راهی تازه برای جلوگیری از انتشار متان/ میکروب‌های اعماق اقیانوس شبکه‌های الکتریکی زنده می‌سازند تا متان را فیلتر کنند!

تینا مزدکی_متان، گاز گلخانه‌ای بسیار قوی است به طور مداوم از کف اقیانوس نشت می‌کند و می‌تواند وارد جو شود. اکنون یک تیم بین‌المللی به رهبری دانشمندان کالج هنر و علوم دورنسایف دانشگاه کالیفرنیای جنوبی (USC Dornsife) کشف کرده‌اند که چگونه میکروارگانیسم‌های ریز به‌صورت یک شبکه الکتریکی زنده با هم همکاری می‌کنند تا بخشی از این گاز را پیش از فرار به جو مصرف کنند و همچون فیلتری زنده عمل کنند. با آشکار شدن اینکه این میکروب‌ها چگونه به طور طبیعی انتشار متان را کاهش می‌دهند، یافته‌ها می‌تواند به راهبردهای نوآورانه برای کنترل بهتر رهاسازی متان در محیط‌های طبیعی و مهندسی‌شده منجر شود.

این پژوهش که در نشریه Science Advances منتشر شده، به شراکت منحصربه‌فرد میان دو میکروب بسیار متفاوت پرداخته است؛ آرکی‌های متان‌خوار بی‌هوازی (ANME) و باکتری‌های کاهنده سولفات (SRB). به تنهایی، هیچ‌یک از این میکروب‌ها نمی‌توانند متان را مصرف کنند. زمانی که ANME متان را تجزیه می‌کنند، این فرآیند الکترون‌هایی آزاد می‌کند که باید انتقال یابند، فرآیندی که «واکنش اکسایش-کاهش» نامیده می‌شود، یعنی حرکت الکترون‌ها از یک مولکول به مولکول دیگر، مشابه اینکه انسان‌ها برای دریافت الکترون‌ها به اکسیژن وابسته‌اند. بدون پذیرنده الکترون، مصرف متان متوقف می‌شود.
در اینجا باکتری‌های همکار وارد عمل می‌شوند. SRBها اگرچه نمی‌توانند خودشان متان مصرف کنند، اما با پذیرش الکترون‌های آزادشده در این فرآیند کمک می‌کنند و آنها را به پذیرنده نهایی خود یعنی سولفات منتقل می‌کنند؛ فرآیندی که متابولیسم خودشان را تأمین می‌کند. به گفته دکتر محی‌الدین النجّار، استاد فیزیک و نجوم و استاد شیمی و علوم زیستی در USC Dornsife و یکی از پژوهشگران اصلی این پژوهش این دو میکروب کاملاً متفاوت به صورت خوشه‌های فیزیکی در هم تنیده می‌شوند و کل فرآیند به این دلیل کار می‌کند که پروتئین‌های رسانای اکسایش-کاهش آنها را به یکدیگر متصل کرده و به مدارهای الکتریکی فعال تبدیل می‌کنند.

تیم پژوهشی بین‌المللی، شامل دانشمندانی از کلتک، دانشگاه پکن و مؤسسه ماکس پلانک میکروبیولوژی دریایی، با استفاده از روش‌های الکتروشیمیایی تخصصی، برای نخستین‌بار این تبادل الکترونی را در آزمایشگاه اندازه‌گیری کردند. نمونه‌ها از محل‌های مختلف نشت متان دریایی، از جمله دریای مدیترانه، حوضه گوایماس و سواحل کالیفرنیا جمع‌آوری شد. دکتر هانگ یو، نویسنده اصلی پژوهش می‌گوید:« این شراکت‌های میکروبی همچون نگهبانان طبیعی عمل می‌کنند و نقشی حیاتی در محدود کردن انتشار متان به دریا و جو دارند. با کشف نحوه عملکرد این همکاری‌ها، ما بینشی به‌دست می‌آوریم که نشان می‌دهد چگونه حیات در طول میلیاردها سال، حتی در محیط‌های بسیار سخت، تکامل یافته تا گازهای گلخانه‌ای قوی را مصرف کند.»
پژوهشگران می‌گویند این کشف دیدگاه تازه‌ای درباره این موضوع ارائه می‌دهد که فعالیت‌های میکروبی پنهان چگونه سامانه‌های زمین را به روش‌هایی که تازه در آغاز فهم آن هستیم، تحت تأثیر قرار می‌دهند. دکتر ویکتوریا اورفان، استاد علوم محیطی و ژئوبیولوژی در کلتک و نویسنده همکار پژوهش، گفت: این کشف که حاصل نزدیک به یک دهه پژوهش میان‌رشته‌ای است، نشانه‌ای از پایداری و همکاری در علم است و نشان می‌دهد که هنوز چقدر باید درباره زیست‌بوم‌های میکروبی که به آنها وابسته‌ایم، بیاموزیم.»
منبع:  phys
۲۲۷۳۲۳