میکروب‌ها در اطراف ما زندگی می‌کنند، اما برخی از مهم‌ترین آن‌ها در عمق خاک زیر پای ما پنهان شده‌اند. این موجودات بخشی از دنیایی هستند که نقش حیاتی در حفظ سلامت اکوسیستم‌ها ایفا می‌کند مطالعه‌ای جدید نشان داده است که گروهی ناشناخته از میکروب‌ها در این خاک عمیق رشد می‌کنند و به طور آرام آب‌هایی را که به منبع آب آشامیدنی ما تبدیل می‌شوند، تصفیه می‌کنند.
محققان دانشگاه ایالتی میشیگان در حال بررسی یکی از کم‌درک‌ترین بخش‌های کره زمین هستند منطقه وسیعی زیرزمینی که به‌صورت آرام زندگی روی زمین را حمایت می‌کند این منطقه که به «منطقه حیاتی زمین» معروف است، فرآیندهای اساسی مانند تصفیه آب، شکل‌گیری خاک و چرخه مواد مغذی را تنظیم می‌کند. با وجود اهمیت زیاد این منطقه، دانشمندان هنوز اطلاعات کمی درباره آن دارند، به‌ویژه در عمق‌های بیشتر آن.
منطقه حیاتی زمین و کشف گروه جدیدی از میکروب‌ها
جیمز تایِدژه، متخصص برجسته میکروبیولوژی از دانشگاه ایالتی میشیگان، توضیح می‌دهد: «منطقه حیاتی از بالای درختان شروع شده و تا عمق ۷۰۰ فوت (حدود ۲۱۳ متر) در خاک ادامه دارد.»او می‌گوید: «این منطقه بیشتر حیات روی زمین را حمایت می‌کند و فرآیندهای مهمی مثل شکل‌گیری خاک، چرخه آب و چرخه مواد مغذی را که برای تولید غذا، کیفیت آب و سلامت اکوسیستم ضروری هستند، کنترل می‌کند.»با وجود اهمیت آن، منطقه عمیق حیاتی هنوز یک مرز جدید در دانش زمین‌شناسی است چرا که بخش بزرگی از زمین است که به‌طور نسبی کمتر کاوش شده است.
با بررسی نمونه‌های خاک عمیق از ایالت آیووا آمریکا و چین دو منطقه معروف به خاک‌های عمیق و غنی تیم تحقیقاتی کشف شگفت‌انگیزی انجام دادند: یک شاخه کاملاً جدید از میکروب‌ها که آن را CSP1-3 نامیدند یک شاخه (فیلوم) در طبقه‌بندی زیستی، یک دسته‌بندی بزرگ است؛ پس این یک گونه یا زیرگونه جدید نیست، بلکه شاخه‌ای کاملاً متفاوت از زندگی میکروبی است محققان این دو منطقه را برای بررسی پراکندگی این میکروب‌ها انتخاب کردند و یافته‌ها نشان می‌دهد CSP1-3 ممکن است از آنچه تصور می‌شد، بسیار رایج‌تر باشد.
تاریخچه میکروب‌های جدید
آن‌ها DNA استخراج شده از این خاک‌های عمیق را بررسی کرده و سفر تکاملی CSP1-3 را ردیابی کردند. مشخص شد که اجداد این میکروب‌ها میلیون‌ها سال پیش در محیط‌های آبی مانند منابع آب شیرین و چشمه‌های آب گرم زندگی می‌کردند با گذشت زمان، این میکروب‌ها به زندگی در خاک سازگار شدند، ابتدا در لایه‌های سطحی و سپس به عمق‌های بیشتر خاک حرکت کردند.
اما شاید شگفت‌انگیزترین کشف این است که این میکروب‌ها نه تنها وجود دارند بلکه در حال رشد و فعالیت هستند تایدجه می‌گوید: «بسیاری فکر می‌کردند این موجودات فقط مثل اسپورهای خوابیده‌اند، اما یافته‌های ما از بررسی DNA نشان می‌دهد که این میکروب‌ها فعال بوده و به آرامی رشد می‌کنند.»نه تنها فعال‌اند، بلکه غالب هستند؛ در برخی نمونه‌ها CSP1-3 بیش از نیمی از جمعیت میکروبی را تشکیل می‌دهد، چیزی که در اکوسیستم‌های خاکی بسیار نادر است.
چگونه میکروب‌ها به تصفیه آب کمک می‌کنند
خاک فقط خاک نیست؛ بزرگ‌ترین فیلتر آب روی زمین است وقتی باران از لایه‌های خاک عبور می‌کند، با ترکیبی از فرآیندهای فیزیکی، شیمیایی و زیستی پاک می‌شود.در حالی که بخش زیادی از تصفیه آب در خاک سطحی انجام می‌شود، بخش عمده‌ای از این فرآیند در عمق خاک رخ می‌دهد و اینجاست که نقش CSP1-3 مشخص می‌شود.
این منطقه بیشتر حیات روی کره زمین را حمایت می‌کند و فرآیندهای حیاتی مانند شکل‌گیری خاک، چرخه آب و چرخه مواد مغذی را تنظیم می‌کند که برای تولید غذا، کیفیت آب و سلامت اکوسیستم ضروری هستند. تایدجه گفت: «CSP1-3 مثل زباله‌گردهایی هستند که آنچه از لایه سطحی خاک عبور کرده را پاکسازی می‌کنند. آن‌ها کاری برای انجام دادن دارند.» این میکروب‌ها از کربن و نیتروژن باقی‌مانده‌ای که از خاک سطحی به عمق نفوذ می‌کند تغذیه می‌کنند و به این ترتیب به تصفیه آب زیرزمینی کمک می‌کنند پیش از رسیدن به سفره‌های آب که منبع آب آشامیدنی ما هستند.
برنامه‌های آینده دانشمندان
گام بعدی تیم تحقیقاتی، رشد دادن CSP1-3 در آزمایشگاه است. کشت میکروب‌های خاک عمیق در آزمایشگاه بسیار دشوار است چون شرایط طبیعی آن‌ها سخت قابل بازسازی است. اما پژوهشگران امیدوارند.با توجه به اینکه اجداد CSP1-3 زمانی در چشمه‌های آب گرم زندگی می‌کردند، آن‌ها در حال آزمایش شرایط دمای بالا برای تشویق به رشد هستند.
تایدجه افزود: «فیزیولوژی CSP1-3، که توسط بیوشیمی آن‌ها هدایت می‌شود، متفاوت است و ممکن است ژن‌های جالبی برای کاربردهای دیگر داشته باشد.»«برای مثال، ما هنوز نمی‌دانیم این میکروب‌ها تا چه حد قادر به متابولیزه کردن آلاینده‌های سخت هستند، و اگر بتوانیم این موضوع را بفهمیم، می‌توانیم به حل یکی از بزرگ‌ترین مشکلات زمین کمک کنیم.» همان‌طور که لئوناردو داوینچی گفته است: «ما درباره حرکت اجرام آسمانی بیشتر از خاک زیر پایمان می‌دانیم.» با کشف‌هایی مثل این، در حال تغییر این وضعیت هستیم لایه به لایه.
بیشتر بدانیم: ادویه قاتل ابرمیکروب
لینک منبع: earth
نظرات کاربران