ما الذي يجعل أنواع المنخربات حساسة للحرارة؟
إن الاحتباس الحراري وتغير المناخ هما نتيجة للنشاط البشري (مثل النقل والعمليات الصناعية لإنتاج الطاقة، على سبيل المثال حرق الوقود الأحفوري مثل الفحم والنفط والغاز الطبيعي). تغطي المحيطات حوالي ثلثي سطح الأرض، وباعتبارها مسطحات مائية كبيرة فإنها تمتص معظم الحرارة الزائدة. تنوع الكائنات الحية فيها هو الأكبر في الطبيعة، والعديد منها حساس للغاية لظاهرة الاحتباس الحراري.
المنخربات هي كائنات دقيقة وحيدة الخلية منتشرة على نطاق واسع في جميع أنحاء المحيطات. إن التركيب الكيميائي لهيكلها العظمي، المبني من معدن الكالسيت (كربونات الكالسيوم)، هو أداة لإعادة إنتاج ظروف البيئة البحرية. إن توزيعها العالي في جميع أنحاء المحيطات وحساسيتها لبيئة معيشتها يجعلها علامات بيولوجية للعمليات التي تحدث في المحيطات. يدرس البروفيسور سيغال أبراموفيتش من قسم علوم الأرض في جامعة بن غوريون في النقب باستخدام المنخربات كيفية تأثير التغيرات مثل الاحتباس الحراري على البحر. تركز أبحاثها على الأنواع الاستوائية، التي تعيش في الطحالب، مثل الشعاب المرجانية (أي تحافظ على التعايش معها).
البروفيسور أبراموفيتز: "المنخربات هي نموذج مثالي لرصد التأثيرات البيئية والبيولوجية في البحر. عددها ضخم، ويمكنك بسهولة جمعها من البيئة الساحلية وزراعتها في المختبر وتحديد خصائص استجابتها الفسيولوجية واستجابتها للطحالب في ظل ظروف مختلفة." وبالتالي من الممكن أن ندرس بمساعدتهم التغيرات التي تحدث في البحر نتيجة للنشاط البشري أو العمليات الطبيعية، على سبيل المثال تغير المناخ؛ ويضيف البروفيسور أبراموفيتش أيضًا أن "المنخربات حساسة جدًا لدرجة الحرارة - فعندما ترتفع، يتأثر معظمها بها على الفور - لأنها أحادية الخلية وليس لديها تقريبًا أي أنظمة لتنظيم درجة حرارة الجسم، مثل الأسماك على سبيل المثال. بالإضافة إلى ذلك، من المهم دراستها بسبب دورها الجيولوجي - البناء الرئيسي للصخور - وعنصر مهم في دورة الكربون في الطبيعة".
تدرس البروفيسور أبراموفيتش وفريقها في الغالب المنخربات المأخوذة من البحر الأبيض المتوسط في إسرائيل ("توجد في هذه المنطقة كثافة عالية جدًا من الأنواع الاستوائية الغازية. وهي تأتي من البحر الأحمر بسبب ارتفاع درجة الحرارة"). ويحاولون فهم ما هي الآليات التي تسمح لهم بغزو البحر الأبيض المتوسط وكيفية بقائهم على قيد الحياة رغم ارتفاع درجة حرارته. ولهذا السبب قاموا بزراعتها في المختبر في أوعية تحتوي على مياه البحر عند درجات حرارة مختلفة، لمحاكاة التنبؤات بارتفاع درجات الحرارة في المستقبل (35 درجة مئوية). هذه هي الطريقة التي يمكن بها وصف مقاومتهم الفسيولوجية للاحترار.
يقول البروفيسور أبراموفيتش: "لقد اكتشفنا اختلافات كبيرة بين أنواع المنخربات الاستوائية، بما في ذلك الأنواع الغازية. معظمها حساس جدًا لدرجات الحرارة المرتفعة - فالحرارة تدمر وظيفتها البيولوجية (انخفاض معدل بناء الهيكل العظمي ونشاط الطحالب). وبالتالي يمكن أن تكون علامة على ارتفاع درجة حرارة المحيطات. وفي المقابل، هناك أنواع استثنائية قادرة على العيش في درجات الحرارة المرتفعة والملوحة".
وفي دراستهم الأخيرة - والتي فازت بمنحة بحثية من مؤسسة العلوم الوطنية - أراد الباحثون معرفة الآلية الجزيئية التي تساهم في الحساسية أو مقاومة الاحتباس الحراري. ما الذي يجعل أنواع المنخربات مقاومة أو حساسة لدرجات حرارة الماء المرتفعة. لقد أخذوا عينات من هياكلهم العظمية وأجروا تسلسل الحمض النووي الريبي (الذي يمكن من خلاله تحديد مستوى التعبير الجيني). وهكذا اكتشفوا أنه في الأنواع الحساسة للحرارة، يتناقص التعبير عن الجينات المرتبطة بالتمثيل الغذائي والتنفس وبناء الهيكل العظمي عند تعرضها لدرجة حرارة عالية. لا يزال التعبير الجيني للأنواع المقاومة قيد الدراسة.
بالإضافة إلى ذلك، أجرى الباحثون تحليلًا جيوكيميائيًا للهياكل العظمية للتحقق من التغيرات في العناصر المستخدمة لإعادة بناء درجة حرارة تكوين الهيكل العظمي، واكتشفوا بشكل مفاجئ تركيزًا عاليًا للمعادن القادمة من الصناعة الساحلية. ويخلص البروفيسور أبراموفيتش إلى أنه "بدون نية القيام بذلك، اكتشفنا أن المنخربات يمكن أن تكون أيضًا أداة لقياس التلوث الساحلي وليس فقط لقياس التغيرات في المحيطات".
الحياة نفسها:
سيغال أبراموفيتش عالمة محيطات، ولدت في النقب. تعيش في لهافيم، وهي متزوجة من عضو هيئة التدريس في قسم علوم الحياة في جامعة بن غوريون ولديهما ابنتان، عمرهما 16 و13 عامًا، ولديهما العديد من الحيوانات. وتقول: "البحث هو حياتي". "أنا حقًا أحب ما أقوم به وأستمتع أيضًا بالعمل والبحث مع شريكي. لدينا شراكة شخصية ومهنية ونشعر بأننا محظوظون. في الأساس، العلم هو مهنتنا وهوايتنا على حد سواء."
المزيد عن الموضوع على موقع العلوم:
