دانشمندان از کشف میکروبهایی که «استقرار» لاوا را در عرض ساعتها پس از جامد شدن نشان میدهند، شگفتزده شدند
حتی قویترین میکروبها هم نمیتوانند از فورانهای آتشفشانی زنده بمانند، اما بر پایه یک مطالعه جدید، آنها میتوانند بهطور شگفتانگیزی سریع بازگردند.
میکروبها تمایل دارند تقریباً در همهجا بر روی زمین و در شدیدترین شرایط بقا یابند. این شامل محیط بایر و تقریباً استریلی است که پس از فورانهای آتشفشانی به وجود میآید.
در مقاله اخیر Communications Biology، تیمی از زیستشناسان بومشناسی و دانشمندان سیارهشناسی توان شگفتانگیز میکروبها در بازپراکندگی مجدد مناظر تقریباً بلافاصله پس از یک فوران آتشفشانی را گزارش کردند. بنابراین بله؛ ما در واقع درباره میکروارگانیسمهایی صحبت میکنیم که میتوانند در لاوای تازه سرد شده مستقر شوند. نکته مهم این است که این مطالعه برای اولین بار است که دانشمندان میکروبها را هنگام حرکت به زیستگاه کاملاً جدیدی که هنوز در حال شکلگیری است مستند کردهاند؛ لاوا هنگامی که از زمین فوران میکند، عملاً تمام چیزهایی که پیش از آن وجود داشته را پاک میکند.
این دینامیکهای منحصربفرد پیامدهای قدرتمندی برای مطالعه تکامل جوامع زیستی، نه تنها بر روی زمین بلکه فراتر از آن، دارند؛ ایننظر پژوهشگران در بیانیهای بیان شد.
حرکتی آتشین
تحقیقات پیشین دربارهی مقاومت میکروبی عمدتاً بر میکروبهایی متمرکز بودهاند که یا در حال حاضر آنرا در یک زیستگاه اشغال میکردهاند یا بهطرز موفق به نفوذ به آن زیستگاه شدهاند، بر پایه مقاله. از سوی دیگر، استقرار اولیه، یا «انتقال از محیطی غیر مسکونی به محیطی مسکونی»، بهندرت در طبیعت مستند شده است.
پژوهشگران این سؤال را مطرح کردند که آیا فعالیتهای آتشفشانی میتواند چنین شرایط غیرمنتظرهای را در زمین ایجاد کند و برای بررسی آتشفشان فاگرالدسفیا به ایسلند رفتند.
«لاوا که از دل زمین بیرون میآید بیش از ۲,۰۰۰ درجه فارنهایت دارد، بنابراین واضح است که کاملاً استریل است»، ناتان هدِلند، نویسنده ارشد مطالعه و دانشجوی دکترا در دانشگاه آریزونا، در بیانیهای اعلام کرد. «این یک صفحه سفید است که بهطور اساسی یک آزمایشگاه طبیعی برای درک چگونگی استقرار میکروبها فراهم میآورد».
در بازهٔ ۲۰۲۱ تا ۲۰۲۳—دورهٔ مطالعه—آتشفشان سه بار فوران کرد و انبوهی از گاز، غبار و لاوا را بهوجود آورد که بخش وسیعی از توندراهای نزدیک را در بر گرفت. بیتردید، سنگهای لاوا تقریباً هیچ آب یا مواد مغذی آلی ندارند، به این معنی که حتی اگر میکروبها بههرهای از گرمای لاوا زنده بمانند، منبع تغذیهای برای آنها ندارند. اما بررسی پژوهشگران نشان داد که این مسأله واقعاً مهم نبوده است.
«استعمارگران سرسخت»
برای تحلیل خود، پژوهشگران جریانهای لاوا را به محض سرد شدن بهحد کافی جمعآوری کردند؛ همچنین آب باران، آئروسلها و سنگهای مناطق اطراف را جمعآوری کردند. سپس DNA این نمونهها را استخراج کردند تا بررسی کنند که آیا میکروبها حضور دارند و در کجا. در نهایت، رشد این جمعیت جدید میکروبها را پایش کردند. «معیارهای متعدد نشان دادند که جریانهای لاوا تجزیهشده در این مطالعه، بهسرعت میکروارگانیسمها را در عرض ساعتها و روزهای پس از جامد شدن میزبانی کردند»، پژوهشگران در مطالعه خود اشاره کردند.
این میکروب در اتاقهای تمیز ناسا «بیتحرک» رفتار میکند و شاید ما آن را به مریخ فرستاده باشیم
«اینکه توانستیم این کار را سه بار انجام دهیم—پس از هر فوران در همان ناحیه—چیزی است که پروژه ما را متمایز میکند»، هدِلند گفت.
در واقع، پژوهشگران توانستند یک موج نخستین از میکروبهای «سرسخت» را تأیید کنند که در ساعتها و روزهای اولیهٔ فوران آتشفشانی زنده میمانند. بر اساس مقاله، بهاحتمال زیاد این میکروبها از طریق آب باران وارد شدهاند.
همانطور که شرایط با گذشت زمان کمتر شدید میشود، میکروبهای بیشتری «وارد» جامعهٔ جدید میشوند؛ این میکروبها از طریق بارانهای بیشتر و نواحی مجاور میآیند، مطابق با توضیح مقاله. جامعهٔ میکروبی در زمستان کاهشهایی را تجربه کرد اما بهطور کلی ثبات خود را در طول سه فوران مختلف حفظ کرد.
«ما انتظار این را نداشتیم»، سولانژ دوهامِل، همنویسندهٔ مطالعه و زیستشناس در دانشگاه آریزونا، گفت. «این جریانهای لاوا از میان محیطهای کمبیوممجموعهٔ زمین هستند… اما نمونههای ما نشان داد که سلولهای تکسلولی بهسرعت آنها را مستقر میسازند».
آیا مریخیان میکروبی خواهند بود؟
برای پژوهشگران، یک پیام واضح از این مطالعه جدید این است که آیا فرایندهای زیستی مشابه میتوانند بر روی مریخ نیز رخ دهند. اگرچه آتشفشانهای سیارهٔ همسایه بهنظر میرسد که آرام گرفتهاند، دانشمندان اکنون میدانند که برای موجودات ریز امکانپذیر است که در لاوای تازه جامد شده یک خانه پیدا کنند.
رهسپار پرسیورنس نشانهای احتمالی از حیات باستانی در سنگ مریخی یافت
علاوه بر این، فعالیت آتشفشانی گرما را به سامانه سیاره وارد میکند و گازهای فرار را رها میسازد؛ «بهاین خاطر ایده این است که فورانهای آتشفشانی گذشته میتوانستند دورههای موقت قابل سکونت ایجاد کنند»، دوهامِل افزود.
بههر حال، تمام این موارد دربارهٔ مریخ یک فرضیهٔ بزرگ است، پژوهشگران اذعان کردند. اما این قطعاً نمایشی شگفتانگیز است که حیات در کوچکترین مقیاسها میتواند به بزرگترین شکلها بقا پیدا کند.