دانشمندان اولین شواهد تجربی از موجودات تازه تولیدکننده متان را یافتند_صبح سریع

تیمی از دانشمندان دانشگاه ایالتی مونتانا اولین شواهد تجربی را مبنی‌بر این که دو گروه تازه از میکروب‌ها که در «پارک ملی یلواستون» رشد کرده‌اند متان تشکیل می‌کنند، اراعه کردند. این کشف روزی می‌تواند راه حلهای افت تغییرات آب و هوایی را گسترش دهد و بینش‌های جدیدی درمورد حیات در دیگر نقاط منظومه شمسی اراعه کند.

مجله Nature این هفته یافته‌های آزمایشگاه «رولاند هاتزنپیچلر» را انتشار کرد. این دو مقاله علمی توصیف می‌کنند که محققان MSU قبول کرده‌اند که مثالهای اولیه ارگانیسم‌های تک‌سلولی که متان تشکیل می‌کنند، خارج از شاخص پَهن‌باستانیان واقع شده‌اند. پَهن‌باستانیان بخشی از شاخه بزرگ‌تر درخت حیات، به نام آرکی‌باکتری‌ها می باشند.

متانوژن‌ها

موجودات تک‌سلولی تولیدکننده متان را متانوژن می‌نامند. درحالی‌که انسان و دیگر حیوانات برای زنده ماندن غذا می‌خورند، اکسیژن تنفس می‌کنند و کربن دی‌اکسید را بازدم می‌کنند، متانوژن‌ها مولکول‌های کوچکی همانند کربن دی‌اکسید یا متانول را می‌خورند و متان را بازدم می‌کنند. زیاد تر متانوژن‌ها بی‌هوازی سخت می باشند، یعنی نمی توانند در وجود اکسیژن زنده بمانند.

دانشمندان از دهه ۱۹۳۰ می‌دانستند که تعداد بسیاری از ارگانیسم‌های بی‌هوازی حاضر در دامنه باکتری‌های باستانی متانوژن می باشند و برای دهه‌ها معتقد بودند که همه متانوژن‌ها در شاخه پَهن‌باستانیان قرار دارند.

اما نزدیک به ۱۰ سال پیش، میکروب‌های حاوی ژن‌های مربوط به تشکیل متان در شاخه‌های دیگر، نظیر Thermoproteota، کشف شدند. این شاخه شامل دو گروه میکروبی به نام‌های Methanomethylicia و Methanodesulfokora است.

هاتزنپیچلر او گفت: «همه چیزی که ما درمورد این موجودات می‌دانستیم دی‌ان‌ای آنها می بود. هیچ‌کس تا به‌حال سلولی از این متانوژن‌های فرضی را ندیده می بود؛ هیچ‌کس هم نمی‌دانست که آیا آنها واقعاً از ژن‌های متانوژن‌های خود منفعت گیری می‌کردند یا از طریق فرد دیگر رشد می‌کردند.»

هاتزنپیچلر و تیم محققانش با استناد به نتایج مطالعه‌ای که سال قبل انتشار شد، تصمیم گرفتند بازدید کنند که آیا این موجودات از طریق متانوژن‌ها زندگی می‌کنند یا خیر.

آزمایش میکروب‌های تولیدکننده متان

مثالها از رسوبات چشمه‌های آب‌گرم پارک ملی یلواستون در دمای ۶۱ تا ۷۲ درجه سانتی‌گراد تهیه شدند. «آنتونی کوهتز»، دانشجوی دکترای MSU و ویولا کروکنبرگ، میکروب‌های یلواستون را در آزمایشگاه پرورش داد.

یکروب‌ها نه تنها زنده ماندند بلکه رشد کردند و متان تشکیل کردند. سپس تیم برای توصیف زیست‌شناسی میکروب‌های تازه با «زاکاری جی»، دانشمند دانشگاه فدرال زوریخ، شراکت کرد. در همان زمان، یک گروه تحقیقاتی به سرپرستی «لی چنگ» از مؤسسه بیوگاز چین و «دیانا سوزا» از دانشگاه واخنینگن در هلند با پیروزی یکی دیگر از این متانوژن‌های تازه را رشد دادند.

تیمی از دانشمندان دانشگاه ایالتی مونتانا اولین شواهد تجربی را مبنی‌بر این که دو گروه تازه از میکروب‌ها متان تشکیل می‌کنند، اراعه کردند.

هاتزنپیچلر او گفت: «تا قبل از مطالعات ما، به‌جز تعیین توالی دی‌ان‌ای، هیچ کار آزمایشی روی این میکروب‌ها انجام نشده می بود.»

او او گفت که چنگ و سوزا نظر دادند که مطالعات را باهم برای انتشار کردن اراعه کنند. مقاله چنگ که جداسازی Methanomethylicia را گزارش می‌کرد، به‌طور مشترک با دو مطالعه آزمایشگاهی هاتزنپیچلر انتشار شد.

گروه‌های تازه تولیدکننده متان

به حرف های هاتزنپیچلر، درحالی‌که یکی از گروه متانوژن‌های تازه شناسایی شده، Methanodesulfokora، به‌نظر محدود به چشمه‌های آب گرم و دریچه‌های گرمابی در اعماق دریا است، Methanomethylicia به‌طور گسترده‌تری گسترش یافته است.

آنها بعضی اوقات در تصفیه‌خانه‌های فاضلاب، دستگاه گوارش حیوانات نشخوارکننده، رسوبات دریایی، خاک‌ها و تالاب‌ها یافت خواهد شد.

به حرف های آژانس حفاظت از محیط زیست ایالات متحده، متانوژن‌ها ۷۰ درصد متان جهان را تشکیل می‌کنند. متان گازی است که ۲۸ برابر نیرومندتر از کربن دی‌اکسید گرمای جو را به دام می‌اندازد.

هاتزنپیچلر او گفت: «مقدار متان با شدت زیاد بالاتری نسبت به کربن دی‌اکسید درحال افزایش است و انسان‌ها متان را با شدت بالاتری نسبت به قبل داخل جو می‌کنند.»

تیمی از دانشمندان دانشگاه ایالتی مونتانا اولین شواهد تجربی را مبنی‌بر این که دو گروه تازه از میکروب‌ها متان تشکیل می‌کنند، اراعه کردند.

درحالی‌که آزمایش‌ها به یک سوال مهم جواب دادند، سؤالات بیشتری را تشکیل کردند. به‌گفتن مثال، دانشمندان تا این مدت نمی‌دانند که آیا Methanomethylicia که در محیط‌های حداقلی زندگی می‌کند برای رشد به متانوژن‌ها متکی است یا این که به راه حلهای فرد دیگر رشد می‌کند.

هاتزنپیچلر می‌گوید: «بهترین گمان من این است که آنها بعضی اوقات اوقات با ساخت متان رشد می‌کنند و بعضی اوقات اوقات کاملاً روش فرد دیگر را در پیش می‌گیرند. اما نمی‌دانیم چه وقتی، چطور یا چرا رشد می‌کنند. اکنون باید بفهمیم که چه وقتی در چرخه متان نقش دارند و چه وقتی نه.»

درحالی‌که زیاد تر متانوژن‌های حاضر در پهن‌باستانیان از کربن دی‌اکسید یا استات برای ساخت متان منفعت گیری می‌کنند، Methanomethylicia و Methanodesulfokora از ترکیباتی همانند متانول منفعت گیری می‌کنند. این ویژگی می‌تواند به دانشمندان پشتیبانی کند تا یاد بگیرند که چطور شرایط محیط‌های گوناگون را تحول دهند تا متان کمتری در جو انتشار شود.