بيئة
الحياة بدون شمس: التمثيل الكيميائي في أعماق البحار والمحيطات وديناميكية النظم البيئية المظلمة
تعتمد جل النظم البيئية على كوكب الأرض بشكل مباشر أو غير مباشر على ضوء الشمس كمصدر أساسي للطاقة من خلال عملية البناء الضوئي (Photosynthesis). إلا أن اكتشاف المنافس الحرارية المائية (Hydrothermal Vents) في قاع المحيطات المظلمة في سبعينيات القرن الماضي كشف عن وجود حياة مزدهرة تعمل وفق قوانين بيولوجية مختلفة تماماً.
تقع هذه المنافس في مناطق التصدعات الجيولوجية حيث تلتقي الصفائح التكتونية، وتنفث مياهاً شديدة السخونة (تصل لـ 400 درجة مئوية) محملة بالمعادن والغازات السامة مثل كبريتيد الهيدروجين (H₂S). في هذه الأعماق السحيقة التي يسودها ظلام دامس وضغط هائل، لا مكان للبناء الضوئي، وحل مكانه ما يُعرف بـ "التمثيل الكيميائي" (Chemosynthesis).
تقوم بكتيريا متخصصة تُعرف بالبكتيريا المؤكسدة للكبريت باستغلال الطاقة الكيميائية المخزنة في الروابط الجزيئية لكبريتيد الهيدروجين لتحويل الكربون غير العضوي إلى مواد عضوية مغذية، مشكلةً بذلك قاعدة الشبكة الغذائية في هذه النظم البيئية.
وتنشأ في هذه البيئة علاقات تكافلية مذهلة؛ حيث تأوي ديدان الأنبوب العملاقة (Riftia pachyptila) -التي تفتقر إلى جهاز هضمي أو فم- مليارات الخلايا البكتيرية داخل أنسجتها، وتزودها بالأكسجين وكبريتيد الهيدروجين عبر خياشيمها الحمراء، مقابل الحصول على الغذاء العضوي المصنع كيميائياً. يثبت هذا النظام الفريد مرونة الحياة وقدرتها على التكيف في أقسى الظروف البيئية المتخيلة.
← العودة للرئيسية
تقع هذه المنافس في مناطق التصدعات الجيولوجية حيث تلتقي الصفائح التكتونية، وتنفث مياهاً شديدة السخونة (تصل لـ 400 درجة مئوية) محملة بالمعادن والغازات السامة مثل كبريتيد الهيدروجين (H₂S). في هذه الأعماق السحيقة التي يسودها ظلام دامس وضغط هائل، لا مكان للبناء الضوئي، وحل مكانه ما يُعرف بـ "التمثيل الكيميائي" (Chemosynthesis).
تقوم بكتيريا متخصصة تُعرف بالبكتيريا المؤكسدة للكبريت باستغلال الطاقة الكيميائية المخزنة في الروابط الجزيئية لكبريتيد الهيدروجين لتحويل الكربون غير العضوي إلى مواد عضوية مغذية، مشكلةً بذلك قاعدة الشبكة الغذائية في هذه النظم البيئية.
وتنشأ في هذه البيئة علاقات تكافلية مذهلة؛ حيث تأوي ديدان الأنبوب العملاقة (Riftia pachyptila) -التي تفتقر إلى جهاز هضمي أو فم- مليارات الخلايا البكتيرية داخل أنسجتها، وتزودها بالأكسجين وكبريتيد الهيدروجين عبر خياشيمها الحمراء، مقابل الحصول على الغذاء العضوي المصنع كيميائياً. يثبت هذا النظام الفريد مرونة الحياة وقدرتها على التكيف في أقسى الظروف البيئية المتخيلة.