عمرها 500 ألف عام.. لماذا تحول لون أكبر بحيرة في كاليفورنيا إلى الأخضر؟
تاريخ النشر: 30th, May 2024 GMT
في الساعات القليلة الماضية رصدت الأقمار الصناعية لـ«ناسا»، ظاهرة غريبة وهي تحول اللون الصافي لأكبر بحيرة مياه عذبة في ولاية كاليفورنيا إلى اللون الأخضر الفاتح، وهي بحيرة«Clear Lake» التي تدعم أكبر عدد من الأسماك والبشر في المنطقة ويعود عمرها لحوالي 500 ألف عام، فما السر؟.
سبب تحول مياه بحيرة Clear Lakeرصدت الأقمار الصناعية لوكالة الفضاء الدولية ناسا، تحول واضح للمياه العذبة في بحيرة «Clear Lake» أقدم بحيرة أمريكية تقع في كاليفورنيا للون الأخضر، وكان السبب تكاثر الطحالب الضخمة، السكان قالوا إن الطحالب ظهرت يوم 15 مايو وزادت تخوفاتهم من الطحالب الضارة التي انتشرت بسرعة وغيرت لون المياه، وقالت ريتشي، أحد سكان المنطقة:«انتشار الطحالب الضارة يمكن أن يسبب تسمم المياه أو تؤثر على الكائنات الحياة في البحيرة»، وفق «مجلة نيوزويك».
وتقع بحيرة «Clear» التي غزتها الطحالب على بعد حوالي 120 ميلا شمال سان فرانسيسكو؛ تغطي مساحة تبلغ حوالي 68 ميلًا مربعًا وهي أقدم بحيرة في أمريكا الشمالية حيث يبلغ عمرها حوالي 500 ألف عام، بها أعدادًا كبيرة من الأسماك وتجذب أنواعا مختلفة من الطيور، منها البط والبجع والنسر الأصلع، وازدحام الطحالب يثير مخاوف بيئية وصحية.
وسبب انتشار الطحالب في بحيرة Clear، وتحديدا البكتيريا الزرقاء أو «الطحالب الخضراء المزرقة»، وهي كائنات وحيدة الخلية تزدهر في البيئات الغنية بالفوسفور والنيتروجين، يعود إلى البيئة التي توفرها البحيرة بسبب مياهها الدافئة وأعماقها الضحلة.
إيان هندي، عالم في معهد علوم البحار التابع لجامعة بورتسموث في إنجلترا، قال لمجلة نيوزويك: «البحيرة غنية بالعناصر الغذائية التي تسبب ازدهار الطحالب الضارة (HABs) مثل الأكسجين المذاب الذي يوفر لها سبل الحياة ويمكن أن تستهلك كميات كبيرة منه، مما يؤثر على الحياة البحرية».
وحتى الآن اكتشف العلماء أكثر من 130 نوعًا من الطحالب في مياه البحيرة، 3 منها يمكن أن تكون ضارة بصحة الإنسان، ويمكن لبعض الطحالب أن تنتج سمومًا مثل ميكروسيستين، والتي تشكل مخاطر صحية خطيرة على كل من البشر والحياة البرية، إذ يسبب هذا السم تهيج الجلد وتلف الكبد وحتى الفشل الكلوي إذا تم تناوله، وفي حال ضخته الطحالب في البحيرة يمكن أن ينتشر بسرعة في المياه، أو يخرج إلى السطح ويتبخر في الهواء، وفقًا لبيان مرصد الأرض التابع لوكالة ناسا.
وحتى لو لم تكن هذه السموم موجودة، فإن تكاثر الطحالب يمكن أن يستنزف كل الأكسجين من الماء ويحتمل أن يتسبب في اختناق الأسماك وغيرها من الكائنات الحية، وقال هندي «هذه العملية تخلق مستويات منخفضة للغاية من الأكسجين في الماء، مما يجعل حياة الكائنات المائية مثل الأسماك واللافقاريات في خطر كبير».
المصدر: الوطن
كلمات دلالية: بكتريا الطحالب كاليفورنيا الطحالب فی یمکن أن
إقرأ أيضاً:
علاقات صداقة بين الكائنات الحية الدقيقة.. كيف تحمي بعضها؟
الطحالب الخضراء كائنات ذاتية التغذية تقوم بعملية البناء الضوئي وتُنتج الأكسجين ومعظم أنواعها وحيد الخلية، وتعتبر مصدرا مهما للغذاء بالنسبة للأسماك والكائنات البحرية حيث تعد أساس الشبكات الغذائية.
وتنشأ بين بعض الكائنات الحية الدقيقة علاقات تكافلية وتبادلية تتبادل فيها المنفعة، ومنها علاقات تفاعلية بين الطحالب الدقيقة والبكتيريا، وأخرى بين الطحالب والفطريات، ولكن هل يمكن وصف هذه العلاقات بالصداقة؟
في هذه الدراسة التي قام بها باحثون من جامعة فريدريش الألمانية ومعهد لايبنتز لأبحاث المنتجات الطبيعية وبيولوجيا العدوى، ونشرت في أبريل/نيسان الماضي بموقع مجلة الأكاديمية الوطنية للعلوم، جرى تسليط الضوء على علاقة ثلاثية بين الأحياء الدقيقة، حيث تدعم طحالب كلاميدوموناس الدقيقة نمو بكتيريا المايستوكولا، وفي الوقت نفسه تعزز المايستوكولا نمو طحالب الكلاميدوموناس في علاقة تبادلية.
