العلوم

هذه الفطريات المحبة للنار تأكل الفحم ، إذا لزم الأمر


عندما تحرث حرائق الغابات غابة ، تتغير الحياة تحت الأرض أيضًا. يأتي الموت للعديد من الكائنات الحية الدقيقة. ولكن ، مثل الأشجار ، تتكيف بعض الميكروبات مع النار.

تُعرف بعض الفطريات باسم بيروفيلوس ، أو “محبة للنار”. قال توم برونز ، عالم الفطريات في جامعة كاليفورنيا ، بيركلي ، إنه بعد اندلاع حريق ، “تظهر الفطريات سريعة التحمل من العدم ،” حتى في المناطق التي لم تحترق منذ عقود. ينبت البعض في ظلال نارية من البرتقالي والوردي. قال: “إنها ظاهرة عالمية ، لكننا لا نعرف الكثير عنها”.

دراسة جديدة نشرت الشهر الماضي في المجلة الحدود في علم الأحياء الدقيقة ، يهدف إلى الكشف عن مصدر الغذاء الذي يسمح لبيرونيما ، وهو جنس من الفطريات القابلة للاحتراق ، بالظهور بسرعة كبيرة بمثل هذه الأعداد الكبيرة بعد اندلاع حريق. ما اكتشفوه هو أن الضرر الذي خلفه الحريق نفسه قد يسمح للفطريات بالازدهار. يمكن أن يؤثر ذلك على كيفية تعافي النظام البيئي ، وكذلك كمية الكربون التي يتم إطلاقها في الغلاف الجوي بعد حرائق الغابات.

خلال حرائق الغابات الشديدة ، يذهب الكثير من الكربون الموجود في الطبقة العليا من التربة إلى الغلاف الجوي كثاني أكسيد الكربون ، بينما يظل البعض منه على شكل فحم ، أو ما يسميه العلماء المادة العضوية المتحللة بالتحلل الحراري. قالت المؤلفة الرئيسية للدراسة ، مونيكا فيشر ، باحثة ما بعد الدكتوراه في جامعة كاليفورنيا ، بيركلي ، إنه أعمق قليلاً في التربة ، يكون الجو أقل سخونة – ولكنه ساخن بدرجة كافية بحيث تنفجر أي ميكروبات وحشرات حية وماتت.

إذن ، هل Pyronema تعيش فقط على طبقة الموت هذه؟ “أو يمكن أن تأكل Pyronema الفحم بالفعل؟” قال فيشر.

قال ثيا ويتمان ، الأستاذ المشارك في بيئة التربة في جامعة ويسكونسن ماديسون والمؤلف المشارك لفيشر ، إن الفحم من الصعب على العديد من الكائنات الحية أن يتحلل. لكنها قالت ، “هناك ميكروبات معينة يمكنها تحللها.”

لمعرفة ما إذا كان بإمكان Pyronema أكل الفحم ، قام المؤلفون بتنمية الفطر من العينات التي جمعها فريق Bruns بعد حريق ريم في كاليفورنيا في عام 2013. عاشت Pyronema على الفحم ، بالإضافة إلى ثلاثة مصادر غذائية أخرى للمقارنة. ثم قاموا بغمر الفطر في النيتروجين السائل وإرساله لتسلسل الحمض النووي الريبي.

قال فيشر: “إذا كانت تحاول أكل الفحم ، فسنشهد تشغيل مجموعة من الجينات الأيضية – وهو ما رأيناه”. والعديد من الجينات تشارك في تحطيم الهياكل الحلقية المعقدة التي يتكون منها الفحم.

للتأكد من أن الفطر كان يفعل ما يبدو أنه يفعله بالفعل ، قام مختبر ويتمان بزراعة شتلات الصنوبر في جو به ثاني أكسيد الكربون يحتوي على الكربون -13 ، وهو نظير يسهل تتبع وزنه غير العادي ، ثم وضع الأشجار في مكان متخصص. فرن لتشكيل الفحم ، والذي كان يغذى إلى Pyronema. مثلنا ، تمتص الفطريات الأكسجين وتطرد ثاني أكسيد الكربون ، والذي يأتي معظمه من كل ما يأكله. إذن ، أشارت انبعاثات الفطر المصنفة بالكربون -13 إلى أنها كانت بالفعل تتغذى على الفحم.

كما قام الباحثون بتتبع ثاني أكسيد الكربون الطبيعي الخارج من الفطريات ، وأكثر منه بكثير من الفحم ، مما يشير إلى أنه كان يأكل شيئًا آخر – ربما الأجار الذي كان ينمو عليه ، أو بعض الكربون الذي دخل أثناء التلقيح ، كما قال ويتمان.

قدم فيشر هذا التفسير: “يمكن أن تأكل Pyronema الفحم ، لكنها في الحقيقة لا تحب ذلك.” اقترح المؤلفون أن الفطريات قد تستمتع أولاً بهذه الطبقة من الكائنات الحية الميتة ، ثم تتحول إلى الفحم عندما يكون ذلك ضروريًا.

قالت كاثلين تريزيدر ، عالمة البيئة في جامعة كاليفورنيا ، إيرفين ، والتي لم تشارك في الدراسة: “الفطريات مذهلة في تحطيم جميع أنواع المركبات”. “من المنطقي أنهم سيكونون قادرين على تكسير هذه المادة المتحللة بالتحلل الحراري.” أضاف أديتي سينغوبتا ، عالِم البيئة الميكروبية في التربة بجامعة كاليفورنيا اللوثرية ، والذي لم يشارك أيضًا ، أنه سيكون من المفيد تأكيد التجربة خارج المختبر وفي البرية.

إذا كانت هذه الفطريات تكسر الفحم بعد نشوب حريق ، كما قال فيشر – حتى ولو قليلاً منه – فقد يساعد ذلك في فتح مصدر غذاء للجيل القادم من الميكروبات والمخلوقات الأخرى التي لا تستطيع أكل الفحم ، مما يجعل Pyronema عنصرًا مهمًا. لاعب في الانتعاش بعد الحريق. وقالت إنه إذا كان بإمكان Pyronema فعل ذلك ، فربما تستطيع الفطريات الأخرى ذلك أيضًا.

قال سينغوبتا: “نريد هذه الأنواع من الأنشطة في التربة”. في الوقت نفسه ، أشارت إلى أن “ذلك قد يؤدي في النهاية إلى فقدان الكربون في التربة”. نظرًا لأن تغير المناخ والإجراءات البشرية الأخرى تؤدي إلى حرائق غابات متكررة وشديدة ، فإننا بحاجة إلى فهم ما إذا كان الكربون المخزن في الأرض مثل الفحم سيبقى هناك ، كما قال تريسيدر ، “أو إذا لم يكن هذا شيئًا يمكننا الاعتماد عليه حقًا ، لأن الفطريات يمكن أن تتحلل وإطلاقه باعتباره ثاني أكسيد الكربون “.

ظهر هذا المقال في الأصل بتنسيق اوقات نيويورك.



مقالات ذات صلة

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني.

زر الذهاب إلى الأعلى