خوابی‌که میکروب‌ها برای فردای ما دیده‌اند

محققان با مطالعه روی زیست‌شناسی انسان و دنیای میکروب‌ها به نتایج جالب توجهی دست یافته‌اند و از واقعیت مهمی خبر می‌دهند که بر اساس آن میکروب‌های خفته‌ای که می‌توانند به عنوان بانک‌های بذر میکروبی عمل کنند، آن چنان هم در خواب و استراحت مطلق قرار ندارند. در توصیف درست چگونگی رفتار و نقش جمعیت میکروب‌ها باید اذعان داشت آنها اصطلاحا هیچگاه از دور خارج نمی‌شوند.

کد خبر: ۳۸۶۷۰۳

در واقع حیات و زیست‌شناسی این ریز موجودات از وجود مفاهیم ضمنی مهمی برای حوزه‌هایی همچون تنوع زیستی و پایداری و کارکردپذیری زیست بوم‌های مختلف از جمله خاک، اقیانوس‌ها، دریاچه‌ها و بویژه بدن انسان حکایت دارد. بنابراین با توجه به این‌که آنها در همه جای زمین از جمله بدن ما حضور دارند، اهمیت بیدار شدن آنها بیش از پیش برای ما و زمین جای توجه و نگرانی خواهد داشت. برای ورود به این بحث و آشنایی ضمنی با دنیای میکروب‌ها پیش از هر چیز لازم است بدانیم میکروب‌ها 3 گزینه و حق انتخاب برای ادامه زندگی دارند: آنها می‌توانند زنده باشند؛ یا مرده باشند و بالاخره می‌توانند به حالت خفتگی و استراحت باشند.

جی لنون ـ دانشیار میکروبیولوژی و ژنتیک ملکولی دانشکاه ایالتی میشیگان ـ که در زمینه حیات میکروبی و مکانیسم‌های سلولی میکروب‌ها و نقش ضمنی آنها در زیست بوم‌های زمین مطالعات گسترده‌ای داشته، در بیان حیات و عملکرد این ریز موجودات همیشه حاضر در همسایگی ما توصیف جالبی دارد و معتقد است، شمار میکروارگانیسم‌های به خواب رفته‌ای که همچون خرس‌های به خواب زمستانی رفته عمل می‌کنند، بسیار زیاد است و جالب‌تر این که بدانیم چنین جمعیت گسترده‌ای از موجودات به خواب رفته زمانی که در نقش بانک‌های بذر میکروبی ظاهر شوند، معلوم نیست چه تأثیری بر محیط‌های زیست طبیعی سایر ساکنان زمین داشته باشند. از این رو طرح این پرسش مهم که باید میکروب‌ها را به حال خودشان رها کنیم تا بخوابند، و یافتن پاسخی مناسب برای آن تحقیقات دانشمندان را درگیر خود ساخته است.

به اعتقاد محققان در هر بازه زمانی معین، تنها کسر کوچکی از این جمعیت انبوه میکروبی به لحاظ متابولیکی فعال محسوب می‌شوند. حال در نظر بگیریم با افزایش یا کاهش چشمگیر در خفتگی میکروب‌ها، شاهد چه تغییراتی در محیط زیست‌مان به لحاظ انتشارات کربنی، چرخه مواد مغذی و گازهای گلخانه‌ای همچون منواکسید نیتروژن خواهیم بود. در واقع وضعیت حیات میکروبی نزدیک ما و چگونگی عملکرد آن همان موضوع مهمی است که ذهن دانشمندان را به خود مشغول کرده است. در همین خصوص در جدیدترین شماره مجله Nature Reviews شاهد تلاش‌های محققان برای بررسی مکانیسم‌های سلولی این ریز موجودات هستیم؛ همان مکانیسم‌های سلولی که به میکروب‌ها اجازه وضعیتی همانند زمستان گذرانی و خواب سایر گیاهان و جانوران را می‌دهد و افزون بر این نتایج جالب توجه، بررسی این ساز و کارهای سلولی پرده از برخی مفاهیم ضمنی و تبعاتی برمی دارد که میکروب‌ها می‌توانند در مورد زیست بوم‌هایی همچون خاک، اقیانوس‌ها، آبگیر‌ها و دریاچه‌ها و حتی بدن انسان در پی داشته باشند.

