گفت‌وگو با پژوهشگر دانشگاه میامی درباره کشف اثرگذاری ماهی‌ها در مبارزه با تغییرات اقلیمی

یافته‌های یک پژوهش جدید نشان می‌دهد که رسوب حیاتی کربنات کلسیم در اقیانوس‌ها که یکی از بزرگ‌ترین مخزن‌های جذب کربن و سپر‌های دفاعی زمین در برابر گرمایش جهانی است، تنها حاصل فیزیولوژی ماهی‌ها نیست بلکه نتیجه یک هم‌زیستی پیچیده و ناشناخته میان ماهی‌های استخوانی و باکتری‌های روده آنهاست؛ فرآیندی که در صورت تایید نهایی، معادله چرخه جهانی کربن را دگرگون خواهد کرد.

اقیانوس‌ها به عنوان تنظیم‌کننده‌های اصلی اقلیم زمین، بخش عظیمی از دی‌اکسید کربن جو را در خود ذخیره می‌کنند. تا پیش از این، دانشمندان بر این باور بودند که تولید ماده معدنی کربنات کلسیم به شکل گلوله‌های جامدی موسوم به «ایکتیوکربنات» صرفا حاصل فرایند‌های فیزیولوژیک ماهی‌های استخوانی است؛ فرایندی که نقشی مهم در شیمی اقیانوس‌ها و چرخه کربن دریایی ایفا می‌کند. با این حال، پژوهشی جدید که در نشریه معتبر PLOS Biology منتشر شده، این دیدگاه دیرینه را به چالش می‌کشد.

این پژوهش نشان می‌دهد که برخی باکتری‌های گروه ویبریو، به‌ویژه گونه (Photobacterium damselae subsp. damselae) که در روده وزغ‌ماهی خلیج مکزیک (Gulf toadfish) فراوان هستند، احتمالا در کنار خود ماهی در تشکیل این ترکیبات کربناتی مشارکت دارند؛ فرضیه‌ای که به گفته پژوهشگران هنوز به شواهد مستقیم بیشتری نیاز دارد.

برای درک بهتر ابعاد این کشف بیولوژیکی و پیامد‌های زیست‌محیطی آن در مقیاس سیاره‌ای، خبرنگار «آگاهتک» با دکتر خاویر دل کامپو (Javier del Campo) گفت‌و‌گو کرده است. دکتر دل کامپو، متخصص برجسته اکولوژی میکروبی و رهبر گروه پژوهشی در «موسسه زیست‌شناسی تکاملی» (CSIC-UPF) در بارسلونا و همچنین استاد وابسته در «دانشکده علوم دریایی، جوی و زمین‌شناسی روزنستیل» دانشگاه میامی فلوریدا است. او پس از اتمام تحصیلات و دوره دکتری خود در میکروبیولوژی محیطی و بیوتکنولوژی در موسسه علوم دریایی بارسلونا، تحقیقات پسادکتری خود را در دانشگاه‌های بارسلونا و بریتیش کلمبیا (ونکوور) ادامه داد.

او از سال ۲۰۱۹ به عنوان استادیار در دانشگاه میامی فعالیت کرده و از سال ۲۰۲۱ نیز به مؤسسه زیست‌شناسی تکاملی بارسلونا پیوسته است. پژوهش‌های او در ابتدا بر اکولوژی و تکامل یوکاریوت‌های میکروسکوپی متمرکز بود، اما در سال‌های اخیر برای دستیابی به تصویری جامع‌تر از میکروبیوم، باکتری‌ها و دیگر پروکاریوت‌ها را نیز دربر گرفته است. هدف نهایی پژوهش‌های او، درک بهتر نقش میکروارگانیسم‌ها در نحوه پاسخ جانوران به تغییرات اقلیمی است.

در ادامه، مشروح این گفت‌و‌گو را می‌خوانید؛ گفت‌وگویی درباره شواهد تازه از همکاری احتمالی میان ماهی‌های دریایی و باکتری‌های روده آنها در تولید ایکتیوکربنات‌ها و پیامد‌های احتمالی این پدیده برای چرخه کربن اقیانوس‌ها.

