تعتبر بحيرة إيري من البيئات الطبيعية الهامة التي تواجه تهديدات من الطحالب السامة، مما يستدعي دراسة دقيقة للكائنات الحية المسؤولة.
الكائن الحي المخفي وراء الأزهار السامة في بحيرة إيري
خلال الأشهر الدافئة، تصبح بحيرة إيري مكانًا مثاليًا لنمو البكتيريا الزرقاء، المعروفة أيضًا باسم الطحالب الخضراء المزرقة، بسرعة. في ظل هذه الظروف، يمكن للطحالب أن تشكل أزهارًا كبيرة تطلق السموم بمستويات قادرة على الإضرار بكل من الحياة البرية والناس.
تحديد الكائن المسؤول عن إنتاج السموم
وقد حدد الباحثون في جامعة ميشيغان الآن الكائن المسؤول عن إنتاج هذه السموم. يحدد عملهم نوعًا معينًا من البكتيريا الزرقاء، المعروفة باسم Dolichospermum، كمصدر.
تتبع مصدر ميكروسيستين وساكسيتوكسين
أدى الازدهار الكبير في عام 2014 إلى إنتاج مادة ميكروسيستين السامة وشكل تهديدًا خطيرًا لإمدادات مياه الشرب في توليدو. وفي وقت سابق، في عام 2007، اكتشف العلماء علامات على وجود مادة سامة قوية للغاية تسمى ساكسيتوكسين في بحيرة إيري، على الرغم من أن مصدرها البيولوجي ظل مجهولاً. ينتمي الساكسيتوكسين إلى مجموعة من السموم العصبية ذات الصلة الوثيقة والتي تعتبر من أقوى السموم الموجودة بشكل طبيعي.
وقال جريجوري ديك، أستاذ علوم الأرض والبيئة والبيئة والاستدامة: “الميزة الرئيسية لمعرفة أي كائن حي ينتج السم هو أنه يساعدنا على فهم الظروف التي تسبب إنتاج السم – أي ما هي الظروف التي تجعل تلك الكائنات الحية ناجحة”. “مثل هذه المعلومات يمكن أن تساعد في توجيه السياسة والإدارة، على الرغم من أننا لا نزال بعيدين عن ذلك في هذه الحالة.”
استخدام تسلسل الحمض النووي لتحديد منتج السم
لتحديد الكائن المسؤول عن الساكسيتوكسين، جمع فريق جامعة ميريلاند عينات مباشرة من HABs عند ظهورها في البحيرة. قام المؤلف الرئيسي بول دن أويل بتطبيق تسلسل “البندقية”، وهي تقنية تقرأ كل الحمض النووي الموجود في عينة المياه. باستخدام هذه التسلسلات، أعاد بناء الجينوم الكامل ثم قام بالبحث في هذا الجينوم عن الجينات المشاركة في صنع الساكسيتوكسين.
وكشف تحليلهم عن عدة سلالات من Dolichospermum تعيش في بحيرة إيري. ومع ذلك، فإن سلالات معينة فقط هي التي تحمل القدرة على إنتاج الساكسيتوكسين. وفي حين أن سبب هذا الاختلاف لم يتضح بعد، فقد بدأ الباحثون في دراسة الظروف البيئية التي قد تؤثر على إنتاج السموم.
القرائن البيئية في درجات الحرارة ومستويات المغذيات
قام الفريق بجمع عينات من مواقع متعددة عبر بحيرة إيري على مدار العام وقام بقياس كمية الجين المرتبط بالساكسيتوكسين الذي ظهر في كل عينة. وكثيراً ما اكتشفوا مستويات أعلى من هذا الجين في الماء الدافئ.
وقال دين أويل، العالم في المعهد التعاوني لأبحاث البحيرات الكبرى التابع لجامعة ميريلاند: “هذا أمر مثير للاهتمام لأننا نعلم أن البحيرات تتغير مع تغير المناخ”. “مع ارتفاع درجة حرارة البحيرات، أحد الأسئلة الكبيرة هو، كيف سيغير ذلك المجتمعات البيولوجية، بما في ذلك تكاثر البكتيريا الزرقاء الضارة؟”
اقرأ أيضًا...
ولاحظوا أيضًا أن الجين المرتبط بالساكسيتوكسين كان أقل شيوعًا في المناطق التي ترتفع فيها مستويات الأمونيوم. يشتبه الفريق في أن هذا النمط قد يرتبط بخاصية مميزة لـ Dolichospermum: وجود جين يشير إلى أنه يمكنه استخدام النيتروجين في شكل ثنائي النيتروجين، وهو غاز متوافر في الغلاف الجوي. وفقًا لديك، فإن عددًا محدودًا فقط من الكائنات الحية يمكنه استخدام النيتروجين بهذا الشكل، مما يمنح Dolichospermum ميزة تنافسية في ظل ظروف معينة.
مراقبة المخاطر طويلة المدى في بحيرة متغيرة
ووفقا للباحثين، فقد قاموا بمراقبة مادة الساكسيتوكسين في البحيرة لمدة تسع سنوات، ولكن هذه الفترة قصيرة جدًا لتحديد ما إذا كانت مستويات السم سترتفع مع استمرار ارتفاع درجة حرارة المناخ.
وقال ديك: “لكن الآن بعد أن عرفنا من الذي ينتجها، أعتقد أنه يمكننا مراقبة هذه الكائنات بشكل أفضل، ويمكننا أيضًا تقييم وفرة الجينات بشكل مباشر مع مرور الوقت”. “نحن نخطط لمواصلة مراقبة وفرة هذا الكائن الحي، ولكن من السابق لأوانه معرفة ما إذا كان قد أصبح أكثر وفرة. إنه مجرد ارتباط، ولكن هذا الارتباط مع درجة الحرارة مثير للقلق.”
تظهر دراستهم في المجلة العلوم البيئية والتكنولوجيا.
المصدر :- Health & Medicine News — ScienceDaily
تسلط هذه الدراسة الضوء على أهمية فهم الكائنات الحية في بحيرة إيري وكيفية تأثير التغيرات المناخية على إنتاج السموم.