دانش و آگاهی فعلی ما در زمینه زیست‌شناسی، وضعیت خفتگی را این گونه توصیف می‌کند: خفتگی حالتی برگشت‌پذیر از فعالیت متابولیکی پایین محسوب می‌شود که موجودات به هنگام رویارویی با شرایط و روزگار سخت نظیر درجه حرارت‌های منجمد کننده یا گرسنگی و قحطی غذا به آن وارد می‌شوند. اما نکته جالب اینجاست که بر خلاف گیاهان که از چرخه‌های رشد قابل پیش‌بینی پیروی می‌کنند، میکروب‌ها از یک پیشروی یا تسلسل خطی و مشخص در جریان رشد و حیاتشان تبعیت نمی‌کنند. در حقیقت، میکروب‌ها می‌توانند رشد و نمو کنند، شرایط نامناسب و تنگنا را تجربه کنند و به حالت خواب بروند. اما به مجرد این که شرایط و اوضاع و احوال تغییر کند، آنها می‌توانند بی‌آن‌که مجبور به تحمل و گذران چرخه زیستی کاملی باشند مجددا فرآیند رشد خود را از سر بگیرند. اما برای اتفاق افتادن همین رویه و رفتار متفاوت میکروب‌ها با سایر موجودات، سطح معینی از تعهد کاری یا بستر لازم را طلب می‌کند که می‌توان نام آن را سرمایه‌گذاری معین انرژی گذاشت. درست به همان شکلی که مردم از کار تدارک خانه‌های‌شان برای مقابله با سرمای زمستان آن هم در تابستان خسته نمی‌شوند، میکروب‌ها نیز می‌خواهند از این موضوع اطمینان پیدا کنند که برای مقابله با روزگار واقعا سخت باید خود را از قبل با قرار گرفتن در یک مرحله خفتگی آماده کنند. این موضوع وقتی جالب‌تر می‌شود که در نظر بگیریم 90 درصد میکرو ارگانیسم‌های خاک نوعا خفته هستند و تنها نیمی از گونه‌های باکتریایی در حالت فعال به سر می‌برند.

برای توصیف این ساز و کار محققان به ارائه نظریه‌ای پرداخته‌اند که می‌گوید خفتگی و حضور چنین انبار بزرگی از «بانک‌های بذر» میکروبی از مفاهیم ضمنی مهمی برای تنوع زیستی و پایداری و کارکردپذیری بخش‌های مختلف اکوسیستم برخوردار است. در این میان هر چند ایده یک بانک بذر میکروبی در ظاهر مفهومی تازه را به نمایش می‌گذارد، ولی بررسی‌های محققان نشان می‌دهد خفتگی و بانک‌های بذر میکروبی در بیشتر زیست بوم‌ها موضوعی رایج و غالب هستند. با این وصف موضوعی که واقعا جای تأمل دارد، توجه به این حقیقت است که تنها کسر کوچکی از جمعیت میکروبی فعال هستند و این به معنای آن است که انبار واقعا بزرگی وجود دارد که می‌تواند در هر زمان مشخصی به طور بالقوه فعال شود. محققان در بیان نقش نهفتگی میکروب‌ها خاطرنشان می‌سازند، تأثیر 2 موضوع خفتگی و بانک بذر میکروبی به میکروب‌ها وضعیت جهندگی و بازگشت‌پذیری بیشتری می‌بخشد و همچنین می‌تواند نقش‌های کلیدی در تنوع زیستی میکروبی به صورت مهاجرت گونه‌ها یا خفته ماندن در طول دوره‌های طولانی ایفا کند.

از سوی دیگر محققان معتقدند، وضعیت نهفتگی و خواب میکروب‌ها می‌تواند به توضیح موضوعی همچون شیوع و ظهور ناگهانی بیماری‌ها نیز کمک کند که احتمال می‌رود توسط برخی تغییرات در محیط زیست جرقه آن زده شده است. توجه به این موضوع مهم در حالی است که بدانیم یک‌سوم از جمعیت دنیا ناقل میکروب‌های خفته مرض سل به شمار می‌روند. البته واضح است که ما می‌توانیم زمانی دراز را با حضور این سلول‌های خفته در بدنمان زندگی کنیم، اما درک و فهم دو نکته درباره این همسایه‌های به خواب رفته در بدن ما مهم و لازم است؛ آگاهی از آنچه می‌تواند سبب شروع و راه‌اندازی حیات دوباره و جان گرفتن آنها شده یا آگاهی از آنچه باعث حفظ حالت نهفتگی و رکود آنها در بدن ما می‌شود.