وبناء على هذه العلاقة، تحمي بكتيريا المايستوكولا الصديقة الطحالب من بكتيريا معادية وهي بكتيريا سيدوموناس أو الزائفة، حيث إن البكتيريا الزائفة تفرز مواد كيميائية تعمل على قتل وتحليل الطحالب الدقيقة وإزالة أسواط الخلايا الطحلبية.
أي أن بكتيريا المايستوكولا لها دور مزدوج بالنسبة للطحالب، فهي لا تدعم نمو طحالب كلاميدوموناس فحسب، بل تعمل أيضا على حمايتها من البكتيريا الزائفة.
تنشأ علاقة متبادلة بين بكتيريا المايستوكولا وطحالب الكلاميدوموناس. فبينما تفرز الطحالب فيتامينات بي 1 وبي 3 وبي 5 بالإضافة إلى الكبريت العضوي على شكل ميثيونين، فإن بكتيريا المايستوكولا تستفيد من هذه المواد التي تفرزها الطحالب حيث إنها ضرورية لنموها، وفي المقابل فإن المايستوكولا يعزز نمو الطحالب.
ولكن من غير المعروف حتى الآن كيف تحفز بكتيريا المايستوكولا نمو الطحالب، وأحد الاحتمالات أن ثاني أكسيد الكربون الناتج عن البكتيريا يحفز نمو الطحالب.
كيف تُعطل بكتيريا المايستوكولا السموم التي تفرزها الزائفة؟وباستخدام وسائل علمية عديدة وجد الباحثون أن المايستوكولا تُنقذ الطحالب من البكتيريا المعادية عن طريق انقسام رابطة إستر الببتيد الدهني الحلقي السام الذي تفرزه البكتيريا المعادية وتحويله إلى شكل خطي، حيث إن هذا المركّب الناتج لا يؤدي إلى زيادة أيونات الكالسيوم الخلوية التي تؤدي عند زيادتها إلى تحلل الطحالب، وبالتالي تظل الطحالب متحركة، ويمكنها السباحة بعيدا عن البكتيريا المعادية والنجاة من الهجوم.
أين توجد هذه الأنواع الثلاثة من الميكروبات؟توجد الأجناس الثلاثة الكلاميدوموناس والزائفة والمايستوكولا في الطبيعة، فقد عُزل هذا النوع من الكلاميدوموناس لأول مرة في حقل البطاطس، وتشتمل الكائنات الحية الدقيقة الموجودة في جذور البطاطس في جبال الأنديز العليا أيضا على الزائفة وكذلك أجناس المايستوكولا جنبا إلى جنب مع الكلاميدوموناس.
ومن اللافت للنظر أن الأنواع الأخرى من الزائفة تعمل أيضا بشكل عدائي ضد الكلاميدوموناس، كما تعمل الأنواع الأخرى من المايستوكولا أيضا كبكتيريا مساعدة للكلاميدوموناس.
كيف تحمي الفطريات الطحالب؟وفي حالات أخرى يمكن حماية الطحالب من البكتيريا المعادية عن طريق إدخال فطر، حيث يعمل على تغيير نوع التفاعل بين الكائنين.
وعلى سبيل المثال تُحدث بكتيريا التربة (ستريبتومايسيس إيرانيسيس) تأثيرا قاتلا على الطحالب الخضراء الدقيقة من نوع كلاميدوموناس رينهاردتي، ولكن يمكن تحييد هذا التأثير القاتل عن طريق إدخال فطر الرشاشية المعششة الذي يحمي الطحالب من الهجوم البكتيري.
وفي مثال مختلف يحدث العكس، حيث تحمي البكتيريا الفطريات. فكما تقوم بكتيريا المايستوكولا بحماية الطحالب من البكتيريا الزائفة المعادية، فإنها كذلك تعمل على حماية فطر غاريقون ثنائي البوغ من نوع آخر من أنواع البكتيريا الزائفة.
يُعد البحث في التفاعلات الميكروبية الثلاثية خطوة أولى مهمة لمعرفة أسرار التفاعلات الميكروبية، على الرغم من أنه لم تُدرس التفاعلات الثلاثية بين الكائنات الحية الدقيقة حتى الآن إلا في حالات قليلة.
فعلى سبيل المثال تشير التفاعلات بين ثلاثة أنواع بكتيرية مختلفة إلى أن تفاعلات الميكروبيوم تشكل تنظيم المستقلبات الثانوية التي تفرزها الميكروبات، ومجال المستقلبات الثانوية مجال ناشئ في أبحاث المنتجات الطبيعية.
وفي مثال آخر للتفاعلات الميكروبية فإن الطحالب الكبيرة (أولفا) التي تشارك في ما يسمى بازدهار الطحالب الخضراء، لا يمكنها أن تنمو وتتطور بكفاءة إلا في وجود نوعين مختلفين من البكتيريا، كما يمكن استخدام التفاعلات بين المرجان والطحالب والميكروبات للتعامل مع ظاهرة تحمّض المحيطات.
وفي المستقبل، سيكون من الضروري فهم مثل هذه التفاعلات الميكروبية متعددة الشركاء إلى جانب التغيرات في المستقلبات الثانوية لفهم الكائنات الحية الدقيقة بشكل أفضل وأهميتها للحياة على الأرض. وينطبق هذا أيضا بشكل خاص على التفاعلات بين الطحالب والميكروبات ودورها في حماية الطحالب، حيث إن الطحالب هي المتتج الأساسي الرئيسي، وتوفر الأكسجين وتثبّت ثاني أكسيد الكربون.
الجيش الملكي والرجاء البيضاوي يعلنان توزيع تذاكر نهائي كأس العرش مجانا