مجلة أجسر – مجلة عربية محكمة في مجال العلوم – زورو موقعنا

بكتيريا المطر

سلسلة روائع الكائنات الدقيقة
الكاتب

الكاتبون : أ. د. عبدالرؤوف المناعمة - روان ريدة

الوقت

11:30 صباحًا

تاريخ النشر

31, أكتوبر 2017

سلسلة روائع الكائنات الدقيقة

عالَم واسع غيرُ مرئي، لم نكن نعرف عنه شيئاً تقريباً قبل 100 عام. ومنذ اكتشاف هذه المخلوقات الدقيقة، لم تتوقف عن إذهال البشر بقدراتها المتنوعة والرائعة، والتي مكّنتها من استعمار معظم البيئات وأداء أدوارها المحورية على كوكب الأرض. كما أنها فتحت شهية البشر لترويضها والحصول على كنوزها المختلفة. في هذه السلسلة من المقالات، سنتعرض لمجموعات متنوعة من البكتيريا والكائنات الدقيقة ذات قدرات خاصة تميزها وتجعلها محطَّ الاهتمام والدراسة.

بكتيريا تتسبب في هطول الأمطار وتتسبب في تجمد النباتات

يعد الماء أساس الحياة، ويشكل ما نسبته 71% من سطح الأرض. ويعتمد ثلثا الإنتاج الغذائي العالمي على هطول الأمطار، وأي انخفاض في معدلات هطولها، حتماً سيؤثر سلباً على الزراعة. يُعرَّف الهطول على أنه بخار الماء الجوي المتكاثف، الذي يهطل تحت تأثير الجاذبية، ويشمل أشكالاً متعددة منها: الرذاذ، المطر، الثلج، والبَرَد. ولكي يحدث الهطول، يجب أن تتكاثف قطرات الماء الصغيرة على جزيئات أصغر تسمى "جزيئات الهباء الجوي" مثل جزيئات الغبار، والأتربة، والملح، وجزيئات الدخان. وتُعرف هذه الجزيئات بـ نويات الجليد Ice Nuclei، وهي تعمل على تشكيل البلورات الثلجية Ice Crystals، والتي إذا استمرت في النمو وكَبُر حجمها من خلال مزيد من بخار الماء المتكاثف، فإنها ستصبح ثقيلة بما فيه الكفاية لتصل الى الأرض على شكل هطول.

ويمكن أن تتسبب الميكروبات أيضاً بالهطول، والذي يطلق عليه في هذه الحالة "الهطول الحيوي". ولقد تم طرح مفهوم "البكتيريا المشكّلة للمطر" لأول مرة في السبعينات، وتعد بكتيرياPseudomonas Syringae  من أهم الميكروبات المساهمة في عملية الهطول الحيوي. فهي تمثل نوية جليد حيوية Biological Ice Nuclei، حيث يحتوي سطحها على نوع خاص من البروتينات، وتسمى بروتينات تنوية الجليد Ice-Nucleation Proteins، واختصاره هو INPs. تختلف نويات الجليد الحيوية عن الجزيئات الخاملة (غبار، أتربة، إلخ) في قدرتها على التجميد على درجات حرارة أعلى من المعتاد. فعادة يتجمد الماء النقي على درجة حرارة (- 36) أو (- 40) درجة مئوية، بينما تستطيع البكتيريا تشكيل الجليد حتى على درجة حرارة (- 1) درجة مئوية. وتبدأ دورة الهطول الحيوي عندما تشكل البكتيريا مستعمراتها على سطح النباتات، فتقوم الرياح بنشر البكتيريا إلى الغلاف الجوي، وتتشكل بلورات الثلج حولها، ثم تتجمع جزيئات الماء على البلورات، ويصبح حجمها أكبر، وتسقط على هيئة هطول، مما يسمح للبكتيريا بالعودة الى الأرض والتضاعف والانقسام لتكوين مزيداً من المستعمرات، وهكذا، تتكرر الدورة من جديد.

