دراسة تكشف تطور الميكروبات فى بحيرة ميندوتا الأمريكية

يبدو أن التغيرات الموسمية في بحيرة مندوتا في ولاية ويسكونسن الأمريكية تؤدي إلى تغيرات تطورية سريعة في الأنواع البكتيرية، كما كشفت دراسة وراثية طويلة الأمد. تتكيف البكتيريا الموجودة داخل البحيرة مع الظروف البيئية المتغيرة، حيث تخضع الأنواع لتحولات جينية كبيرة بمرور الوقت.

على الرغم من هذه التغييرات، تعود العديد من البكتيريا إلى حالات جينية متطابقة تقريبًا كل عام، مما يخلق نمطًا دوريًا من التطور. تسلط النتائج الضوء على كيفية استجابة الحياة الميكروبية للضغوط الموسمية، وتوفر نظرة ثاقبة للعمليات البيئية والتطورية الأوسع.

لوحظ تطور البكتيريا على مدى عقود

ووفقا لدراسة نشرت في مجلة Nature Microbiology، فإن التجمعات البكتيرية في بحيرة ميندوتا تتكيف مع التحولات البيئية الناتجة عن التغيرات الموسمية في البحيرة. وقام الباحثون بفحص المادة الوراثية من أرشيف فريد من نوعه يضم 471 عينة مياه تم جمعها على مدى 20 عاما.

في كل عام، تستجيب البكتيريا لظروف مختلفة، مثل ازدهار الطحالب في الصيف والغطاء الجليدي في الشتاء. تتنافس الأجناس داخل الأنواع على أساس قدرتها على التكيف مع ظروف معينة، مما يؤدي إلى دورة متكررة من التغير الجيني.

تأثير الظواهر الجوية المتطرفة

قدمت الظروف الجوية غير العادية في عام 2012 رؤى إضافية حول تطور البكتيريا. خلال تلك السنة، أدى ذوبان الثلوج في وقت مبكر، وارتفاع درجات الحرارة، وانخفاض مستويات الطحالب إلى تغيرات وراثية كبيرة في المجتمعات البكتيرية، وكشفت الأبحاث عن تحول ملحوظ في الجينات المرتبطة باستقلاب النيتروجين بين العديد من الأنواع، مما يشير إلى تكيفات جينية طويلة الأمد مع هذه الظروف غير النمطية.

الآثار المترتبة على تغير المناخ

وقال روبن روهور، الباحث في جامعة تكساس في أوستن، إن تغير المناخ قد يؤدي إلى تكثيف مثل هذه الاستجابات التطورية، حيث تصبح الظواهر الجوية المتطرفة أكثر تواترا، وتسلط هذه النتائج الضوء على قدرة النظم البيئية الميكروبية على التكيف مع التغيرات البيئية التدريجية والمفاجئة.

التقنيات المتقدمة تفتح الباب أمام اكتشافات جديدة

أعادت الدراسة، التي قادها روهور وبدعم من الموارد الحسابية في مركز تكساس للحوسبة المتقدمة، بناء الجينومات البكتيرية من عينات الحمض النووي المجزأة.

مع تحليل أكثر من 30.000 جينوم، يمثل هذا البحث واحدًا من أكثر التحقيقات شمولاً في تطور الميكروبات في البيئة الطبيعية، مما يوفر بيانات قيمة للدراسات المستقبلية.