باکتری‌های کربن‌خوار

یکی از این حوزه‌ها که مدت‌هاست ذهن دانشمندان را به خود مشغول کرده، چگونگی چرخه کربن در اقیانوس‌هاست که درک این موضوع در بررسی چرخه‌های آب و هوایی زمین بسیار ضروری است. به همین دلیل محققان تحقیقی را در اعماق تاریک اقیانوس‌ها انجام داده‌اند.

آنها مطالعات خود را در ناحیه‌ای به نام (Twilight Zone) در عمق 200 تا 1000 متری از سطح آب، انجام دادند. در این ناحیه هر چه به عمق نزدیک‌تر می‌شوی، نور خورشید کمرنگ‌تر می‌شود به طوری که اعماق اقیانوس‌ها تقریبا همیشه تاریک است و تصور می‌شد که در این عمق تاریک هیچ موجود زنده‌ای نتواند زندگی کند، اما با بررسی‌های انجام شده در کمال شگفتی دانشمندان به میکروارگانیزم‌هایی برخوردند که در این عمق تاریک و دور از نور خورشید، به حیات خود ادامه می‌دهند.

آنچه باعث شگفتی محققان شد این بود که این موجودات میکروسکوپی چگونه بدون اکسیژن در اینجا زندگی می‌کنند؟ لذا به بررسی آنها پرداختند و دریافتند که این باکتری‌ها از دی‌اکسیدکربن به جای اکسیژن استفاده می‌کنند و به همین دلیل توانسته‌اند به بقای خود ادامه دهند.

کشف این موضوع از چند جهت مسرت‌بخش بود، یکی آن که مشخص شد در جهان ارگانیزم‌هایی وجود دارند که بدون اکسیژن و تنها با استفاده از دی‌اکسیدکربن زیست می‌کنند و دیگر این‌که شاید روشن شود برای کربنی که همه ساله به میزانی فراوان وارد اقیانوس‌ها می‌شود، چه اتفاقی می‌افتد؟

با بررسی‌های به عمل آمده مشخص شد کربن‌هایی که وارد اقیانوس می‌شوند اغلب در اعماق تاریک و کم‌نور آرام می‌گیرند. در این عمق تنها موجودی که قادر به زیست است، باکتریی‌ای است به نام Archea که تنها میکروارگانیزمی است که می‌تواند در این شرایط زندگی کند و تنها منبعی که برای زندگی و تولید انرژی در اختیار دارد، همین کربنی است که در عمق اقیانوس ته‌‌نشین شده است.

دانشمندان معتقدند شاید حضور این میکروارگانیزم است که سبب تکمیل چرخه کربن در اعماق اقیانوس‌ها می‌شود.

محققان برای بررسی این نظریه اقدام به مطالعه چگونگی مصرف کربن توسط این باکتری‌ها پرداختند. اما بررسی این میکروارگانیزم‌ها در آزمایشگاه هنوز میسر نشده است، چراکه این باکتری تنها در اعماق تاریک اقیانوس به دور از نور خورشید و در منابع عظیمی از کربن بقا می‌یابند، لذا محققان از یک فناوری دیگر در این مطالعات بهره بردند و از تکنیک‌های ژنتیکی تک‌سلولی‌ها استفاده کردند.

آنها در این روش ژنوم‌های این تک‌سلولی‌های ایزوله شده را قطعه قطعه کردند تا امکان شناسایی چگونگی مکانیزم استفاده از کربن را دریابند. این شیوه جدید علاوه بر این می‌تواند در بسیاری از مطالعات دیگر روی تک‌سلولی‌ها به کار رود.

گفتنی است که این پژوهش‌ها اولین مطالعاتی است که روی ژنوم تک‌سلولی‌های موجود در اعماق اقیانوس‌ها انجام شده است. این تحقیقات می‌تواند به درک چگونگی چرخه کربن در اقیانوس‌ها و چگونگی تکمیل چرخه آن در جو زمین نیز کمک زیادی کند.