الميكروبات البحرية في أعماق المحيطات

الكاتب والباحث: د.محمود سمور

عضو الهيئة العامة لاتحاد الكتاب والادباء الاردنيين وعضو المجلس المركزي لحزب العمال .  

المقدمة

  

أن أعماق المحيطات ليست مجرد مكان عادي تحت الماء بل عالم مليء بالأسرار. فالمسافة بين سطح البحروقاع المحيط هائلة والضغط هناك كبيرجدًا مع برد شديد وظلام شامل وفي هذه الظروف تعيش كائنات دقيقة لا تُرى بالعين المجردة مثل البكتيريا والعتائق والفطريات والطحالب المجهرية وحتى الفيروسات وكل هذه الميكروبات البحرية لم تستسلم للظروف القاسية حولها بل طورت لها قدرات مذهلة للبقاء والعلم الحديث اكتشف أن هذه الكائنات تلعب أدوارًا أساسية في تدويرالعناصرفي المحيطات وغيرذلك تنتج مركبات حيوية وإنزيمات وأدوية مهمة ولهذا السبب تحوّل البحث العلمي في الميكروبات البحرية إلى مجال رئيسي في التكنولوجيا الحيوية والصناعات الدوائية والغذائية والطاقة.

أولًا: ما هي الميكروبات البحرية؟

  

الميكروبات البحرية صغيرة جدًا وتعيش أينما وُجدت المياه المالحة وقد تجدها تعيش قرب السطح أومخبأة في الرواسب القاعية أوحتى داخل الكائنات البحرية نفسها وتتنوّع ضمن أربع مجموعات رئيسية:

 :(Marine Bacteria) 1- البكتيريا البحرية     

تُعد أكثرالميكروبات انتشارًا في المحيطات ومن أشهرأنواعها:

تمتلك قدرة عالية على تحليل المركبات النفطية والهيدروكربونات. :Pseudomonasبكتيريا السودوموناس البحرية  ا- 

تعيش في المياه المالحة وبعض أنواعها مفيد في التحلل العضوي بينما بعضها ممرض  Vibrioب- بكتيريا 

للكائنات البحرية.            

تنتج إنزيمات صناعية مقاومة للملوحة والحرارة. :Bacillusالبحرية  ج- بكتيريا الباسيلس

  :تقوم بعملية البناء الضوئي وإنتاج الأوكسجين .       Cyanobacteriaد- بكتيريا السيانوباكتيريا. .Prochlorococcus, Synechococcusمثل: بكتيريا بروكلوروكوكس وبكتيريا سينيكوكوكس 

: (Marine Archaea)2-العتائق البحرية 

وهي كائنات دقيقة تختلف وراثيًا عن البكتيريا وتعيش غالبًا في البيئات القاسية مثل الفوهات الحرارية ومن أمثلتها

.Thermococcus- بكتيريا ثيرموكوكس  

.Pyrococcus- بكتيريا بيروكوكس  

.Methanococcus- بكتيريا ميثانوكوكس  

وتتميّز بقدرتها على تحمل درجات حرارة قد تتجاوز 100°م وضغطًا عاليًا جدًا.

: (Marine Fungi) الفطريات البحرية 3-

تشمل أنواعًا قادرة على تحليل المواد العضوية المعقدة والخشب والكيتين وتنتج مركبات دوائية فعالة.

 وDunaliella, Chlorella مثل  (Microalgae)- الطحالب المجهرية 4

الدياتومات البحرية وتتميز بإنتاج البروتينات والأحماض الدهنية والأصباغ الطبيعية.

ثانيًا: دورالميكروبات البحرية في النظام البيئي 

 

هذه الكائنات ليست مجرد ركاب في المحيط بل هي العمود الفقري لدورة العناصرفي البيئات البحرية ولها وظائف ومهام منها : 

: تدوير الكربون والنيتروجين 1- 

)  تلتهم المواد العضوية الميتة وتعيدها بسيطة للبيئة. Nitrosomonas( البكتيريا البحرية نيتروسوموناس

 بعض الأنواع مثل نيتروباكترتلعب دورًا أساسيًا في تحويل الأمونيا إلى نترات ما يدعم نمو الطحالب ).Nitrobacter والكائنات الأخرى.