تتسبب بروتينات INPs في تجمد الماء على سطح أوراق النباتات أو الثمار، مشكّلة بذلك الصقيع Frost، وهذا يؤدي إلى إضعاف الغلاف الواقي لخلايا النباتات وتدميرها، فتستطيع البكتيريا الوصول للمغذيات اللازمة. وبذلك تكون البكتيريا قد دمرت المحاصيل. وتشير التقديرات الى أن الصقيع يكبد الولايات المتحدة وحدها خسائر سنوية في المحاصيل تصل الى بليون دولار.

بكتيريا P. syringae وأمراض النباتات

وفي محاولة لخفض مستويات الصقيع المتكون، لجأ العلماء إلى استخدام تقنيات الهندسة الوراثية بغرض إزالة أو تعديل الجينات المشفرة لبروتينات INPs، فينتج عن هذا التعديل سلالة من بكتيريا P. Syringae، أطلق عليها اسم Ice-Minus Strain (أي غير قادرة على تشكيل الصقيع)، وهي تنافس السلالة الأصلية القادرة على إحداث الصقيع على درجات حرارة مرتفعة. وبعد اختبار السلالة المعدّلة، كانت هناك أخبار سارة وأخرى غير ذلك.

تكمن الأخبار السارة في قدرة السلالة على منع تكون الصقيع حتى خلال الطقس البارد. ولكن قد لا يكون هذا خبراً ساراً لأي شخص ينتظر هطول الأمطار، بما في ذلك المزارعين. فبروتينات INPs قد تدمر جزءاً من المحاصيل، لكن المحاصيل لا يمكنها أن تنمو وتزدهر دون الهطول المرتكز على تلك البروتينات. ولهذا، يجب أن تستمر الدراسات والتجارب والمحاولات التي من شأنها تعزيز قدرة بكتيريا P. Syringae على تشكيل المطر، مع بذل جهود إضافية للتخلص من مشكلة تدميرها للمحاصيل.

المقال بصيغة PDF للقراءة والتحميل أعلى الصفحة

المراجع

 

  • أ.د. عبدالرؤوف علي المناعمة (دكتوراه في الأحياء الدقيقة، الجامعة الإسلامية في غزة)
  • روان حسن ريده (ماجستير أحياء دقيقة، الجامعة الإسلامية في غزة)

 

البريد الإلكتروني للكاتب: elmanama_144@yahoo.com

الزوار الكرام: يسعدنا مشاركتكم وتواصلكم حول هذا المقال

ترخيص عام

الموقع قائم على مبدأ الترخيص العام للجمهور في حرية النسخ والنقل والاقتباس من جميع المحتويات والنشرات والكتب والمقالات، دون مقابل وبشكل مجاني أبدي، شريطة أن يكون العمل المستفيد من النسخ أو النقل أو الاقتباس متاحا بترخيص مجاني وبذات شروط هذا الموقع، وأن تتم الاشارة إلى منشورنا وفق الأصول العلمية، ذكرا للكاتب والعنوان والموقع والتاريخ.

هذا والموقع يساعد المؤلف على نشر إنتاجه بلا مقابل من منفعة معنوية أو مادية، شريطة أن يكون العمل متوفراً للنسخ أو النقل أو الاقتباس للجمهور بشكل مجاني. ثم إن التكاليف التي يتكبدها الموقع والعاملون عليه تأتي من مساعدات ومعونات يقبلها الموقع ما لم تكن مرتبطة بأي شرط مقابل تلك المعونات.

license
0 التعليقات
Inline Feedbacks
View all comments
ضيف
ضيف
12/31/2018 11:31 مساءً
عنوان التعليق
مقال رائع
guest

شبكاتنا الاجتماعية

  • facebok
  • twitter
  • Instagram
  • Telegram
  • Youtube
  • Whatsapp
  • Sound Cloud

يسعدنا أن تشاركونا أرائكم وتعليقاتكم حول هذهِ المقالة عبر التعليقات المباشرة بالأسفل أو عبر وسائل التواصل الإجتماعي الخاصة بالمنظمة

icons
0
Would love your thoughts, please comment.x
()
x