English (الإنجليزية) Español (الأسبانية) Italiano (الإيطالية) العربية Deutsch (الألمانية)

كل ما أردته في سن السادسة عشرة هو عيش حياةً بسيطة كالبقاء في قريتي الإستونية الصغيرة، والقيام بعمل بسيط، وتكوين أسرة. ولكن لا تسير الأمور دائما كما هو مخطط لها.

لم تكن خططي الأولية تشمل الانتقال إلى العاصمة لدراسة التكنولوجيا الحيوية، أو السفر إلى الدنمارك وهولندا وعمان وسويسرا فيما بعد. ومع ذلك، نظراً لأن الحياة تقدّم فرصاً رائعة، لم يكن لدي أي خيار سوى احتضانها، ربما لم يكن الطريق البسيط مناسباً لي.

لقد كنت دوماً أستمتع بدراسة الرياضيات وعلم الأحياء في المدرسة، وذات مرة اكتشفت أني حصلت على جائزة كبرى، عندما أدركت أنّ اصطياد الميكروبات في حقول الأرز الإيطالية للعثور على كمية الميثان التي تستهلكها يمكن للمرء كتابة أطروحة دكتوراه عنها.

العمل في الحقول

تساهم حقول الأرز والأراضي المغمورة بالمياه المستخدمة في زراعة المحاصيل في إطلاق انبعاثات غازات الاحتباس الحراري “الغازات الدفيئة” بشكل كبير (تتسبب زراعة الأرز في انبعاث حوالي 60 مليون طنا من غاز الميثان سنويا-المترجمة).

كانت مهمتي في مرحلة الدكتوراه هي النظر في هذه الانبعاثات الضارة، ومعرفة الدور الذي تلعبه الميكروبات في هذه العملية عن طريق طرح السؤال الرئيسي: “هل يمكننا أن نجد ما يكفي من الميكروبات القابعة في تلك المستنقعات المستهلكة لغاز الميثان لمكافحة انبعاثاتها؟”

خلال عملي الكادح تحت أشعة الشمس الحارقة في حقول الأرز الايطالية في فيرتشيلي، التقطت عينات من نبات الأرز والتربة وأحضرتها معي إلى المختبر، حيث كانت فرصةً ثمينة بالنسبة لي الجمع بين علم البيئة، والعمل المخبري، والبيولوجيا الجزيئية. 

يمكننا الكشف عن تركيبة المجتمع الميكروبي بأكمله، والتحقق من مدى وفرة هذه الميكروبات باستخدام طرق جديدة تعتمد على تسلسل الحمض النووي DNA.

في الأجهزة المغلقة بإحكام التي تدعم البيئات النشطة بيولوجياً والتي تسمى “المفاعلات الحيوية”، باستطاعتنا تهيئة الظروف التي تحاكي طبيعة حقول الأرز، وإطعام المجتمعات الميكروبية لتحفيزها على النمو. تنقسم بعض البكتيريا في غضون ساعات، ونحصل على استنبات نقي بمرور عدة أيام. إنّما الميكروبات التي كنت أبحث عنها والتي تسمى “العتائق” ( وتسمى البدئيات أو البكتيريا القديمة أيضاً، والعتائق هي كائنات وحيدة الخلية لا تحتوي على نواة خلوية ولا على عضيات ذات أغشية، لذا فهي تعد من بدائيات النوى-المترجمة) تعد بطيئة النمو إذ حتى الآن، لا يوجد استنبات نقي متاح. فقد استغرقت مني عملية الاستنبات حوالي أربع سنوات للوصول إلى التخصيب الذي تشكل فيه العتائق 95% من كامل المجتمع. حتى أن هذا الاستنبات الذي حصلت عليه أصبح من أعلى المخصبات الحيوية على الكوكب.

من حقول الأرز إلى جزر المحيط الهادئ

عندما ينتهي المطاف بالزجاجات البلاستيكية في الطبيعة بعد الاستغناء عن استخدامها، قد يستغرق وجودها مئات السنين قبل ان تتحلل.

