في أعماق المحيط الهادئ... علماء يكتشفون «الأكسجين المظلم»

اكتشاف مذهل في الظلام الدامس لأعماق المحيط الهادئ (رويترز)
اكتشاف مذهل في الظلام الدامس لأعماق المحيط الهادئ (رويترز)
TT

في أعماق المحيط الهادئ... علماء يكتشفون «الأكسجين المظلم»

اكتشاف مذهل في الظلام الدامس لأعماق المحيط الهادئ (رويترز)
اكتشاف مذهل في الظلام الدامس لأعماق المحيط الهادئ (رويترز)

توصّلَ علماء إلى اكتشاف مذهل في الظلام الدامس لأعماق المحيط الهادئ، مفاده بأن الأكسجين لا يأتي من الكائنات الحية بل من نوع من الحصى يحتوي على المعادن، مما يطرح بعض علامات الاستفهام في شأن نظرية نشأة الحياة على الأرض، وفق «وكالة الصحافة الفرنسية».

واكتُشِف هذا «الأكسجين المظلم» الغريب على عمق أكثر من 4 كيلومترات في السهل السحيق (أو الحوض المحيطي) لمنطقة الصدع الجيولوجي كلاريون-كليبرتون، في وسط المحيط الهادئ، وفقاً لدراسة نُشرت الاثنين.

وتُشكّل هذه المنطقة نقطةً مهمةً للاستغلال المنجمي تحت الماء نظراً إلى وجود عقيدات متعددة الفلزات، وهي عبارة عن خرسانات معدنية غنية بالمعادن (المنغنيز والنيكل والكوبالت وغيرها) تشكّل عنصراً ضرورياً في صناعة بطاريات السيارات الكهربائية، وتوربينات الرياح، والألواح الكهرضوئية، والهواتف المحمولة.

وأخذت سفينة تابعة لـ«الجمعية الأسكوتلندية للعلوم البحرية» عينات من هذه المنطقة، تولّت تمويل مهمات جمعها شركتا «ذي ميتالز كومباني»، و«يو كاي سي بيد ريسورسز» المهتمتان بالتنقيب عن هذه العقيدات الثمينة.

وهدفت الأبحاث إلى تقويم تأثير هذا التنقيب على منظومة بيئية يحول انعدام النور فيها دون حدوث عملية البناء الضوئي، وبالتالي دون وجود النباتات، ولكنها تعجّ بأنواع حيوانية فريدة من نوعها.

وقال المُعدّ الرئيسي للدراسة المنشورة في مجلة «نيتشر جيوساينس»، أندرو سويتمان لـ«وكالة الصحافة الفرنسية»: «كنا نحاول قياس استهلاك الأكسجين» في قاع المحيط من خلال وضع رواسب هذا القاع تحت أغطية تسمى «الغرف القاعية».

وكان من المفترض منطقياً أن ينخفض تركيز الأكسجين في مياه المحيط المحتجزة بهذه الطريقة؛ بسبب استهلاكه من قبل الكائنات الحية في هذه الأعماق.

لكنّ العكس لوحِظَ، إذ «ازدادت مستويات الأكسجين في المياه فوق الرواسب، في الظلام الدامس، وبالتالي من دون عملية التمثيل الضوئي»، على ما شرح البروفسور سويتمن، رئيس مجموعة الأبحاث عن البيئة والكيمياء الجيولوجية الحيوية لقاع البحر في «الجمعية الأسكوتلندية للعلوم البحرية».

بطاريات في الصخر

وكان هذا الأمر بمثابة مفاجأة، حتى إن الباحثين اعتقدوا في البداية بأن مجسّاتهم تحت الماء أخطأت.

وأجروا تجارب على متن سفينتهم لمعرفة ما إذا كان الأمر نفسه يحدث على السطح، من خلال توفير حاضنة في الظلام لهذه الرواسب نفسها وللعقيدات التي تحويها. وتبيّن لهم مجدداً أن مستويات الأكسجين ازدادت.

