هل سينعدم الأوكسجين من كوكب الأرض.. دراسة تكشف التفاصيل
تاريخ النشر: 20th, November 2023 GMT
في الوقت الحالي، تزدهر الحياة على كوكبنا الغني بالأوكسجين، لكن الأرض لم تكن دائما على هذا النحو، ويتوقع العلماء أنه في المستقبل، سيصبح الغلاف الجوي غنيا بالميثان، وفق روسيا اليوم.
وربما لن يحدث هذا قبل مليار سنة أخرى أو نحو ذلك. ولكن عندما يأتي التغيير، فإنه سيحدث بسرعة كبيرة، وفقا لدراسة مقلقة.
وسيعيد هذا التحول الكوكب إلى ما يشبه الحالة التي كان عليها قبل ما يعرف بحدث الأكسدة العظيم (GOE) منذ حوالي 2.
علاوة على ذلك، يقول الباحثون القائمون على الدراسة إنه من غير المرجح أن يكون الأوكسجين الجوي سمة دائمة للعوالم الصالحة للحياة بشكل عام، الأمر الذي له آثار على جهودنا لاكتشاف علامات الحياة في أماكن أبعد في الكون.
وقد يتم تحفيز انخفاض نسبة الأوكسجين في الغلاف الجوي بشكل حاد إلى مستويات تذكرنا بالأرض القديمة، قبل بدء ظروف الاحتباس الحراري الرطبة في النظام المناخي للأرض وقبل الخسارة الكبيرة للمياه السطحية من الأرض.
وعند تلك النقطة، ستكون نهاية الطريق للبشر ومعظم أشكال الحياة الأخرى التي تعتمد على الأوكسجين للبقاء على قيد الحياة.
وللوصول إلى استنتاجاتهم، أجرى الباحثون نماذج تفصيلية للمحيط الحيوي للأرض، مع الأخذ في الاعتبار التغيرات في سطوع الشمس والانخفاض المقابل في مستويات ثاني أكسيد الكربون، حيث يتم تكسير الغاز عن طريق زيادة مستويات الحرارة. ويعني انخفاض ثاني أكسيد الكربون عددا أقل من الكائنات الحية التي تقوم بعملية التمثيل الضوئي مثل النباتات، ما قد يؤدي إلى انخفاض الأوكسجين.
وتوقع العلماء سابقا أن زيادة الإشعاع الصادر عن الشمس من شأنه أن يمحو مياه المحيطات من على وجه كوكبنا في غضون حوالي 2 مليار سنة.
وقال عالم الأرض كريس رينهارد، من معهد جورجيا للتكنولوجيا: "إن الانخفاض في الأوكسجين حاد للغاية. نحن نتحدث عن كمية أكسجين أقل بمليون مرة مما هو عليه اليوم".
ووفقا للحسابات التي أجراها راينهارد وعالم البيئة كازومي أوزاكي، من جامعة توهو في اليابان، فإن تاريخ الأرض الغني بالأوكسجين الصالح للحياة يمكن أن يستمر في نهاية المطاف لمدة تتراوح بين 20 إلى 30% فقط من عمر الكوكب ككل - وستستمر الحياة الميكروبية لفترة طويلة بعد رحيلنا.
المصدر: بوابة الوفد
كلمات دلالية: الغلاف الجوى الميثان
إقرأ أيضاً:
دراسة جديدة تكشف.. البراز المخمر علاج لاضطرابات الجهاز الهضمي
في دراسة جديدة، قام باحثون في جامعة كوبنهاغن بزراعة "فيروسات جيدة" من البراز، والهدف هو استبدال كبسولات البراز المستخدمة الآن في ما يسمى بزراعات البراز.
وبحسب موقع "medicalxpress" أظهرت تقنيتهم الجديدة إمكانات في الدراسات التي أجريت على الفئران والأمل هو أن تعمل على تحسين هذا العلاج المنقذ للحياة من خلال التوحيد القياسي وتمهيد الطريق للعلاج في الطب السائد.
