(عکس) ارتباط عجیب میان یک جلبک دریایی و بقای انسان‌!

نیتروژن یکی از عناصر بسیار مورد نیاز در دنیاست که در بخش‌های مختلفی از زندگی بشر، از جمله کشاورزی نقش تعیین کننده‌ای دارد.

تا به امروز در کتاب‌های زیست‌شناسی به این نکته اشاره می‌شد که فقط باکتری‌ها این توانایی را دارند که نیتروژن را از جو گرفته و آن را برای زندگی قابل استفاده کنند. برخی گیاهان مانند حبوبات که قابلیت تثبیت نیتروژن را دارند، این کار را با نگهداری باکتری‌های همزیست در گره‌های ریشه‌هایشان انجام می‌دهند. اما کشف اخیر دانشمندان، از داستان دیگری حکایت دارد.

در دو مقاله اخیر منتشر شده، یک تیم بین المللی از دانشمندان، به توصیف اولین اندامک تثبیت کننده نیتروژن شناخته شده در یک سلول یوکاریوتی پرداختند. اندامک در واقع چهارمین نمونه در تاریخ اندوسیمبیوز اولیه به شمار می‌رود (فرآیندی که طی آن یک سلول پروکاریوتی توسط یک سلول یوکاریوتی غرق شده و فراتر از همزیستی، به یک اندامک تبدیل می‌شود.)

تایلر کول، محقق فوق دکترای دانشگاه کالیفرنیا و اولین نویسنده یکی از این دو مقاله در این باره گفته: « ایجاد اندامک‌ها از چنین چیزهایی، بسیار نادر است.»

او در ادامه با اشاره به منشاء میتوکندری گفت:« فکر می‌کنم اولین باری که این اتفاق رخ داد، زندگی پیچیده‌ای را به وجود آورد. هر چیزی که پیچیده‌تر از یک سلول باکتریایی است، وجودش را مدیون این اتفاق است. این رویداد حدود یک میلیارد سال پیش یا بیشتر دوباره برای کلروپلاست رخ داد و به ما گیاهان را داد.»

سومین نمونه شناخته شده، شامل میکروبی شبیه به کلروپلاست است. جدیدترین کشف، اولین نمونه از اندامک تثبیت کننده نیتروژن است که محققان آن را نیتروپلاست می‌نامند.

یک راز چند دهه ای

کشف این اندامک، مستلزم کمی شانس و چندین دهه کار و تلاش بوده. در سال ۱۹۹۸، جاناتان زهر، استاد علوم دریایی دانشگاه کالیفرنیا، یک توالی DNA کوتاه را در آب دریای اقیانوس آرام پیدا کرد که به نظر می‌رسید که از یک سیانوباکتری ناشناخته تثبیت کننده نیتروژن است. او و همکارانش سال‌ها این ارگانیسم مرموز که آن را UCYN-A نامیدند مورد مطالعه قرار دادند.

این کشف به علاوه پتانسیل ایجاد تغییرات شگرفی در دنیای کشاورزی را داراست. توانایی سنتز کودهای آمونیاکی از نیتروژن اتمسفر باعث رشد چشمگیر کشاورزی و جمعیت جهان در اوایل قرن بیستم شد.

این فرآیند که تحت عنوان فرآیند هابر- بوش نامیده می‌شود، امکان تولید ۵۰% از موادغذایی جهان را فراهم کرد که در عین حال حجم زیادی دی اکسید کربن نیز ایجاد می‌کند و حدود ۱.۴% از انتشار جهانی دی اکسید کربن به این فرآیند مربوط می‌شود. در طول دهه‌ها، محققان کوشیده‌اند تا راهی برای ترکیب تثبیت نیتروژن طبیعی با کشاورزی پیدا کنند.

کول در این باره گفت: «این سیستم دیدگاه جدیدی درراستای تثبیت نیتروژن ایجاد کرده و می‌تواند سرنخ‌هایی در این رابطه که چگونه چنین اندامکی می‌تواند در گیاهان زراعی مهندسی شود ارائه دهد.»

البته هنوز سوالات زیادی درباره UCYN-A و میزبان جلبکی آن بی پاسخ مانده و دانشمندان درنظر دارند تا تحقیق‌های عمیق‌تری درباره چگونگی عملکرد UCYN-A و جلبک و بررسی سویه‌های مختلف آن انجام دهند.

منبع: خبرآنلاین