زندگی بیش از 1 تریلیون میکروب در تنه یک درخت - پیامک خنده

غزال زیاری: شاید به نظر خیلی ها بخش چوب درون درختان، بی فایده باشد؛ اما درواقع خانه مجموعه گسترده ای از حیاتی متنوع است. طبق آنالیز های اجرا شده، به طور میانه در داخل تنه هر درخت، بیش از 1 تریلیون قارچ، باکتری و سایر میکروب ها زندگی می نمایند که در نوع خود جوامع منحصربه فردی را تشکیل می دهند.

طبق گفته خسوس مرکادو بلانکو، میکروبیولوژیست شورای ملی تحقیقات اسپانیا که در این پروژه تحقیقاتی مشارکت نداشته، بعضی از این میکروب ها می توانند به عنوان پروبیوتیک هایی برای دفع یا از بین بردن پاتوژن ها وارد عمل شوند. به گفته او، یافته های این مطالعه می تواند راهکارهای نوی را برای محافظت از درختان آسیب پذیر در سراسر دنیا ارائه دهد.

فواید میکروب ها برای درختان

میکروب ها بخش مهمی از زندگی گیاهان هستند. به عنوان مثال قارچ های موجود در خاک، به ریشه درخت ها یاری می نمایند تا به آب و مواد مغذی دسترسی پیدا نمایند و باکتری ها و قارچ های مفید روی برگ درخت ها از ایجاد عفونت به وسیله قارچ ها یا باکتری های مضر جلوگیری می نمایند. بااین وجود اطلاعات زیادی درباره میکروب هایی که در داخل چوب سالم درختان زندگی می نمایند در دسترس نیست.

طبق برآوردهای اجرا شده، 10 تریلیون درختی که روی کره زمین زندگی می نمایند، حاوی 450 گیگاتن کربن هستند و این مقدار در حیوانات کوچک تر تنها 2 گیگاتن است.

نمونه برداری برای آنالیز بیشتر

جاناتان گیورتزمن و وایات آرنولد، دو دانشجوی دکترای دانشگاه ییل که متخصص زیست شناسی مولکولی هستند، مطالعه جالبی را انجام دادند. آن ها با سفر به جنگلی تحقیقاتی در کنیتیکت آمریکا، به آنالیز 15 گونه درختی رایج در منطقه مثل بلوط، افرا و کاج پرداختند و نمونه های چوبی باریک تر از یک مداد را از هسته مرکزی 158 درخت برداشتند و درعین حال از اطراف هر درخت، مقداری نمونه خاک جمع آوری کردند.

آن ها پس از استخراج DNA از چوب و خاک، ماده ای ژنتیکی را برای مشخص توالی ژن های نشانگر کلیدی به نام های 16s و ITS به آزمایشگاه فرستادند. آرنولد بعد از دریافت این داده ها، آن ها را با توالی هایی از انواع شناخته شده میکروب ها تطبیق داد.

این محققان کارشان برای برآورد تقریبی تعداد میکروب های پروکاریوتی (میکروب های پیش هسته ای که شامل باکتری ها و آرکی هایی هستند که باوجود شباهت زیاد، تاریخچه تکاملی متفاوتی دارند) در داخل یک درخت معمولی پرداختند و این کار را با مقدار گیری تعداد میکروب ها در 1 گرم چوب از بخش هسته ای درخت ها آغاز کردند و با ضرب کردن عدد به دست آمده در وزن درختی 5 تنی، به تعداد 1 تریلیون پروکاریوت در یک درخت رسیدند. (که البته این عدد شامل قارچ های یوکاریوت که نمی توان فراوانی آن ها از روی داده های ژنتیکی محاسبه کرد، نمی گردد.)

شاید عدد یک تریلیون به نظرتان خیلی زیاد برسد، ولی این را در نظر داشته باشید که تعداد سلول های پروکاریوتی در دستگاه گوارش انسان حدود 38 برابر بیشتر از یک تنه درخت است.

تجمع میکروبی منحصر به فرد در هرگونه درخت

همان طور که حیوانات بسته به نوع تغذیه شان، میکروبیوم های متمایزی دارند، در چوب این 15 گونه درختی هم جوامع منحصربه فردی زندگی می کردند. مثلاً در درختان افرا که شیره شیرینی فراوری می نمایند، میکروبیوم هایی که به شکر علاقه دارند تجمع می نمایند یا در گونه های درختی مثل شوکران شرقی که در برابر پوسیدگی مقاوم هستند، کمترین فراوانی میکروبی رؤیت شد.

الگوی گسترده دیگری هم در سراسر جنگل مشاهده شد. به نظر می رسد که صرف نظر از گونه های درختی، جوامع میکروبی برای زندگی در بافت های مختلف به صورت تخصصی ظاهر می شوند. چوب متراکم مرکز درخت (heartwood) که در مقایسه با بافت چوبی نرم تر اطرافش (sapwood) تمایل کمتری به داشتن اکسیژن دارد، دارای متانوباکتری های (باکتری هایی که متان فراوری می نمایند) بیشتری است؛ از سوی دیگر بخش sapwood دارای باکتری هایی است که با غلظت های بالاتر اکسیژن زندگی می نمایند.

این الگو قبلاً در مطالعه یک گونه درختی مشاهده شده بود؛ اما ازآنجا در مطالعه نو، 15 گونه معمولی درختان موردآنالیز قرارگرفته، حالا تصاویری از یک میکروبیوم معمولی چوب در درختان زنده مشاهده شده که این گام مهمی روبه جلو است.

منشا این میکروب ها چیست؟

گیورتزمن دراین باره گفته: این مطالعه بیشتر از آنکه جوابگوی سؤالات ما باشد، سؤالات بیشتری را مطرح می نماید. یکی از ابهامات موجود، منشأ میکروب های ساکن در چوب است که یکی از منابع آشکار آن، خاک است؛ چراکه خاک سرشار از انواع باکتری، آرکی و قارچ است. اما در بعضی از گونه های درختی موردمطالعه، تنها 3 درصد از تنوع میکروبی موجود در درخت، با خاکی که در آن رشد می کرد همپوشانی دارد.

در این مسیر ممکن است محققان، به راهکارهایی برای تنظیم میکروبیوم در درختان به منظور یاری به محافظت از آن ها در برابر عوامل بیماری زا برسند.

ساموئل مارتینز، آسیب شناس گیاهی دانشگاه فلوریدا معتقد است که این نیازمند یادگیری بیشتر در خصوص عملکرد میکروب هایی است که در چوب زندگی می نمایند. او این آنالیز را چالش برانگیز می داند؛ چراکه به سختی می توان تعداد کمی از این میکروب ها را در آزمایشگاه پرورش داد.

اما مطالعه نو می تواند به دو سؤال اساسی در خصوص میکروب هایی که در گیاهان زندگی می نمایند پاسخ داده و به دانشمندان در انجام تحقیقات بیشتر یاری کند: چه میکروب ها و باکتری هایی دردرختان هستند و در آنجا چه می نمایند؟

منبع: science

5858