ديدان القطب الجنوبي لديها سر مذهل للبقاء على قيد الحياة
مصر:إيهاب محمد زايد
عندما تحاول البقاء على قيد الحياة في البرية المتجمدة في القارة القطبية الجنوبية، فإنك تحتاج إلى كل المساعدة التي يمكنك الحصول عليها – ويبدو أن بعض الديدان البحرية تبقى على قيد الحياة من خلال تكوين علاقات مع البكتيريا التي تنتج نوعًا من مضادات التجمد الطبيعية.
وينتهي الأمر بهذه البكتيريا بالعيش داخل الديدان، وفي مقابل حسن الضيافة، تفرز مواد بروتينية للحماية من درجات حرارة المياه الجليدية.
إنها خطوة مهمة إلى الأمام في فهمنا للعلاقات بين الميكروبات والكائنات الحية التي لها علاقة مفيدة للطرفين، وفقًا للفريق الذي يقف وراء الدراسة، والذي يتكون من باحثين من مؤسسات متعددة في إيطاليا.
وكتب الباحثون في ورقتهم المنشورة: “تعيش الكائنات متعددة الخلايا في المحيطات في ارتباط وثيق مع الميكروبات الخاصة بها، والتي تزود مضيفيها بوظائف رئيسية بما في ذلك الإمداد بالمغذيات، وآليات الدفاع، وحتى مسارات التمثيل الغذائي الإضافية”.
سافر الفريق إلى عدة مناطق ساحلية في القارة القطبية الجنوبية لالتقاط عينات من الرواسب، ووجدوا الديدان الثلاثة: متعددة الأشواك (Leitoscoloplos Geminus، وAphelochaeta palmeri، وAglaophamus trissophyllus). كان متوسط درجة حرارة الماء أقل من درجة التجمد بمقدار درجة مئوية واحدة، وهو بارد جدًا بحيث لا تتمكن هذه الديدان من البقاء على قيد الحياة بمفردها.
دخول بكتيريا Meiothermus و Anoxybacillus تعمل على مكافحة التجمد من داخل الديدان.
على وجه التحديد، تنتج البروتينات الموجودة في هذه البكتيريا المواد الكيميائية البرولين والجليكول، التي تخفض درجة تجمد سوائلها الداخلية، وتمنع تكوين الجليد داخل خلاياها، تمامًا كما يفعل مضاد التجمد داخل السوائل.
يمكن لكائنات أخرى في هذه البيئات القاسية أن تنتج بنفسها بروتينات مضادة للتجمد، ومن الأمثلة على ذلك الأسماك الجليدية. يبدو أن هذه الديدان تحتاج إلى القليل من المساعدة التكافلية من البكتيريا المحلية.
وكتب الباحثون: “تشير هذه النتائج إلى أن الأعضاء الأساسية البكتيرية في متعددات الأشواك في القطب الجنوبي مدفوعة بالتفاعلات البيولوجية بين المضيفين والبكتيريا المرتبطة بها”.
ويعتقد الباحثون أن هذه العلاقة استمرت لفترة طويلة جدًا – ربما تساعد هذه الأنواع على ترسيخ وجودها في القارة القطبية الجنوبية – حيث تنقل أجيال من هذه الديدان البحرية البكتيريا عبر الأجيال. ومع ذلك، ستكون هناك حاجة إلى مزيد من الأبحاث لتأكيد ذلك.
أما بالنسبة لكيفية تطبيق هذه المعرفة الجديدة، فإن أحد المجالات التي يمكن استخدامها فيها هو مجال الحفظ بالتبريد: حفظ الخلايا ولكن على قيد الحياة في درجات حرارة متجمدة. وبطبيعة الحال، فإنه يعطينا أيضا نظرة جديدة على التوازن الدقيق للحياة البحرية في القارة القطبية الجنوبية، وهو التوازن الذي لا يزال مهددا بارتفاع درجات الحرارة.
نحن نعلم أن العيش في هذه الظروف يعني أنواعًا مختلفة من التكيف لتحقيق أقصى استفادة من الموارد المتاحة، ومكافحة الظروف التي قد تجعل الحياة في النفايات الجليدية مستحيلة.
وكتب الباحثون: “إن نتائج هذه الدراسة تفتح آفاقًا أوسع حول فهم آليات التكيف ومقاومة البرد لدى اللافقاريات البحرية التي تتوسطها البكتيريا المرتبطة بها”.
وقد تم نشر البحث في مجلة Science Advances