ويتلقى معظم الناس التطعيم دون أن يفكروا في أن تاريخ التطعيمات بدأ عندما تم استخراج السوائل من بثور مليئة بالصديد من الأبقار المريضة. وعلى نحو مماثل، فإن البنسلين الحديث بعيد كل البعد عن أصوله – الذي كان عبارة عن عفن في طبق بتري زرعه ألكسندر فليمنغ وكان يعج ببكتيريا المكورات العنقودية.
يشهد شكل آخر من أشكال الطب المنقذ للحياة تطورا مماثلا: حيث تنقذ عمليات زرع البراز، حيث يتم نقل مادة البراز البشرية من شخص إلى آخر، مئات الأرواح كل عام في الدنمارك وحدها. ولكن في المستقبل، قد يصبح العلاج علاجا أكثر نظافة مع إمكانات أوسع بكثير - بعيدا عن البراز الذي يمثل نقطة انطلاقه.
قال الأستاذ المساعد راسموسن من قسم علوم الأغذية بجامعة كوبنهاغن: "في النهاية، نأمل في الحصول على منتج خالٍ من البكتيريا والفيروسات الضارة المحتملة، ولا يترك سوى جرعة نقية من الفيروسات الجيدة، تسمى العاثيات [فيروسات لاقمة للبكتيريا]، والتي يمكن أن تحارب اضطرابات الجهاز الهضمي المختلفة، وفي الأمد البعيد، يمكن استخدامها لعلاج مجموعة واسعة من المشكلات الصحية".
يقود راسموسن البحث الجديد مع زميله في القسم الأستاذ دينيس ساندريس نيلسن ومجموعة من الباحثين الدوليين - ومن بينهم فريق بحثي من شركة تال تيك في إستونيا. والهدف على المدى الطويل هو أن يتطور العلاج إلى حبة بسيطة يمكن وصفها من قبل الطبيب أو العثور عليها على رفوف الصيدلية - مصممة للأفراد، ولكن في متناول الجميع. ومع ذلك، فإن الطريق طويل.
وأوضح دينيس ساندريس نيلسن قائلا: "اليوم، لا تُستخدم عمليات زرع البراز إلا لعلاج المرضى الذين يعانون من أمراض خطيرة، وعادة ما يكون المرضى في حالات تهدد حياتهم بسبب عدوى بكتيريا Clostridioides difficile. يتم فحص المتبرعين بدقة بحثا عن عدد من البكتيريا والفيروسات المسببة للأمراض المعروفة، لكن هذا مكلف، وهناك دائما درجة من عدم اليقين نظرا لأن المحتوى الدقيق للبراز المتبرع به يختلف من عينة إلى أخرى. تسمح لنا هذه التقنية بالاقتراب من العلاج الموحد حيث نعرف بالضبط ما يتلقاه المريض".
وتستخدم طريقتهم الجديدة التخمير، وهي عملية معروفة من علم الأغذية، تُستخدم في صنع الكومبوتشا والكيمتشي وخبز العجين المخمر، من بين أشياء أخرى. وهنا يأتي دور خبرة الباحثين في علم الأغذية، حيث يقوم بإنشاء ظروف مواتية في حاوية محكمة الغلق لزراعة بكتيريا تعزز الكائنات الحية الدقيقة المفيدة. التخمير هو أيضا العملية التي يتم من خلالها زراعة الكائنات الحية الدقيقة صناعيا لإنتاج مركبات محددة.
وفي هذه الحالة، يبدأ الباحثون بزراعة ميكروبية من البراز، والمنتج النهائي هو مزيج معقد من البكتيريا والعاثيات - الفيروسات التي تهاجم البكتيريا فقط.
وتعتمد هذه التقنية على جهاز يُعرف باسم "الكيموستات" - وهو وعاء يستقبل باستمرار سائلا يحتوي على مغذيات محددة ("وسط نمو") مع تصريف كمية متساوية من السائل.
