تریکودسمیوم: باکتری هایی که اقیانوس ها را بارور می کنند با هم کار می کنند تا با سطوح نور سازگار شوند

شاید یکی از فراوان ترین و مهم ترین انواع باکتری های فتوسنتزی در اقیانوس ها موفقیت خود را مدیون کار گروهی است.

باکتری، به نام تریکودسمیومممکن است فعالانه متحد شوند تا در پاسخ به شرایط محیطی در حال تغییر، توده های بزرگی را تشکیل دهند، یا جدا شوند، اولریکه پفروند در ETH زوریخ در سوئیس و همکارانش آن را کشف کردند.

«این رفتار ممکن است کلید چرایی باشد تریکودسمیوم Pfreundt می گوید که بسیار فراوان و بسیار موفق است.

تریکودسمیوم گروهی از چندین گونه سیانوباکتری است. اعضای آن را گاهی خاک اره می نامند، زیرا آنها اغلب گل های قهوه ای مایل به قرمز را تشکیل می دهند که ممکن است نام دریای سرخ را به خود اختصاص داده باشد.

این باکتری ها نه تنها غذای موجودات دیگر را فراهم می کنند، بلکه نیتروژن جو را به مواد شیمیایی تبدیل می کنند که سایر موجودات فتوسنتزی می توانند از آنها استفاده کنند. Pfreundt می‌گوید، آن‌ها مناطق وسیعی از اقیانوس را بارور می‌کنند که در غیر این صورت، مواد مغذی آن‌قدر کم است که هر چیزی رشد کند.

او می‌گوید: «اصولاً این کود زنده برای اقیانوس‌ها است. آنها بخش بسیار زیادی از نیتروژن ثابت در اقیانوس را فراهم می کنند و بسیاری از موجودات دیگر که CO2 را جدا می کنند به این نیتروژن وابسته هستند.

تریکودسمیوم در رشته های مو مانند تا چند صد سلول رشد می کند. رشته‌ها را می‌توان به‌صورت جداگانه، اما اغلب در کلنی‌ها یا توده‌هایی که هر کدام حاوی چند صد رشته هستند، شناور یافت.

این سنگدانه ها می توانند 1 یا 2 میلی متر قطر داشته باشند و با چشم غیر مسلح قابل مشاهده باشند. در برخی از دانه ها که پفک نامیده می شوند، رشته ها مانند یک منگوله از مرکز تابش می کنند. در برخی دیگر که تافت نامیده می شوند، رشته ها مانند یک رشته مو به موازات یکدیگر قرار دارند.

نشان داده شده است که سنگدانه ها کمک می کنند تریکودسمیوم آهن مورد نیاز خود را از ذرات گرد و غبار بدست آورید. پفروند می‌گوید، اما چگونگی شکل‌گیری مصالح یک راز است. یک ایده این است که رشته ها در صورت برخورد به سادگی به هم می چسبند، اما این ظاهر سازمان یافته آنها را توضیح نمی دهد. دیگر اینکه آنها اینطور بزرگ می شوند.

بزرگ شدن تریکودسمیوم در آزمایشگاه برای مطالعه ژنوم خود، Pfreundt متوجه شد که ظاهر سنگدانه ها می تواند در طول روز کاملاً تغییر کند و او را به مشکوک شدن به وجود یک فرآیند فعال سوق داد. او و همکارانش اکنون مجموعه ای از آزمایشات را برای تایید این موضوع و نشان دادن چگونگی وقوع آن انجام داده اند.

رشته‌ها می‌توانند در امتداد سطوح بلغزند و وقتی دو رشته با هم تماس پیدا می‌کنند، می‌توانند از کنار هم سر بخورند، مانند دو قطار که از یکدیگر به عنوان مسیر استفاده می‌کنند. Pfreundt می گوید اگر این روند به طور نامحدود ادامه یابد، رشته ها کاملاً از کنار یکدیگر می لغزند. بنابراین، هنگامی که باکتری ها می خواهند در توده ها باقی بمانند، به جهت معکوس ادامه می دهند.

او دریافت که برای اینکه سنگدانه‌ها به صورت فشرده‌تر خوشه شوند، معکوس‌ها بیشتر اتفاق می‌افتند و همپوشانی‌های بیشتری از رشته‌ها حفظ می‌شود. برای شل شدن آنها، وارونگی کمتر اتفاق می افتد.

این تیم دریافتند که این سست شدن یا سفت شدن سنگدانه ها می تواند در عرض چند دقیقه در پاسخ به تغییرات در سطوح نور رخ دهد. نور بسیار روشن می‌تواند به ماشین‌های فتوسنتزی آسیب برساند و سنگدانه‌های محکم‌تر سطح نوری که هر رشته در معرض آن قرار می‌گیرد را کاهش می‌دهد.

در اقیانوس می تواند کمک کند تریکودسمیوم رو به خورشید در حال بیرون آمدن یا عبور از پشت ابرها.

Pfreundt معتقد است که این شل شدن یا سفت شدن به سنگدانه ها کمک می کند تا شناوری خود را کنترل کنند و به آنها اجازه می دهد در صورت لزوم بالا یا پایین بروند. تریکودسمیوم هنگامی که این ماده مغذی در سطح تخلیه می شود، برای به دست آوردن فسفات عمیق تر حرکت می کند.

“مکانیسم معکوس تریکودسمیوم – باعث سست شدن یا سفت شدن سنگدانه ها می شود تا بر چگالی، شناوری و جذب نور آنها تأثیر بگذارد – ممکن است به موفقیت گونه کمک کرده باشد. ریچارد کربیدانشمند و نویسنده مستقلی که پلانکتون ها را مطالعه می کند.

Pfreundt و همکارانش همچنین کشف کردند که به جای درک سویه های مختلف همانطور که قبلاً تصور می شد، پفک ها از ادغام توده ها ایجاد می شوند. اما بسیاری از سؤالات بی پاسخ می مانند، مانند اینکه رشته ها چگونه می لغزند و چگونه می دانند چه زمانی باید معکوس شوند.

موضوعات: