[ad_1]
مع قيام البشر بتغيير مناخ الكوكب وأنظمته البيئية، يتطلع العلماء إلى تاريخ الأرض للمساعدة في التنبؤ بما قد يحدث نتيجة لتغير المناخ. ولتحقيق هذه الغاية، تعمل الهياكل الجليدية الضخمة مثل الأنهار الجليدية كمجمدات للطبيعة، حيث تقوم بتوثيق السجلات التفصيلية للمناخات والنظم البيئية السابقة – بما في ذلك الفيروسات.
نحن فريق من علماء الأحياء الدقيقة وعلماء المناخ القديم الذين يدرسون الكائنات الحية الدقيقة القديمة، بما في ذلك الفيروسات المحفوظة داخل جليد الأنهار الجليدية. جنبًا إلى جنب مع زملائنا لوني طومسون وفيرجينيا ريتش وباحثين آخرين في مجموعة علم المناخ القديم في جامعة ولاية أوهايو، نقوم بالتحقيق في التفاعلات بين الفيروسات وبيئتها المحفوظة في عينات جليدية من نهر جوليا الجليدي على هضبة التبت.
من خلال ربط جينومات المجتمعات الفيروسية القديمة بظروف مناخية محددة محفوظة في جليد الأنهار الجليدية، يقدم بحثنا المنشور حديثًا رؤى حول كيفية تكيف هذه الفيروسات مع مناخ الأرض المتغير على مدى الـ 41000 عام الماضية.
قراءة التاريخ في الجينات الفيروسية
لقد استخدمنا في المقام الأول الميتاجينومات – مجموعات من الجينومات التي تلتقط المحتوى الجيني الإجمالي لجميع الكائنات الحية الدقيقة الموجودة في العينات البيئية – لإعادة بناء الجينومات الفيروسية من تسع فترات زمنية مميزة داخل قلب جليد جوليا. تمتد هذه الفترات الزمنية على ثلاث دورات رئيسية من البرودة إلى الدفء، مما يوفر فرصة فريدة لمراقبة كيفية تغير المجتمعات الفيروسية استجابة لظروف مناخية مختلفة.
ومن خلال تحليلاتنا، تمكنا من استعادة جينومات ما يعادل 1705 نوعًا من الفيروسات، مما أدى إلى توسيع نطاق الفيروسات القديمة المحفوظة في الأنهار الجليدية بأكثر من خمسين ضعفًا.
ولم يشترك سوى ربع الأنواع الفيروسية التي وجدناها في أوجه تشابه على مستوى الأنواع مع أي من الفيروسات التي تم تحديدها في ما يقرب من 1000 جينوم ميتاجينومي تم التقاطها سابقًا في مجموعات البيانات العالمية. وكانت معظم هذه الأنواع المتداخلة أيضًا من هضبة التبت. ويشير هذا إلى أن بعض الفيروسات المحفوظة في نهر جوليا الجليدي على الأقل نشأت محليًا في المنطقة، ولكنه يشير أيضًا إلى الافتقار النسبي للفيروسات الجليدية في قواعد البيانات المتاحة.
وباستخدام هذه الجينومات المرجعية الجديدة، حاولنا “قراءة” قصصهم.
كان أحد النتائج الرئيسية هو أن المجتمعات الفيروسية كانت تتباين بشكل كبير بين الفترات المناخية الباردة والدافئة. ظهر المجتمع الأكثر تميزًا للأنواع الفيروسية على الجليد منذ حوالي 11500 عام، بالتزامن مع الانتقال الرئيسي من المرحلة الجليدية الأخيرة إلى العصر الهولوسيني. يشير هذا إلى أن الظروف المناخية الفريدة خلال الفترات الباردة والدافئة أثرت بشكل عميق على تكوين المجتمعات الفيروسية. نفترض أن هذه التأثيرات كانت على الأرجح بسبب الفيروسات من أماكن أخرى التي هبّت عليها أنماط الرياح المتغيرة وخضعت لضغوط الانتقاء من درجات الحرارة المتغيرة على الجليد.
وبعد البحث المتعمق، تمكنا بعد ذلك من تحديد كيفية تفاعل الفيروسات مع مضيفيها. وللقيام بذلك، استخدمنا نماذج حاسوبية لمقارنة الجينومات الفيروسية بجينومات الميكروبات الأخرى الموجودة أيضًا في هذه البيئة. ووجدنا أن الفيروسات تصيب باستمرار الفلافوباكتيريوم، وهي سلالة من البكتيريا التي توجد عادة في البيئات الجليدية.
كما تعلمنا أن الفيروسات الموجودة على نهر جوليا الجليدي لابد وأن “تسرق” جينات من عوائلها للتلاعب بعملية التمثيل الغذائي لديها. وكانت الجينومات الفيروسية تحتوي على خمسين جيناً أيضياً مساعداً مرتبطاً بعملية التمثيل الغذائي، بما في ذلك تركيب وتحلل الفيتامينات والأحماض الأمينية والكربوهيدرات. وكانت بعض هذه الجينات وفيرة في جميع الفترات الزمنية التسع التي تمت دراستها، مما يشير إلى أنها تساعد العوائل الميكروبية على التكيف مع الظروف القاسية على أسطح الأنهار الجليدية وبالتالي تحسين لياقة الفيروسات.
وهكذا، فإن الفيروسات لا تصيب الخلايا وتقتلها فحسب، بل من المرجح أيضاً أن تعمل على تغيير لياقة مضيفها أثناء العدوى، مما يؤثر بدوره على قدرته على البقاء في ظل الظروف القاسية لبيئات الأنهار الجليدية.
تغير المناخ مع مرور الوقت
تقدم نتائجنا منظورًا جديدًا حول كيفية استجابة الحياة، في شكل فيروسات، للتغيرات المناخية على مدى عشرات الآلاف من السنين.
إن فهم هذه التفاعلات القديمة يوفر فرصة فريدة للأبحاث المستقبلية في كل من علم الفيروسات وعلم المناخ. ومن خلال دراسة كيفية استجابة الفيروسات القديمة للتغيرات المناخية السابقة، يمكن للباحثين اكتساب رؤى قيمة حول كيفية تكيف الفيروسات مع تغير المناخ العالمي المستمر.
اشترك مجانًا في النشرة الإخبارية AllAfrica
احصل على آخر الأخبار الأفريقية مباشرة إلى صندوق بريدك الإلكتروني
نجاح!
انتهى تقريبا…
نحن بحاجة إلى تأكيد عنوان بريدك الإلكتروني.
لإكمال العملية، يرجى اتباع التعليمات الموجودة في البريد الإلكتروني الذي أرسلناه إليك للتو.
خطأ!
حدثت مشكلة أثناء معالجة طلبك. يرجى المحاولة مرة أخرى لاحقًا.
نحن نعتقد أن جليد الأنهار الجليدية، من خلال التقاط المعلومات حول الكائنات الحية الدقيقة ونظمها البيئية على مر الزمن في كل طبقة، يظل موردًا أساسيًا لكشف تاريخ مناخ الأرض والحياة التي دعمها – خاصة مع تناقص احتياطيات جليد الأنهار الجليدية بسرعة.
تشي بينج تشونج، باحث مشارك في مركز أبحاث القطب الشمالي والمناخ، جامعة ولاية أوهايو
إلين موزلي تومسون، أستاذة الجغرافيا، جامعة ولاية أوهايو
لوني تومسون، أستاذ جامعي متميز في علوم الأرض، جامعة ولاية أوهايو
ماثيو سوليفان، أستاذ علم الأحياء الدقيقة، جامعة ولاية أوهايو
فرجينيا ريتش، أستاذة مشاركة في علم الأحياء الدقيقة، جامعة ولاية أوهايو
[ad_2]
المصدر