اكتشف العلماء سبب ظاهرة الاحتباس الحراري

يأتي ما يصل إلى أربعة بالمائة من غاز الميثان على الأرض من مياه المحيطات الغنية بالأكسجين، لكن العلماء لم يتمكنوا من تحديد المصدر الدقيق لهذا الغاز الدفيء حتى الآن. والآن، يقول الباحثون إنهم وجدوه.

لم يكن العلماء الذين توصلوا إلى هذا الاكتشاف يسعون إلى دراسة كيمياء المحيطات الجيولوجية، بل كانوا يبحثون عن مضادات حيوية جديدة. كان المشروع الممول من المعاهد الوطنية للصحة يبحث في فئة غير مألوفة من المضادات الحيوية المحتملة تُسمى الفوسفونات، والتي تُستخدم بالفعل في الزراعة والطب.

يوضح ويليام ميتكالف، أستاذ علم الأحياء الدقيقة بجامعة إلينوي وقائد المشروع، وويلفريد فان دير دونك، أستاذ في معهد علم الأحياء الجينومي: "ندرس جميع أنواع المضادات الحيوية التي تحتوي على روابط كربون-فوسفور. وجدنا جينات في الميكروبات ظننا أنها ستُنتج مضادًا حيويًا. لكنها لم تفعل ذلك، بل كانت تفعل شيئًا مختلفًا تمامًا".

كان الميكروب نيتروسوبوميلوس ماريتيموس، أحد أكثر الكائنات الحية شيوعًا على كوكب الأرض، ويعيش في مياه المحيطات المفتوحة الغنية بالأكسجين. اكتشف العلماء جينات في هذه الميكروبات يُفترض أنها قادرة على إنتاج مضادات حيوية محتملة - أحماض الفوسفونيك. أخذ الباحثون الجزء اللازم من الحمض النووي لنيتروسوبوميلوس ماريتيموس، ونقلوا نسخًا منه إلى جينوم الإشريكية القولونية (العصية المعوية)، لكن هذه البكتيريا المعدلة بدأت في إنتاج حمض الميثيل فوسفونيك (ميثيل فوسفونات)، وليس مضادًا حيويًا، كما كان يأمل العلماء.

وقد استخدم الباحثون هذه المادة لتأكيد فرضية غير شائعة في السابق مفادها أن الميثان الموجود في المحيط هو نتاج بكتيريا تقوم بتفكيك فوسفونات الميثيل إلى ميثان وحمض الفوسفوريك.

يقول فان دير دونك: "كانت هناك مشكلة واحدة فقط في هذه النظرية. لم يُكتشف حمض الميثيل فوسفونيك في النظم البيئية البحرية من قبل. وبناءً على التفاعلات الكيميائية المعروفة، كان من الصعب فهم كيفية إنتاج هذا المركب دون استخدام كيمياء حيوية غير مألوفة".

من خلال زراعة كميات كبيرة من نيتروسوبوميلوس ماريتيموس في المختبر مع بكتيريا أخرى تعيش في المحيطات، وجد العلماء أن ميثيل فوسفونات يتراكم في جدران خلايا نيتروسوبوميلوس ماريتيموس. عندما يموت الكائن الحي، تكسر بكتيريا أخرى رابطة الكربون والفوسفور في ميثيل فوسفونات لالتهام الفوسفور، وهو عنصر نادر في المحيطات ولكنه ضروري للحياة. وهكذا، عندما تنكسر رابطة الكربون والفوسفور في ميثيل فوسفونات، ينطلق غاز الميثان.

وأشار العلماء إلى أن اكتشافهم سيسمح لهم بفهم طبيعة تغير المناخ على الكوكب بشكل أفضل.

قال ويليام ميتكالف: "نعلم أن 20% من تأثير الاحتباس الحراري ناتج عن الميثان، و4% منه يأتي من مصدر غير معروف سابقًا. نحتاج إلى معرفة مصدر إنتاج الميثان وما يحدث له لفهم ما سيحدث عند تغير المناخ".

[ 1 ]، [ 2 ]