: 2- إنتاج الأوكسجين  

بكتيريا السيانوبكتيريا البحرية مسؤولة عن جزء كبيرمن الأكسجين على كوكب الأرض وخاصة جنس 

. Prochlorococcusبكتيريا بروكلوروكوكس 

3- تحليل الملوثات:  

توجد بكتيريا مثل الكانيفوراكس بوركيومنسس تتخصص في تناول ومعالجة النفط والهيدروكربونات الموجودة بعد .Alcanivorax borkumensis التسربات النفطية  

4- التعايش مع الكائنات البحرية :  

بعض الميكروبات تعيش مع الإسفنج أو الشعاب المرجانية أو حتى داخل الأسماك تؤمّن لها الحماية من الأمراض أو تساهم في إنتاج مواد غذائية.

ثالثًا: الميكروبات البحرية في الصناعة والتكنولوجيا الحيوية 

 

: الأدوية والمضادات الحيوية 1- 

أصبحت الميكروبات البحرية مصدرًا مهمًا للمركبات الدوائية بسبب قدرتها على إنتاج مواد كيميائية معقدة

أمثلة ذلك :

البحرية : تنتج مضادات حيوية مضادة للبكتيريا والفطريات. Streptomyces - بكتيريا ستربتومايسس   

.Cytarabine, Trabectedin- بعض الفطريات البحرية تنتج مركبات مضادة للسرطان مثل:

: كما يجري تطويرأدوية مضادة للفيروسات والالتهابات من مركبات بحرية دقيقة 2-الإنزيمات الصناعية  

فالميكروبات البحرية تنتج إنزيمات تعيش في ظروف قاسية (حرارة، ملوحة، ضغط). هذه الإنزيمات لا تتوقف ولا تتلف بسهولة وتستخدم في صناعات مثل المنظفات والورق والغذاء وحتى إنتاج الوقود الحيوي.

: صناعة الأغذية والمكملات 3- 

طحالب مثل سبيرولينا وكلوريلا مثلًا تستخرج منها بروتينات وأحماض دهنية وأوميغا-3, فالطحالب الدقيقة في .Spirulina, Chlorella الطليعة هنا وتستخدم في المكملات الغذائية والأعلاف السمكية  

: الوقود الحيوي 4- 

الطحالب المجهرية تستخدم لإنتاج أنواع مختلفة من الوقود كالإيثانول الحيوي والبيوديزل ولأنها تملك مخزونًا كبيرًا من الدهون القابلة للتحويل لطاقة.

5-الصناعات البيئية:  

الميكروبات البحرية أبطال المعالجة الحيوية سواء في إزالة المعادن الثقيلة تنظيف المياه الملوثة بالنفط أوتحليل البلاستيك والملوثات.

رابعًا: القيمة الاقتصادية للميكروبات البحرية 

 

التكنولوجيا الحيوية البحرية اصبحت من أسرع الصناعات نموًا في العالم والشركات تركّزاليوم على اكتشاف وتطوير منتجات بحرية عالية القيمة من أدوية إلى إنزيمات وحتى الطاقة والصناعة هذه تدرّ مليارات الدولارات والاهتمام فيها يتزايد مع بحث العالم عن مصادرجديدة للغذاء والدواء والطاقة.

خامسًا: تحديات البحث والدراسة 

 

رغم كل هذه الأهمية لا يزال العلماء يواجهون صعوبات كبيرة في دراسة ميكروبات الأعماق فالأعماق السحيقة تحتاج معدات متطورة وغواصات خاصة وكثيرمن أنواع الميكروبات تموت إذا خرجت إلى سطح المختبر وتكلفة الدراسات البحرية عالية وتنمية هذه الكائنات في المختبرليست سهلة ومع ذلك فأن التقدم في تقنيات التسلسل الجيني والميتاجينومكس والهندسة الوراثية فتح أمام العلماء نافذة لاكتشاف أنواع جديدة وفهم وظائفها.

الخاتمة

  

الميكروبات البحرية في أعماق المحيطات ليست مجرد كائنات تعيش في الظل بل هي كنزعلمي ضخم وبعضها يوفر الأكسجين وبعضها يحلل الملوثات وبعضها ربما يحمل مفتاح علاج أمراض صعبة وكل التوقعات تشيرأن الاستثمار في علوم الأحياء البحرية ضرورة مستقبلية سواء لحماية البيئة أولتأمين الغذاء والدواء وطاقة الغد و المحيطات ليست كلها أسرار بعد... لكنها بالتأكيد تحمل الكثيرالذي لم نعرفه بعد.