میکروب‌های نوین در عمق خاک: کلید تصفیه آب در مقیاس جهانی
شاخه‌ای تازه از میکروب‌ها در نمونه‌های خاک ایالات متحده و چین شناسایی شده که تا عمق ۷۰ فوت (حدود ۲۱ متر) زیر سطح زمین گودزیده‌اند.
به گزارش آینده، محققان آمریکایی گروه جدیدی از میکروب‌ها را کشف کرده‌اند که در عمق ۷۰ فوت زیرزمین رشد می‌کنند، فرآیند تصفیه آب‌های زیرزمینی را تقویت می‌کنند و می‌توانند راهنمایی‌هایی برای فیلتر کردن آلاینده‌های آب آشامیدنی در آینده فراهم آورند.
🔗 بیشتر بخوانید: علم چطور دژاوو را توجیه می‌کند؟_آینده
این پژوهش تحت نظر دکتر جیمز تیج، استاد ممتاز دانشگاه و رئیس مرکز بوم‌شناسی میکروبی دانشگاه ایالتی میشیگان (MSU) انجام شده و رشته میکروبی به نام CSP۱-۳ را در نمونه‌های خاک منطقه بحرانی آیوا و چین ردیابی کرده است.
هر دو حوزه خاک‌های عمیق و مشابهی دارند که امکان بررسی گسترش جغرافیایی این میکروب‌ها را می‌دهد. تیج توضیح می‌دهد: منطقه بحرانی از سایه درختان تا عمق ۷۰۰ فوت (۲۱۳ متر) در خاک گسترش یافته و بیشترین حیات روی کره زمین را پشتیبانی می‌کند، زیرا فرآیندهای حیاتی چون شکل‌گیری خاک، چرخه آب و گردش مواد مغذی را کنترل می‌کند. با اهمیت فراوان، بخش عمیق این منطقه همچنان یک مرز ناشناخته باقی مانده است.
🔗 بیشتر بخوانید: فوران آتشفشان در ایسلند؛ چرا هسته زمین بعد از میلیاردها سال سرد نمی‌بشود؟
کاوش عمیق‌تر در یافته‌ها
تیج و تیم او دی‌ان‌ای را از نمونه‌های خاک عمیق استخراج کردند. بررسی‌ها نشان داد اجداد این شاخه میلیون‌ها سال پیش در محیط‌های آبدار مانند چشمه‌های آب گرم و آب شیرین زندگی می‌کردند.
در طول تکامل، این میکروب‌ها دست‌کم یک بار تغییر زیستگاه اساسی را تجربه کرده‌اند: از محیط آب به خاک سطحی و نهایتاً به خاک‌های عمیق مهاجرت کرده‌اند، جایی که蒂ج مشاهده کرده است همچنان از نظر متابولیکی فعال هستند.
🔗 بیشتر بخوانید: آیا مطمعن عمومی به علم افت یافته است؟_آینده
او می‌افزاید: بسیاری تصور می‌کنند این ارگانیسم‌ها در حالت بیهوشی بسر می‌برند، اما تحلیل دی‌ان‌ای آشکار کرد که آن‌ها فعالند و با سرعت کم در حال رشد هستند.
محققان با شگفتی متوجه شدند که این میکروب‌ها نه تنها نادر نیستند، بلکه در برخی نمونه‌ها تا ۵۰ درصد یا بیشتر از جمعیت میکروبی خاک عمیق را تشکیل می‌دهند؛ پدیده‌ای که در خاک‌های سطحی پیش از این گزارش نشده بود.
تیج معتقد است: این برتری ناشی از آن است که خاک عمیق محیطی منحصر به فرد است و این گروه از ارگانیسم‌ها در طول دوره‌های طولانی تکامل یافته تا با کم‌آبی و فقر غذایی این لایه سازگار شوند.
فعالیت تصفیه آب
خاک بزرگترین فیلتر طبیعی آب زمین است که از طریق مکانیزم‌های فیزیکی، شیمیایی و زیستی آب را تصفیه می‌کند. در حالی که خاک سطحی تنها حجم محدود و جریان سریع را تحمل می‌کند، خاک عمیق حجم بسیار بیشتری از آب را نگه می‌دارد و بستر مناسبی برای فعالیت CSP۱-۳ فراهم می‌کند.
با اینکه کربن و نیتروژن از لایه سطحی شسته شده و به عمق نفوذ می‌کنند، این شاخه میکروبی از این عناصر به عنوان منبع تغذیه بهره می‌برد تا فرآیند تصفیه را به اتمام برساند. تیج بیان می‌کند: CSP۱-۳ مواد باقی‌مانده‌ای را که از لایه سطحی عبور کرده‌اند، خالص می‌کند.
اکنون تیم تحقیقاتی قصد دارد تعدادی از این میکروب‌ها را درLaboratory کشت دهد تا فیزیولوژی منحصر به فرد آن‌ها را که سازگاری با محیط عمیق را ممکن می‌سازد، بررسی کند.
با این حال، تیج هشدار می‌دهد که این کار چالش‌برانگیز خواهد بود، زیرا اکثر میکروب‌های خاک عمیق به دلیل دشواری تقلید شرایط دقیق زیستگاهی، تا کنون در محیط آزمایشگاهی رشد نیافته‌اند.