علماً أن الميكروبات يمكن أن تستهلك أكثر المركبات تعقيداً، حيث باستطاعتها المساهمة في عملية تحلل المواد الملوثة، والخشب، والنفط، هل يمكنها استهلاك البلاستيك؟

إحدى نقاط ضعف هذه الفرضية هو مرور فترة زمنية قصيرة على صناعة البوليمرات البلاستيكية. فهل من الممكن ان الفترة الزمنية القصيرة لم تسمح بعد للميكروبات ان تتطور بشكل كافي لاستهلاكها كغذاء؟ كان علي معرفة ذلك.

يتراكم البلاستيك في المحيط في مناطق تسمى “الجزر البلاستيكية”. تقبع احدى أكبر “مدافن النفايات” هذه في قلب المحيط الهادئ. في هذه الجزر، تجرف التيارات البحرية البلاستيك، وتتحلل إلى قطع صغيرة ذات تركيز عال وتطفو هناك لفترة زمنية طويلة.

تشكل هذه الجزر مكاناً مثالياً لتراكم هذه الميكروبات مما يمنحني الفرصة لدراسة تركيب المجتمع الميكروبي الذي يعيش على أنواع مختلفة من البوليمرات البلاستيكية.

أبحرنا على متن سفينة بحثية في أحد أكثر الأماكن غرابة. فقد كان البحر هو الشيء الوحيد الذي كنت أراه لفترة زمنية تقدّر بعدة أسابيع، واجهت خلالها عواصفاً وأمواجاً ترتفع إلى حوالي عشرة أمتار، ومع ذلك كان من ثمار هذه المعاناة هو حصولي على العينات محل الدراسة، والتي هي عبارة عن عدد من القطع البلاستيكية تمّ استخراجها من المحيط.

بالعودة إلى المختبر، قمت بعزل هذه القطع البلاستيكية، ووجدت أكثر الكائنات غرابة التي تعيش عليها وهي: البكتيريات البحرية والفطريات البحرية، ولا نعني بها فطر الشامبنيون ولا فطر الشانتريل اللذين يعدان من أنواع الفطريات الصالحة للأكل، بل نقصد بها الفطريات الصغيرة التي تعيش على المواد البلاستيكية ومعدات الصيد المفقودة في البحر.

باستطاعتنا تحديد عدد قليل من الأنواع التي تتشارك فعلياً في عملية تحلل المواد البلاستيكية، التي كانت ستبقى لفترات زمنية طويلة تقدّر بمئات السنين لولا وجود البكتيريات والفطريات البحرية. على الرغم من ذلك إنّ الكثير منها لا يزال مجهولاً.

أحاول الآن دراسة الآليات التي تستخدمها الميكروبات في عملية تحلل المواد البلاستيكية، التي ستمكننا من استخدامها في تطبيقات التكنولوجيا الحيوية في المستقبل.

هذا هو الشيء الجميل في العلم، فهو يأخذ المرء في رحلة استكشافية مثيرة. على الرغم من معاناتي في مواجهة العواصف والأمواج العاتية، إلا أنها تعدّ بالنسبة لي رحلةً علميةً ساحرة لا أريد العودة منها أبداً.

By: Annika Vaksmaa  

Postdoc Researcher at Royal Netherlands Institute for Sea Research 

إعداد: أنيكا فاكسما

باحثة في المعهد الملكي الهولندي لأبحاث البحار

ترجمة: بيان القاضي

باحثة أكاديمية معتمدة من أكاديمية publons الدولية، ومركز أسبار للدراسات والبحوث. متخصصة في الذكاء الاصطناعي والإنسانيات الرقمية. عضو في مبادرة She Speaks Science.

Arabic translation by

Bayan Al-kadi

Academic researcher certified by publons the International Academy and Asbar Center for Research and Studies. Specializing in Artificial Intelligence and Digital Humanities. Member of She Speak Science Initiative.

English (الإنجليزية) Español (الأسبانية) Italiano (الإيطالية) العربية Deutsch (الألمانية)