الرقم القياسي لمقاومة الحرارة: بكتيريا في قاع المحيط تعيش عند درجة حرارة 121 درجة مئوية

من المحتمل أن تكون بكتيريا "المقاومة" 121 قد تطورت مع بداية الحياة على الأرض؛ إن فهم آلياتها سيجعل من الممكن تطوير مواد مقاومة للحرارة

ليئور كودنر، هآرتس ووالا نيوز!

بكتيريا "المقاومة" 121 (في الصورة العلوية) و"المدخن الأسود" (في الصورة السفلية) التي تنمو فيها البكتيريا. قد تستمتع البكتيريا بالحرارة

الرابط المباشر لهذه الصفحة: https://www.hayadan.org.il/strain121.html

وقد تم الآن إضافة رقم قياسي آخر إلى قائمة الأرقام القياسية المتعلقة بالحرارة والمياه والتي تم تحطيمها في الصيف الماضي. هذه المرة لا يتعلق الأمر بدرجة الحرارة القياسية في مدينة أخرى في أوروبا، ولا بالرقم القياسي العالمي في السباحة - بل يتعلق بمقاومة الحرارة لكائن حي. والرقم القياسي الجديد، الذي توج في مجلة ساينس العلمية، هو بكتيريا تم اكتشافها مؤخرا وأطلق عليها اسم "سلالة المقاومة "121" ("121"). وتوجد البكتيريا في أعماق المحيط الهادئ، عند درجات حرارة عالية تتراوح بين 85 و121 درجة مئوية.

ولاستخراج البكتيريا من أعماق البحر، في منطقة سلسلة خوان دي فوكا، استخدم الباحثون غواصة تعمل بالتحكم عن بعد من أجل الوصول إلى عمق 2.4 كيلومتر حيث نمت. أجبرت الظروف المعيشية في القاع البكتيريا على تطوير مقاومة غير عادية للحرارة. أطلق عليه لقبه بعد أن اتضح في التجارب التي أجراها باحثون من جامعتي ماساتشوستس وواشنطن أنه قادر على العمل عند درجة حرارة تصل إلى 121 درجة. في الواقع، قد تستفيد المتانة 121 من الحرارة. ووفقا لمقالة المجلة، في غضون 24 ساعة من وضعها في درجة الحرارة هذه، تضاعف عدد سكانها. وفي درجات حرارة أعلى قليلاً، تمكنت البكتيريا من البقاء على قيد الحياة، لكنها توقفت عن العمل بشكل صحيح.

وكان صاحب الرقم القياسي حتى اليوم بكتيريا أخرى: "بيرولوبوس فوماري" - لكنها غير قادرة على التعامل مع درجة الحرارة المرتفعة هذه. وفي التجربة، أصبح من الواضح أنه بعد ساعة في حرارة 121 درجة، بقي 1% فقط من خلايا البيرولوبوس فوماري سليمة، ولم تظهر على أي منها علامات الحياة.

تنتمي "المقاومة" 121 إلى عائلة العتائق - وهي كائنات وحيدة الخلية من عائلة البكتيريا، قادرة على البقاء في الظروف القاسية. يوضح البروفيسور هيليل بيركوفيار من معهد علم الأحياء الدقيقة في الجامعة العبرية في القدس أن "البكتيريا المقاومة للحرارة معروفة منذ سنوات عديدة". ووفقا له، "في الماضي، اكتشف العلماء بكتيريا تقاوم درجة حرارة 60 درجة، ثم 100 درجة وأكثر".
ليست كل البكتيريا محصنة ضد مثل هذه الحرارة العالية، وهذا ما تقوم عليه عملية البسترة - وهي طريقة لقتل البكتيريا باستخدام الحرارة، اخترعها الباحث الفرنسي لويس باستور في نهاية القرن التاسع عشر. وتهدف العملية، التي تعتمد على تسخين الحليب لمدة نصف ساعة تقريبا على درجة حرارة 19 درجة، إلى قتل البكتيريا الموجودة في الحليب ومنتجاته دون أي تغيير تقريبا في قيمتها الغذائية أو طعمها.

تشتمل المناظر الطبيعية تحت الماء في البيئة المعيشية لـ "المقاومة" 121 بشكل أساسي على فتحات تسمى "المدخنون السود". وترتفع هذه من الأسفل على شكل مداخن مكونة من ثلاثة وأربعة طوابق، وتنبعث منها خليط أسود يحتوي على مركبات الحديد والكبريت. بالنسبة للحيوانات، يعد هذا جحيمًا خانقًا وغليانًا وسامًا، ولكن فيما يتعلق بـ "المتانة" 121، فهذا ترتيب جيد بشكل خاص. طوال التطور، طورت البكتيريا طريقة خاصة للحياة: فهي تستخدم الحديد، بنفس الطريقة التي تستهلك بها الحيوانات التي نعرفها الأكسجين. يسمح الحديد للبكتيريا بحرق طعامها لإنتاج الطاقة.

ومن الناحية الكيميائية، تعتمد عملية التنفس للبكتيريا على إضافة إلكترون إلى الحديد - وبهذه الطريقة يتكون معدن "الماجنتيت". إن وجود رواسب هائلة من الماجنتيت في أعماق المحيط، ووفرة الحديد التي كانت موجودة على الأرض قبل بدء الحياة، دفع الباحثين إلى استنتاج مفاده أن "المقاومة" 121 هي واحدة من أولى أشكال الحياة التي تطورت على كوكبنا.

ووفقا للبروفيسور بيركوفيار، فإن دراسة الطرق التي تعيش بها البكتيريا في الحرارة العالية يمكن أن تساعد الصناعة. "الحرارة عنصر حاسم للحياة، ولكن البكتيريا طورت آلية تسمح لها بالبقاء على قيد الحياة في الظروف القاسية. نحن بحاجة إلى تحديد الآليات التي تعمل في البكتيريا، لذلك على سبيل المثال يمكننا تطوير طريقة تمنع تحول السكر إلى كراميل عند 80 درجة."
للحصول على الأخبار في بي بي سي
تجمع لخبراء علوم الحياة

https://www.hayadan.org.il/BuildaGate4/general2/data_card.php?Cat=~~~608471707~~~152&SiteName=hayadan