دکتر خاویر دل کامپو (Dr. Javier del Campo)

چه چیزی برای اولین بار تیم شما را به سمت این ایده برد که میکروب‌های روده ماهی ممکن است نقشی در تولید «ایکتیوکربنات» ایفا کنند؟

خب، نخستین سرنخ این بود که پژوهش‌های قبلی توانسته بودند با بررسی فیزیولوژی ماهی، سازوکار‌های مربوط به این فرایند را شناسایی کنند. همچنین وجود میکروب‌ها در ایکتیوکربنات‌ها بر اساس مشاهدات میکروسکوپی مشخص شده بود.

نتایج شما نشان‌دهنده حضور قوی باکتری‌های خاصی، به‌ویژه «فوتوباکتریوم دامسلا» (Photobacterium damselae)، هم در روده و هم در گلوله‌های کربناتی است. آیا فکر می‌کنید این میکروب‌ها مستقیما در تشکیل کربنات کلسیم نقش دارند، یا اینکه ممکن است به طور غیرمستقیم بر این فرآیند تأثیر بگذارند؟

بر اساس داده‌های ما، آنها ممکن است به‌طور مستقیم در رسوب‌گذاری کربنات کلسیم مشارکت داشته باشند. اما برای تأیید این موضوع به پژوهش‌های بیشتری نیاز داریم.

اگر این همکاری میان ماهی و میکروب تایید شود، چگونه ممکن است درک فعلی ما از چرخه کربن دریایی را تغییر دهد؟

خب، این امر هم‌زیستی دیگری را وارد معادله خواهد کرد، مشابه هم‌زیستی شناخته‌شده میان مرجان‌ها و جلبک‌های فتوسنتزکننده همکار آنها (Photobionts)؛ اما این بار میان ماهی و باکتری.

آزمایش‌های شما ماهی‌ها را تحت شرایط شوری متفاوت بررسی کرده‌اند. این نتایج درباره چگونگی تأثیر عوامل محیطی بر این فرآیند چه چیزی به ما می‌گویند؟

این عوامل تأثیر قوی بر فیزیولوژی ماهی دارند و تأثیر واضحی بر تشکیل ایکتیوکربنات می‌گذارند.

ماهی وزغ خلیج مکزیک(Opsanus beta). اعتبار عکس: Diana Udel, University of Miami Rosenstiel School

آیا انتظار دارید مشارکت‌های میکروبی مشابهی در دیگر گونه‌های ماهی نیز رخ دهد، یا اینکه این موضوع ممکن است مختص گروه‌های خاصی باشد؟

ما انتظار داریم که این امر در میان تمامی ماهی‌های استخوانی دریایی (teleosts) شایع باشد.

مهم‌ترین گام‌های بعدی برای تایید نقش این میکروب‌ها در تشکیل ایکتیوکربنات چیست؟

فکر می‌کنم ما به درک عمیق‌تری از پاسخ ترانسکریپتومی (تغییرات الگوی فعالیت ژن‌ها) ماهی‌ها و میکروب‌های همراه آنها نیاز داریم. ما همچنین باید این کار را روی بیش از یک گونه ماهی انجام دهیم.

به طور کلی، این مطالعه چه پیشنهادی در خصوص نقش هم‌زیستی میکروبی در شکل‌دهی به اکوسیستم‌های اقیانوسی دارد؟

هرچه بیشتر نگاه می‌کنیم، هم‌زیستی‌های میکروبی معنادارتری را در اقیانوس مشاهده می‌کنیم. آنها کلید بیشتر فرآیند‌هایی هستند که در دریا مشاهده می‌کنیم و سنگ بنای اکوسیستم دریایی به شمار می‌روند.

در نهایت، خوانندگان هنگام تفسیر این یافته‌ها باید چه محدودیت‌هایی را در این مطالعه مد نظر داشته باشند؟

بخشی از ظرفیت عملکردی توصیف‌شده برای میکروب‌های دخیل در تشکیل ایکتیوکربنات‌ها بر اساس شواهد غیرمستقیم است. همان‌طور که پیش‌تر اشاره کردم، ما نیاز داریم تا پاسخ عملکردی آنها را عمیق‌تر بررسی کنیم تا مطمئن شویم این مشاهدات بر اساس شواهد مستقیم، واقعی هستند.

انتهای خبر/257023/