ويتم إضافة البراز في البداية إلى الوعاء، ويكون تأثير استبدال السائل هو زراعة المزيد من البكتيريا (والعاثيات) التي تزدهر في وسط النمو المعطى، بينما تتم إزالة المحتوى الآخر، بما في ذلك الفيروسات المعدية للإنسان (حقيقيات النوى)، تدريجيا.
ويسمح هذا الأسلوب للباحثين بالتحكم في محتوى الكيموستات عن طريق تعديل تركيبة وسط النمو والتخفيف من استبدال السائل.
ويعد الهدف هو خلق توازن مع تركيبة محددة من البكتيريا والعاثيات، مما يوفر توحيدا مهما. يجعل هذا التوحيد العلاج قابلا للتطوير وأكثر أمانا لأنه يضمن محتوى ثابتا في كل دفعة طالما ظل "مجتمع" الكائنات الحية الدقيقة متوازنا.
واختبر الباحثون تقنية التخمير الجديدة في الكيموستات على الفئران في دراستين تستهدفان اضطرابين مختلفين. وقد ركزت إحدى الدراسات، التي نشرت في مجلة Nature Communications، على علاج السمنة، بينما ركزت الأخرى، التي نشرت في مجلة Microbiome، على العدوى ببكتيريا C. difficile القاتلة [مطثية عسيرة]، والتي تشكل خطورة ليس فقط على البشر بل وأيضا على الفئران. وتصف المقالة الثالثة، وهي دراسة بحثية نظرية في iScience، تصميم الطريقة الأكثر نجاحا.
ظهرت النتائج الأكثر أهمية في الفئران المصابة ببكتيريا C. difficile: حيث تعافى معظم الفئران التي عولجت بالخليط تماما، في حين ماتت غالبية المجموعة الضابطة بسبب العدوى.
قال راسموسن: "تشير اختبارات المتابعة لدينا إلى أن خمسة على الأقل من الفئران الثمانية قد شُفيت بالعلاج. ويشير هذا النجاح في تجربة التخمير الأولى لدينا إلى إمكانية تحسين العملية بشكل أكبر". راسموسن.
كما أنتجت دراسة علاج السمنة تأثيرات، وإن كانت أكثر هدوءا. وتوفر الدراسات معا لمحة عن مستقبل واعد لهذا النوع من العلاج.
وتعتبر عمليات زرع البراز علاجا قياسيا لعدد قليل فقط من أمراض الجهاز الهضمي الشديدة، مثل العدوى بـ C. difficile (CDI)، حيث تكون حياة المرضى معرضة للخطر. هذا فعال للغاية، حيث يساعد تسعة من كل عشرة مرضى وينقذ العديد من الأرواح سنويا.
ومع ذلك، تظل عملية التبرع بالبراز "صندوقا بنيا"، كما يسميها الباحثون في هذا المجال. المحتوى الدقيق لبراز المتبرع غير معروف، والتأثير الدقيق لنقل الميكروبات على المتلقي غير مفهوم تماما، مما يحد من الاستخدام الأوسع للعلاج.
وقال راسموسن: "نحن نعلم أن صحة الأمعاء أمر بالغ الأهمية لمجموعة واسعة من الحالات والصحة العامة، وبالتالي فإن إمكانية التطبيقات الأوسع كبيرة إذا تمكنا من إنشاء منتج موحد وآمن باستخدام هذه العاثيات المستخرجة".
ويمكن توجيه العلاجات المستقبلية إلى حالات مثل الربو ومرض السكري من النوع الأول، والتي، وفقا لدينيس ساندريس نيلسن، تتضمن العلاج بدءا من مرحلة الطفولة المبكرة.
ويضيف نيلسن: "إن علاج كبار السن المصابين بأمراض خطيرة دون أي بدائل أخرى يختلف تمام الاختلاف عن علاج طفل يبلغ من العمر تسعة أشهر ومعرض لخطر الإصابة بالربو. وهذا يؤكد الحاجة إلى التوحيد القياسي الذي نعمل عليه. ويتطلب تحقيق أعلى مستوى من السلامة".
تكريم المخرج الكبير سعيد حامد بمهرجان VS-FILM