تم العثور على نوع جديد من البكتيريا لم يسبق له مثيل داخل آبار النفط الصخري والغاز الطبيعي.
[ترجمة د.نحماني موشيه]
ووجد الباحثون الذين فحصوا جينومات الكائنات الحية الدقيقة التي تعيش داخل الصخر الزيتي وآبار الغاز دليلا على ازدهار النظم البيئية المستدامة هناك - وحتى نوع جديد من البكتيريا التي لم يتم ملاحظتها من قبل، والتي أطلق عليها الباحثون اسم "Frackibacter". والنوع الجديد هو واحد من 31 نوعا من البكتيريا التي تم العثور عليها داخل عمليتي حفر منفصلتين باستخدام طريقة التكسير الهيدروليكي. ونشر علماء من جامعة أوهايو نتائج البحث في النسخة الإلكترونية من المجلة العلمية Nature Microbiology. وعلى الرغم من أن الآبار كانت تفصل بينها مئات الكيلومترات وتم حفرها في تكوينات مختلفة من الصخر الزيتي، إلا أن المستعمرات البكتيرية الموجودة هناك كانت متطابقة تقريبًا، كما يقول الباحثون. تقريبًا جميع البكتيريا التي عثر عليها الباحثون تمت ملاحظتها في أماكن أخرى في الماضي، ومن المرجح أن العديد منها ينشأ من برك المياه التي استخرجتها شركات الطاقة من أجل ملء الآبار؛ وقالت الباحثة كيلي رايتون، أستاذة علم الأحياء الدقيقة والفيزياء الحيوية بجامعة ولاية أوهايو، إن هذا ليس هو الحال مع السلالة المكتشفة حديثًا، Candidatus Frackibacter، والتي قد تكون فريدة من نوعها في مواقع حفر التكسير الهيدروليكي. من حيث التسميات في علم الأحياء، يشير مصطلح "Candidatus" إلى أنه تمت دراسة كائن حي جديد لأول مرة على الإطلاق باستخدام النهج الجينومي، وأن الكائن الحي لم يتم عزله عن ثقافة المختبر.
واختار الباحثون اسم "Frackibacter" للنوع الجديد مستوحى من كلمة "fracking" وهي اختصار لطريقة التكسير الهيدروليكي. وقال الباحث الرئيسي: "نعتقد أن البكتيريا الموجودة في الآبار قد تخلق بيئة بيئية مستقلة، حيث توفر مصادر الغذاء لنفسها". "إن حفر البئر وضخه بمساعدة تكسير السوائل يخلق بيئة بيئية، لكن البكتيريا تتكيف مع بيئتها الجديدة بطريقة تسمح لها بالحفاظ على البيئة لفترات طويلة من الزمن". ومن خلال أخذ عينات السوائل من بئرين على مدار 328 يومًا، تمكن الباحثون من فك جينومات البكتيريا والكائنات الحية الدقيقة بدائية النواة التي تعيش في الصخر الزيتي. ولدهشة الباحثين، تطورت مستعمرات بكتيرية متطابقة تقريبًا في الموقعين المنفصلين. بالإضافة إلى ذلك، كان البئران مملوكين لشركات طاقة مختلفة استخدمت طرق تكسير مختلفة. تم العثور على كلا النوعين من الصخر الزيتي على عمق حوالي كيلومترين في الأرض، وقد تشكلا بفارق ملايين السنين، ويتضمنان أنواعًا مختلفة من الوقود الأحفوري. ومع ذلك، أصبح نوع واحد من البكتيريا، هالانيروبيوم، هو السائد في الموقعين المختلفين تمامًا. "كنا نظن مسبقا أننا قد نجد أنواعا مماثلة من البكتيريا، ولكن مستوى التشابه كان مرتفعا للغاية لدرجة أنه فاجأنا تماما. وقال الباحث الرئيسي: "تشير هذه النتيجة إلى أن ما يحدث في هذه البيئات البيئية يتأثر بعملية التكسير أكثر من تأثره بالاختلافات المتأصلة في الصخر الزيتي". ولا يزال الباحثون لا يعرفون على وجه اليقين مصدر البكتيريا. ويقول الباحث إن بعضها، على الأغلب، جاء من البرك التي توفر المياه للآبار. ومع ذلك، عاشت أنواع أخرى من البكتيريا والعتائق في الطبقة الصخرية حتى قبل بدء عملية الحفر.
وتقوم شركات إنتاج الطاقة من الصخر الزيتي بتطوير السوائل التي تحقنها في هذه الآبار بشكل مستقل من أجل تكسير وتفتيت الطبقة الصخرية وإطلاق الغاز أو النفط المخزن فيها، كما يوضح المؤلف الرئيسي للمقال المنشور في المجلة العلمية Nature Microbiology. كل هذه السوائل تعتمد على الماء الذي تضاف إليه مواد كيميائية أخرى. ويجب على الكائنات الحية الدقيقة التي تعيش داخل الصخر الزيتي أن تنجو من درجات الحرارة المرتفعة والضغط والملوحة، لكن هذه الدراسة تشير إلى أن مستوى الملوحة هو أهم عائق أمام بقاء البكتيريا. تجبر الملوحة العالية البكتيريا على تصنيع جزيئات عضوية خاصة (مواد حماية تناضحية) تمنعها من الفقس نتيجة لهذا المستوى من الملوحة. وعندما يتم تدمير الخلايا، يتم إطلاق هذه المواد في الماء، حيث يتم استخدامها كمواد وقائية للبكتيريا الأخرى أو كمواد مغذية لها. وبهذه الطريقة، تجبر الملوحة البكتيريا على إنشاء مصادر غذائية مستدامة لنفسها. بالإضافة إلى القيود المادية التي تفرضها البيئة، يجب على البكتيريا أيضًا حماية نفسها من الفيروسات. وقام الباحثون أيضًا بفك تشفير جينومات الفيروسات التي تعيش داخل الآبار، ووجدوا أدلة وراثية على أن بعض البكتيريا تم استخدامها بالفعل كغذاء للفيروسات، مع إطلاق المواد الواقية ضد الملوحة في الماء. ولتأكيد النتائج التي توصلوا إليها، قام الباحثون بزراعة نفس البكتيريا في المختبر في ظل ظروف مماثلة. أنتجت هذه البكتيريا أيضًا نفس المواد الواقية (المواد الواقية الأسموبية) التي تم تحويلها لاحقًا إلى غاز الميثان - وهو اكتشاف يشير إلى أن الباحثين يسيرون على الطريق الصحيح لفهم الآلية التي تحدث داخل الآبار. يمكن أن يكون أحد تطبيقات البحث هو إمكانية استخدام الميثان الذي تنتجه البكتيريا التي تعيش في الصخر الزيتي كطاقة إضافية.
