اكتشافات العلماء في الشعاب المرجانية: ثورة في الطب

تعتبر الشعاب المرجانية من النظم البيئية الأكثر تنوعًا على كوكب الأرض، وقد كشفت الأبحاث الأخيرة عن إمكانيات غير مسبوقة في مجال الطب والتكنولوجيا الحيوية.

ما وجده العلماء داخل الشعاب المرجانية يمكن أن يغير مستقبل الطب

كشف فريق دولي من العلماء عن تفاصيل جديدة حول النظم البيئية المرجانية، مما يدل على أن كل نوع من أنواع المرجان يستضيف مجتمعه الفريد من الميكروبات. تكشف هذه النتائج عن طبقة من التنوع لم تُرى من قبل داخل الشعاب المرجانية.

ووجد البحث، الذي شمل علماء من جامعة غالواي، أن الشعاب المرجانية هي موطن لمجموعة واسعة من الميكروبات التي تنتج مواد كيميائية ذات إمكانات قوية لاستخدامها في الطب والتكنولوجيا الحيوية. ونشرت الدراسة في طبيعة.

الشعاب المرجانية وتنوعها غير المرئي

غالبًا ما توصف الشعاب المرجانية بأنها الغابات المطيرة البحرية، فهي تدعم حوالي ثلث الحياة البحرية المرئية. فهي نقاط حيوية حيوية للتنوع البيولوجي وتوفر خدمات مهمة مثل دعم السياحة والمساعدة في دورة العناصر الغذائية في النظم البيئية للمحيطات.

ومع ذلك، يقول العلماء الآن أن الكثير من تنوعها الحقيقي موجود على المستوى المجهري. لا يمكن رؤية هذا العالم الخفي، المعروف باسم الميكروبيوم، بالعين المجردة ولكنه يلعب دورًا مركزيًا في صحة الشعاب المرجانية ووظيفتها.

دراسة واسعة النطاق للميكروبات المرجانية

وبدعم من اتحاد تارا باسيفيك، قام الباحثون بفحص عينات الميكروبيوم من 99 شعابًا مرجانية عبر 32 جزيرة في المحيط الهادئ. ومن خلال هذا العمل، أعادوا بناء جينومات 645 نوعًا من الميكروبات. أكثر من 99% منها لم يتم وصفها وراثيًا من قبل.

هذه الميكروبات هي شركاء متخصصون للغاية يعيشون بشكل وثيق مع مضيفي المرجان. ويعمل العديد منهم كمنتجين للمركبات النشطة بيولوجيًا، وهي مواد كيميائية يمكن أن تؤثر على العمليات البيولوجية وقد تكون لها قيمة طبية أو صناعية.

ووجدت الدراسة أيضًا أن هذه البكتيريا المرتبطة بالشعاب المرجانية تحتوي على نطاق أوسع من مجموعات الجينات الاصطناعية الحيوية، وهي التعليمات الوراثية لصنع المركبات الطبيعية، أكثر مما تم تسجيله في أي مكان آخر في المحيط.

الفجوات الكبرى في المعرفة العلمية

وشددت الدكتورة ماجي ريدي من معهد رايان بجامعة غالواي على حجم ما لا يزال مجهولا. وقالت: “عندما قارنا النتائج التي توصلنا إليها مع الميكروبات الموجودة في أنواع الشعاب المرجانية الأخرى، أصبح من الواضح مدى ضآلة ما نعرفه. فمن بين أكثر من 4000 نوع من الميكروبات التي تم تحديدها، 10٪ فقط لديها أي معلومات وراثية متاحة، وأقل من 1٪ من الأنواع الموجودة فقط في عينات تارا باسيفيك تمت دراستها على الإطلاق. وهذا يظهر فجوة كبيرة في فهمنا ويؤكد الحاجة إلى المزيد من مسوحات التنوع البيولوجي، خاصة في المناطق التي لم تتم دراستها بشكل كاف”.

الشعاب المرجانية باعتبارها “مكتبة جزيئية”

سلط الباحثون الضوء على جانب من جوانب الحفظ غالبًا ما يتم تجاهله. عندما تتضرر الشعاب المرجانية أو تُفقد، فإن التأثير يتجاوز الحياة البحرية المرئية مثل الأسماك والإسفنج والأعشاب البحرية. ويعني ذلك أيضًا فقدان “مكتبة جزيئية” واسعة مرتبطة بالميكروبات التي تعيش داخلها.

يشير التحليل الإضافي للإنزيمات والمركبات التي تم تحديدها حديثًا إلى أن هناك إمكانات هائلة غير مستغلة للتقدم في مجال التكنولوجيا الحيوية والطب.

الإنزيمات الجديدة وإمكانات التكنولوجيا الحيوية

قال البروفيسور أوليفييه توماس من معهد ريان: “إن الإمكانات التخليقية الحيوية للميكروبات المرجانية في بناء الشعاب المرجانية تنافس أو تفوقت على تلك الموجودة في مصادر المنتجات الطبيعية التقليدية مثل الإسفنج. ومن بين البكتيريا الغنية بالتخليق الحيوي في ميكروبيوم الشعاب المرجانية، حددنا الكائنات الحية الدقيقة غير المعروفة سابقًا (مثل Acidobacteriota) التي تعيش مع الشعاب المرجانية التي تنتج إنزيمات جديدة ذات استخدامات محتملة مثيرة للتكنولوجيا الحيوية.

“يعد البحث بمثابة دعوة واضحة للعمل من أجل حماية الشعاب المرجانية لدينا – ليس فقط بسبب قيمتها كنظام بيئي فريد من نوعه – ولكن للحفاظ على التنوع الكيميائي الفريد الذي يستعد لتمكين الإنجازات العلمية المستقبلية.”

التعاون العالمي والبعثات المستقبلية

جمعت الدراسة باحثين من مختبر التنوع البيولوجي البحري في معهد ريان، بقيادة الدكتورة ماجي ريدي والبروفيسور أوليفييه توماس، إلى جانب متعاونين من ETH زيوريخ. يعد هذا العمل جزءًا من اتحاد تارا باسيفيك، الذي يركز على فهم كيفية تغير المحيطات بسبب الضغوط المناخية.

وبالنظر إلى المستقبل، سيشارك الدكتور ريدي والبروفيسور توماس في رحلة تارا كورال القادمة في بابوا غينيا الجديدة في شهر يونيو المقبل. وبدعم من مؤسسة تارا وشركاء آخرين، ستقوم البعثة بجمع عينات جديدة واستكشاف سبب كون بعض الشعاب المرجانية التي تبني الشعاب المرجانية أكثر مرونة في مواجهة تغير المناخ.

فهم الميكروبيوم المرجاني

يشمل الميكروبيوم المرجاني البكتيريا والعتائق والفطريات والفيروسات والطحالب التي تعيش على الأنسجة المرجانية وداخلها. تشكل هذه الكائنات معًا نظامًا مترابطًا بشكل وثيق يُعرف باسم holobiont، وهو أمر ضروري لبقاء المرجان ووظيفته.

تم جمع العينات المستخدمة في هذه الدراسة خلال رحلة تارا باسيفيك الاستكشافية بين عامي 2016 و2018. وقد وفر هذا الجهد واحدة من أكثر الخرائط تفصيلاً حتى الآن للميكروبات المرجانية عبر منطقة تحتوي على حوالي 40% من الشعاب المرجانية في العالم.

المصدر :- Health & Medicine News — ScienceDaily

تؤكد هذه الاكتشافات أهمية الحفاظ على الشعاب المرجانية كجزء من جهودنا لحماية التنوع البيولوجي وضمان مستقبل صحي للبشرية.