وقال البروفسور سويتمان: «اكتشفنا على سطح العقيدات جهداً كهربائياً عالياً تقريباً كما هي الحال في بطارية إيه إيه»، مشبّهاً هذه العقيدات بـ«بطاريات في الصخور».

وأوضح بيان لـ«الجمعية الأسكوتلندية للعلوم البحرية»، أُرفق بالدراسة، أن هذه الخصائص المدهشة يمكن أن تكون ناتجة عن عملية التحليل الكهربائي للماء، التي تفصل جزيئاته إلى هيدروجين وأكسجين باستخدام تيار كهربائي. ويحدث هذا التفاعل الكيميائي عند 1.5 فولت - أي جهد البطارية - وهو ما يمكن أن تصل إليه العقيدات عند تجميعها.

وعلق مدير الجمعية، البروفسور نيكولاس أوينز، بقوله إن «اكتشاف إنتاج الأكسجين عن طريق عملية أخرى غير التمثيل الضوئي يحمل على إعادة التفكير في الطريقة التي ظهرت بها الحياة على الأرض»، المرتبطة بظهور الأكسجين.

وشرح العالِم أن الفرضية «التقليدية» هي أن الأكسجين «أُنتِج للمرة الأولى قبل نحو 3 مليارات سنة بواسطة البكتيريا الزرقاء (cyanobacteria)، مما أدى إلى تطور كائنات أكثر تعقيداً».

ورأى البروفسور سويتمان أن «الحياة قد تكون بدأت في مكان آخر غير اليابسة وبالقرب من سطح المحيط».

وأضاف: «بما أن هذه العملية موجودة على كوكبنا، فيمكن أن تولد موائل مؤكسدة في عوالم محيطية أخرى مثل إنسيلادوس أو أوروبا (قمرَي زحل والمشتري)»، وتوفر الظروف الملائمة لظهور حياة خارج كوكب الأرض.

وهو يأمل في أن تؤدي النتائج التي توصّل إليها إلى «تنظيم أفضل» للتعدين في أعماق البحار، استناداً إلى معلومات بيئية أكثر دقة.


مقالات ذات صلة

تقرير: علماء ينجحون في تكوين فأر من جينات كائن وحيد الخلية

علوم خلايا (صورة أرشيفية)

تقرير: علماء ينجحون في تكوين فأر من جينات كائن وحيد الخلية

قالت صحيفة «واشنطن بوست» الأميركية إن علماء نجحوا لأول مرة في تكوين فأر من جينات كائن حي وحيد الخلية.

«الشرق الأوسط» (واشنطن)
يوميات الشرق هل تتنبأ الحيوانات بالكوارث الطبيعية؟ قمر اصطناعي يراقب سلوكها لتقديم إنذار مبكر

هل تتنبأ الحيوانات بالكوارث الطبيعية؟ قمر اصطناعي يراقب سلوكها لتقديم إنذار مبكر

يعكف علماء على مراقبة سلوك الحيوانات باستخدام أجهزة تعقب متطورة تُثبّت على أجسادها، وترتبط بقمر اصطناعي جديد يُطلق العام المقبل

«الشرق الأوسط» (برلين)
علوم مسيرة الإنسان نحو المستقبل... اتجاهات وتوجهات مبهمة

تنبؤات المستقبل... التاريخ يثبت صعوبة طرحها

قبل 50 عاماً ظهرت توقعات الحرب النووية والطفرة السكانية التي ستتجاوز قدرة الكوكب على إطعام سكانه.

«الشرق الأوسط»
علوم جدل علمي حول عدد القارات

جدل علمي حول عدد القارات

تقسيم القارات إلى «ثقافي» أكثر منه «علمياً»

يوميات الشرق آفاق العلم شاسعة (رويترز)

أحفورة عمرها 237 مليون عام تُضيء على صعود الديناصورات

يعتقد علماء أنّ حفرية من أقدم الحفريات على الإطلاق ربما تساعد في تفسير ظهور الديناصورات. فماذا في التفاصيل؟

«الشرق الأوسط» (لندن)

