اكتشاف العتائق القادرة على إنتاج الكربون العنصري

[ترجمة د. موشيه نحماني]

اكتشف باحثون من الولايات المتحدة الأمريكية وألمانيا بكتيريا تعيش في أعماق المياه وتستطيع إنتاج عنصر الكربون

كيف ولماذا تمكنت مجموعات من الكائنات القديمة والبكتيريا التي تعيش في أعماق البحر من إنتاج عنصر الكربون؟

ميثانوسارسينا باركيري، وهو نوع من العتائق (بكتيريا بدائية) يوجد بالقرب من الفتحات الحرارية المائية في أعماق المحيطات، وهو أحد الكائنات الحية التي تم اكتشاف أنها قادرة على إنتاج الكربون العنصري. على الرغم من أن البكتيريا التي تحلل الكربون العنصري معروفة في الأدبيات منذ أكثر من مائة عام، إلا أن هذه هي المرة الأولى التي يتم فيها العثور على كائنات قادرة على إنتاجه.

يوجد الكربون في الطبيعة في مجموعة واسعة من حالات الأكسدة. يوجد الكربون العنصري، الذي لديه حالة أكسدة صفر، عادةً في أحد التكوينين التاليين: في حالة بلورية عالية الترتيب تتشكل تحت ضغط ودرجات حرارة عالية، مثل الماس، وفي تكوين كربون أسود غير متبلور يتكون من الاحتراق غير الكامل للمركبات. المواد الحيوية. وعلى الرغم من ذلك، لم يتم العثور على أي دليل في الماضي على وجود مسارات كيميائية حيوية تنتج الكربون العنصري.

الآن، حدد الباحثون مجموعتين من البكتيريا، التي توجد بالقرب من الفتحات الحرارية المائية في خليج كاليفورنيا وداخل البراكين الطينية في أعماق البحر الأبيض المتوسط، القادرة على التخليق الحيوي للكربون الأسود. هذه المجموعات، والتي تشمل الآثار القديمة من مضيق الميثان تحت الظروف الهوائية وكذلك البكتيريا المختزلة للكبريتات، قادرة على إنتاج مادة سوداء ذات خصائص مشابهة للجرافيت المضطرب والكربون غير المتبلور. وعندما اختبر فريق البحث المادة باستخدام مطياف رامان، وجدوا أن المادة في الواقع عبارة عن كربون عنصري. ومع ذلك، فإن الآلية الدقيقة والنشاط الأنزيمي المتضمن في هذا المنتج لا يزالان غير واضحين. ويعتقد الباحثون أن هذا المنتج قد يكون بسبب آلية الديناميكا الحرارية المفضلة لتحويل ثاني أكسيد الكربون والهيدروجين إلى كربون وماء. إن السؤال عن سبب إنتاج الكائنات الحية الدقيقة للكربون الأولي على الإطلاق يتطلب المزيد من البحث.

تشمل الإجابات المحتملة، من بين أمور أخرى، استخدام هذه الآلية لتحضير مادة سقالة أثناء التفاعلات مع الكائنات الحية الأخرى أو كوسيلة لنقل المواد المتجددة بين البكتيريا التكافلية في نفس المجموعة. وبدلاً من ذلك، تعني الموصلية الكهربائية للمواد المعتمدة على الكربون أن هذه الكائنات تستخدمها لتشجيع عمليات نقل الإلكترون.

المقال الذي يصف الدراسة