تغییر رنگ میکروب‌ها برای گرم‌ماندن

مطابق با نتایج پژوهشی که توسط پژوهشگران در دانشکده‌ی بهداشت عمومی بلومبرگ دانشگاه جانز هاپکینز صورت گرفته، ریزجانداران در اقلیم‌های سردتر، رنگ تیره‌تری پیدا می‌کنند تا گرمای بیشتری را از خورشید دریافت کرده و توانایی خود را برای بقا افزایش دهند.


پژوهشگران طی مطالعه‌ای، که نتایج آن امروز در ژورنال Current Biology منتشر خواهد شد، مخمرهای جمع‌آوری شده از عرض‌های جغرافیایی مختلف را بررسی کردند. آن‌ها دریافتند مخمرهایی که رنگدانه‌های تیره دارند، در عرض‌های دور از مناطق گرمسیری، با فراوانی بیشتری یافت می‌شوند. میکروب‌های دارای رنگدانه‌های تیره هم‌چنین، تحت مقدار معینی از نور، دمای خود را در سطح بالاتری حفظ می‌کنند. این میکروب‌ها به همین خاطر، توانایی رشد بالاتری نسبت به همتایان فاقد رنگیزه‌ی خود در شرایط اقلیمی سرد خواهند داشت.

قارچ‌ها، باکتری‌ها و جمعیت‌های میکروبی رنگدانه‌دار بی‌شماری در عرض‌های جغرفیایی با اقلیم سرد وجود دارند. بنابراین، حداقل می‌توان تصور کرد که در مجموع، مکانیسم گرمایی غیرفعال خورشیدی این موجودات، بر روی اقلیم تأثیرگذار باشد.

نویسنده‌ی ارشد این مقاله، آرتورو کاسادوال (Arturo Casadevall)، دارنده‌ی مقام استادی Alfred & Jill Sommer و مدیرگروه میکروبیولوژی مولکولی و ایمنی‌شناسی در دانشکده‌ی بهداشت عمومی بلومبرگ، در این باره می‌گوید: «نتایج کار ما حاکی از آن است که رنگی شدن، نوعی مکانیسم سازگاری قدیمی برای دریافت گرما از تابش خورشیدی است، که می‌تواند متغیر مهمی در مدل‌سازی تغییرات اقلیمی باشد.»

آزمایشگاه کاسادوال در زمینه‌ی زیست‌شناسی قارچ فعالیت می‌کند. او و همکارانش در حین مطالعه بر روی میزان تحمل مخمرها در برابر تغییرات دمایی، متوجه شدند که گونه‌های تیره‌تر به طور معنی‌داری در عرض‌های جغرافیایی قطبی و نزدیک به قطب، نسبت به عرض‌های استوایی، از فراوانی بیش‌تری برخوردارند.

آن‌ها ۲۰ واریانت رنگیزه‌دار مختلف از مخمرهای کاندیدا و کریپتوکوکوس نئوفورمانس را که توزیع جغرافیایی وسیعی هم دارند، مطالعه نموده و کشف کردند که مخمرهای تیره‌تر، تحت نور مرئی و نیز تابش فروسرخ و فرابنفش، سریع‌تر گرم شده و به دماهای بالاتری دست پیدا می‌کنند.

Radames J.B. Cordero، نویسنده‌ی مسئول و دانشیار پژوهشی در آزمایشگاه کاسادوال، می‌گوید: «تیره‌ترین مخمر نسبت به مخمرهای معمولی دارای رنگ روشن، تا ده درجه‌ی سانتی‌گراد گرمای بیش‌تری کسب نمود.»

در آزمایش‌های بعدی، پژوهشگران شواهدی یافتند مبنی بر این که راهبرد به دام اندازی گرما می‌تواند سازگاری بالقوه‌ای را در اقلیم قطبی برای جاندار فراهم کند که بقای آن را افزایش می‌دهد. پژوهشگران مشاهده کردند که تحت تابش نور در یک محیط نسبتاً گرمسیری با دمای ۲۳ درجه‌ی سانتی‌گراد، میزان بقای یک سویه‌ی ملانین‌دار تیره‌رنگ از C. neoformans، در مقایسه با سویه‌ی فاقد ملانین، تا حدود ۲۵ درصد کاهش داشت. در مقابل، تحت شرایط دمایی سردتر ۴ درجه‌ای، زمانی که جمعیت میکروب‌های روشن‌تر از محیط حذف شدند، سویه‌های تیره‌تر رشد سریعی را تجربه نمودند.

دانشمندان از نتایج پژوهش‌های قبلی می‌دانستند که برخی حیوانات خون‌سرد، مانند مارمولک و ملخ، می‌توانند با تولید مقدار بیش‌تری از ملانین، پوست خود را تیره‌تر ساخته و از طریق به دام انداختن گرمای بیش‌تر، با محیط‌های سردتر یا گرم‌تر سازش حاصل کنند. کوردرو می‌گوید: «مطالعه‌ی ما نخستین پژوهشی است که این اثر “ملانیسم گرمایی” را در ریزجانداران کشف می‌کند.»

یافته‌های بالا، فاکتور رنگ را به  عنوان عاملی تأثیرگذار مطرح ساخته که می‌تواند در مطالعه بر روی زیست‌بوم میکروبی، به خصوص با توجه به تغییرات اقلیمی، در نظر گرفته شود. کوردرو در نهایت افزود: «این یافته‌ها می‌توانند به ما در پیش‌بینی این مورد کمک کنند که آیا یک ریزجاندار با گرم شدن دمای هوا قادر به ادامه‌ی بقا در یک عرض جغرافیایی مشخص خواهد بود یا خیر.»

ترجمه و بازنویسی: محمدرضا دلفیه

منبع: Phys.org

بارگذاری نوشته های مرتبط بیشتر
مطالب بیشتر از این نویسنده علی چوپانی
بارگذاری بیشتر در بیوتکنولوژی میکروبی

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

بررسی کنید

معرفی برترین مقالات هفته ی اخیر زیست فناوران ایران: جمعه ۳۰ شهریور ۱۳۹۷

معرفی برترین مقالات زیست فناوری هر هفته در سایت زیست فن، مقالات بیوتکنولوژی پزشکی، بیوتکنو…