تطوير أشجار لمكافحة آفات زراعية مدمِّرة

مرض اخضرار الحمضيات من الآفات المدمّرة التي تصيب أشجار الموالح (جامعة فلوريدا)
مرض اخضرار الحمضيات من الآفات المدمّرة التي تصيب أشجار الموالح (جامعة فلوريدا)
TT

تطوير أشجار لمكافحة آفات زراعية مدمِّرة

مرض اخضرار الحمضيات من الآفات المدمّرة التي تصيب أشجار الموالح (جامعة فلوريدا)
مرض اخضرار الحمضيات من الآفات المدمّرة التي تصيب أشجار الموالح (جامعة فلوريدا)

طوَّر باحثون من جامعة «فلوريدا» الأميركية نوعاً جديداً من أشجار الموالح المعدَّلة وراثياً التي يمكنها مقاومة الحشرات الصغيرة المسؤولة عن نقل مرض الاخضرار البكتيري المدمّر.

وأوضحوا أنّ هذه الأشجار تشكّل حلاً بيئياً مستداماً لمكافحة الآفات الزراعية؛ مما يقلّل من الاعتماد على المبيدات الكيميائية، ويخفّض التكاليف، ويُحسّن البيئة؛ ونُشرت النتائج، الخميس، في دورية «Journal of Invertebrate Pathology».

ويُعدُّ مرض اخضرار الحمضيات، المعروف أيضاً باسم «تعفّن الحمضيات»، من الأمراض المدمِّرة التي تصيب أشجار الموالح مثل البرتقال. ويُنقل عبر حشرات صغيرة تُعرف بـ«السيليد الآسيوي»، التي تهاجم الأشجار وتسبّب تدهورها؛ مما يؤدّي إلى توقّف إنتاج الثمار واصفرار الأوراق، ويؤثّر سلباً في المحاصيل. ومنذ اكتشاف المرض في فلوريدا عام 2005، انتشر بسرعة وتسبَّب في تراجع كبير في صناعة الحمضيات، ما دفع الباحثين والعلماء لإيجاد حلول مبتكرة لمكافحته.

وتعتمد الطريقة التي اختبرها الباحثون على إدخال جين إلى الأشجار المعدَّلة وراثياً يسمح لها بإنتاج بروتين قادر على قتل اليرقات الصغيرة من «السيليد الآسيوي»، التي تُعدُّ الناقل الرئيسي للمرض.

ويُستمد هذا الجين من بكتيريا تُسمى «Bacillus thuringiensis»، تنتقل عبر التربة. وعند إدخاله إلى الأشجار، تتمكن من إنتاج البروتين الذي يقتل اليرقات؛ مما يمنعها من الوصول إلى مرحلة البلوغ والتكاثر، وبالتالي تقليل أعداد الحشرات الناقلة للمرض في البيئة المحيطة بالشجرة.

ورغم فاعلية هذه الأشجار في قتل اليرقات، لا تزال الحشرات البالغة التي تضع البيض تمثّل تحدّياً في التحكّم بها. لذلك، يواصل العلماء بحوثهم لإيجاد حلول لمكافحتها.

وحتى الآن، جرى اختبار الأشجار المعدَّلة جينياً في المختبر، ويعدُّ الباحثون هذا الاكتشاف من الحلول الواعدة لمكافحة المرض الذي أثّر بشكل كبير في صناعة الحمضيات في فلوريدا على مدار العقدين الماضيين.

وأشار الفريق إلى أنهم يتطلّعون لتجربة الأشجار المعدَّلة وراثياً في الحقل خلال المستقبل القريب، وإذا أثبتت التجارب الحقلية فاعلية هذه التقنية، فإنها قد تقدّم أداة قوية للقضاء على الحشرات الناقلة للمرض، وبالتالي وقف انتشار «تعفّن الحمضيات»، ما يساعد في حماية محاصيل الموالح في فلوريدا وأماكن أخرى.

وأضافوا أنّ النتائج تشير إلى إمكانات كبيرة لاستخدام التكنولوجيا البيئية في الزراعة لمكافحة الآفات والأمراض بكفاءة أكبر وأقل تأثيراً في البيئة، مقارنةً بالحلول التقليدية مثل المبيدات الكيميائية.