثم قاموا ببناء نموذج إحصائي لمراقبة نمو الخلايا في الوقت الحقيقي ، دون إزعاج الميكروبات.

أظهرت النتائج أن معدل انقسام الخلايا يختلف مع خط العرض ، ربما بسبب كمية العناصر الغذائية المتاحة أو أشعة الشمس أو درجة الحرارة. استبعد الباحثون مستويات المغذيات وأشعة الشمس قبل الصفر في درجة الحرارة. Prochlorococcus تضاعف بشكل أكثر كفاءة في الماء الذي يتراوح بين 66 و 84 درجة ، ولكن فوق 86 ، انخفضت معدلات انقسام الخلايا ، وانخفضت إلى ثلث المعدل الذي لوحظ عند 66 درجة. اتبعت وفرة الخلية نفس الاتجاه.

في المحيط ، ينقل خلط معظم العناصر الغذائية إلى السطح من العمق. يحدث هذا ببطء أكثر في الماء الدافئ ، والمياه السطحية في أحر المناطق من المحيط هي نطاق المغذيات. البكتيريا الزرقاء هي واحدة من الميكروبات القليلة التي تكيفت للعيش في هذه الظروف.

“في الخارج في المناطق الاستوائية ، فإن هذا الماء هو الأزرق الجميل اللامع لأن هناك القليل جداً فيه ، بصرف النظر عن ذلك Prochlorococcusقال Ribalet: “يمكن للميكروبات البقاء على قيد الحياة في هذه المناطق لأنها تتطلب القليل من الطعام ، كونها صغيرة جدًا. يدعم نشاطهم معظم السلسلة الغذائية البحرية ، من الحيوانات العاشبة المائية الصغيرة إلى الحيتان.

على مدى ملايين السنين ، Prochlorococcus لقد أتقن القدرة على بذل الجهد مع جينات أقل ، ولم يكن بحاجة إلى الحفاظ على ما هو ضروري للحياة في المياه الاستوائية الفقيرة المغذيات. لقد أثمرت هذه الاستراتيجية بشكل مذهل ، ولكن الآن ، مع ارتفاع درجة حرارة المحيطات بشكل أسرع من أي وقت مضى ، Prochlorococcus مقيد من قبل الجينوم. لا يمكن استرداد جينات استجابة الإجهاد التي تم تجاهلها منذ فترة طويلة.

وقال ريباليت: “إن درجة حرارة الإرهاق أقل بكثير مما كنا نظن أنها كانت”. افترضت النماذج السابقة أن الخلايا ستستمر في الانقسام بمعدل لا يمكنهم الحفاظ عليها لأنها تفتقر إلى الآلات الخلوية للتعامل مع الإجهاد الحراري.

Prochlorococcus هي واحدة من اثنين من البكتيريا الزرقاء التي تهيمن على المياه المدارية وشبه الاستوائية. الآخر ، Synechococcus، أكبر ، مع جينوم أقل تبسيط. وجد الباحثون ذلك على الرغم من ذلك Synechococcus يمكن تحمل الماء الأكثر دفئًا ، فهو يحتاج إلى مزيد من العناصر الغذائية للبقاء على قيد الحياة. يجب أن تتضاءل أرقام Prochlorococcus ، Synechococcus يمكن أن يساعد في ملء الفجوة ، لكن ليس من الواضح ما هو تأثير هذا على السلسلة الغذائية.

“لو Synechococcus يتولى منصبه ، ليس من المعطى أن الكائنات الحية الأخرى ستكون قادرة على التفاعل معها بنفس الطريقة التي تفاعلت بها Prochlorococcus لملايين السنين.

توقعات المناخ تقدير درجات حرارة المحيط على أساس اتجاهات انبعاثات غازات الدفيئة. في هذه الدراسة ، اختبر الباحثون كيف Prochlorococcus قد تكون الأجرة في سيناريوهات معتدلة وعالية الدقة. في المناطق الاستوائية ، يمكن أن يقلل الاحترار المتواضع Prochlorococcus الإنتاجية بنسبة 17 ٪ ، لكن الاحترار الأكثر تقدماً من شأنه أن يضعفه بنسبة 51 ٪. على الصعيد العالمي ، أنتج السيناريو المعتدل انخفاضًا بنسبة 10 ٪ في حين انخفضت التوقعات الأكثر دفئًا Prochlorococcus بنسبة 37 ٪.

وقال ريباليت: “ستتوسع نطاقهم الجغرافي نحو القطبين ، إلى الشمال والجنوب”. “إنهم لن يختفيوا ، لكن موائلهم سوف يتحول”. وأضاف أن هذا التحول يمكن أن يكون له آثار مثيرة على النظم الإيكولوجية شبه الاستوائية والاستوائية.

ومع ذلك ، يعترف الباحثون بالقيود المفروضة على دراستهم. لم يتمكنوا من دراسة كل خلية أو عينة من كل جسم ماء. تعتمد قياساتها على عينات مجمعة ، والتي يمكن أن تخفي وجود سلالة تحمل الحرارة.

“هذا هو أبسط تفسير للبيانات التي لدينا الآن” ، قال Ribalet. “إذا ظهرت أدلة جديدة على سلالات تحمل الحرارة ، فنحن نرحب بهذا الاكتشاف. فسيوفر الأمل في هذه الكائنات الحرجة.”

المرجع: “قد يسبب ارتفاع درجة حرارة المحيطات في المستقبل انخفاضًا كبيرًا في Prochlorococcus الكتلة الحيوية والإنتاجية “من تأليف فرانسوا ريباليت ، ستيفاني دوتشويتش ، إروان مونير وإي فرجينيا أرمبروست ، 8 سبتمبر 2025 ، علم الأحياء الدقيقة الطبيعة.
الثاني: 10.1038/s41564-025-02106-4

المؤلفين المشاركون في فرجينيا Armbrust ، أستاذ UW في علم المحيطات ؛ ستيفاني دوكويتش ، عالمة أبحاث كبيرة في مركز علوم واستراتيجية الاستدامة في MIT