تعد حديقة يلوستون الوطنية نقطة جذب للحياة البرية في أمريكا الشمالية. تعد جبال المنتزه وغاباته ومروجه موطنًا لأكبر تجمع للثدييات في الولايات الـ 48 السفلى، بما في ذلك البيسون الأصلي ومجموعة مستعادة من الذئاب الرمادية. ويتوافد ملايين الزوار إلى الحديقة كل عام، في انتظار لمحة عن الحياة البرية المتنوعة.
اتضح أن المعالم الشهيرة الأخرى في يلوستون – الينابيع الحرارية المائية، وحمامات السباحة، وينابيع المياه الساخنة التي تتصاعد منها البخار والفقاعات – تعد أيضًا موطنًا فريدًا للكائنات الحية. وبدلاً من الثدييات والطيور الجذابة، فهي موطن للميكروبات المحبة للفوضى.
وقال إريك بويد، أستاذ علم الأحياء الدقيقة في جامعة ولاية مونتانا، إن العلماء درسوا منذ فترة طويلة السمات الهيدرولوجية لينابيع وبرك يلوستون، “لكن لم يسبق لأحد أن درس علم الأحياء الدقيقة للنبع الساخن”.
سبب واحد تم تجاهلهم؟ السخانات متقلبة. يثور بركان Old Faithful، وهو أحد المعالم الشهيرة في يلوستون، كل 90 دقيقة أو نحو ذلك، ويطلق الماء المغلي على ارتفاع 100 قدم أو أكثر نحو السماء. يتدفق الماء عبر الهواء البارد، ثم يغوص، ثم يغوص مرة أخرى في البرك الساخنة الموجودة بالأسفل.
كان من الصعب أن نفهم أن أي شيء يمكن أن ينجو من هذه الدورة الوحشية. لكن في بحث تم تقديمه الأسبوع الماضي في الاجتماع السنوي للجمعية الجيولوجية الأمريكية، أظهر الدكتور بويد وزملاؤه أن ينابيع يلوستون الحارة هي موطن مثالي لبعض المخلوقات الصغيرة.
لاختبار المياه، قام الفريق بالتقاط السائل المتساقط أثناء ثوران بركان Old Faithful. وبالعودة إلى المختبر، تم غمر العينات بمادة كيميائية مصممة لجعل الميكروبات الصغيرة تتألق.
وقالت ليزا كيلر، مرشحة الدكتوراه في ولاية مونتانا: “لقد رأينا خلايا، وكان ذلك مثيرًا حقًا”. “لكننا كنا بحاجة إلى استبعاد أن هذا لم يكن تلوثًا لأننا نلتقط المياه التي تتطاير في الهواء.”
بعد تغذية الميكروبات وتسخين عينات Old Faithful إلى درجة حرارة منزلهم، كانت هناك موجة من النشاط عند حوالي 195 درجة فهرنهايت وبصيص من النشاط عند 160 درجة. وأوضحت السيدة كيلر أن هذا أظهر أن الكائنات الحية الدقيقة لم تتأقلم مع درجات الحرارة المرتفعة فحسب، بل إنها تفضل الحرارة أيضًا.
استخدم الفريق اختبار الحمض النووي لتحديد الكائنات الحية الدقيقة التي تعيش في فتحات وبرك السخان. Thermocrinis، وهي مجموعة من أنواع البكتيريا التي تحب الحرارة وتحول المواد الكيميائية إلى طاقة، تشكل أكثر من 60 بالمائة من الميكروبات في Old Faithful. تمت إضافة أعضاء من جنسين آخرين من الكائنات الحية الدقيقة المحبة للحرارة، وهما Thermus وPyrobaculum، إلى التنوع الدقيق للعمود.
وقال ألفونسو دافيلا، عالم الأحياء الفلكية في ناسا أميس والذي لم يكن جزءًا من الدراسة، إن الباحثين “ربطوا المجموعات المختلفة من الكائنات الحية الدقيقة بظروف بيئية مختلفة، وهو أمر رائع للغاية”. وقال إن العمل أظهر أن الميكروبيوم المتنوع يمكن أن يتطور داخل نظام نبع ماء حار صغير نسبيًا.
اقترح الفريق أن هذا التنوع كان مدفوعًا بالبيئة الديناميكية في Old Faithful، التي توفر كل ما تحتاجه بعض الميكروبات لتزدهر: مركبات الكبريت، والكربون، والمياه البخارية.
ودعمًا لفرضيتهم، لاحظت السيدة كيلر أن حمامات السباحة الهادئة التي لا تحتوي على ثورات بركانية مضطربة تحتوي على تنوع بيولوجي أقل بكثير على مستوى السكان مما شاهدته في السخان.
“إن السخان هو بيئة معادية وغير مضيافة. قال الدكتور بويد: “مع ذلك، فهي تقريبًا مثل مهد للتنوع البيولوجي”، مضيفًا أنه في المياه الكبريتية والمدفأة بالبركان والمحملة بثاني أكسيد الكربون في Old Faithful، فإن Thermocrinis “سعيد كالبطلينوس”.
وماذا عن السخانات خارج كوكبنا الأصلي؟ يمكن للأدلة على وجود السخانات الموجودة على قمر المحيط المغطى بالجليد التابع لكوكب زحل، إنسيلادوس، وقمر المشتري أوروبا، أن تستضيف الظروف اللازمة لازدهار الميكروبات. العثور على أدلة خارج الأرض ليس بالأمر البعيد.
وقال الدكتور دافيلا إن اكتشاف الحياة في Old Faithful يساعد علماء الأحياء الفلكية على فهم الحياة في مثل هذه الظروف المتطرفة بشكل أفضل.
وقال: “إن حقيقة أن الحياة يمكن أن تنمو على الأرض في تلك الظروف المحددة تخبرنا شيئًا عن الإمكانات البيولوجية” في أماكن مثل إنسيلادوس، أو يوروبا، أو حتى المريخ.
على الرغم من أن الأمر قد يستغرق سنوات عديدة قبل أن يتمكن العلماء من إلقاء نظرة على الأدلة المحتملة للحياة في تلك العوالم البعيدة، فلدينا هنا في موطننا يلوستون، التي قال الدكتور بويد إنها موطن لنصف ما يقرب من 1000 نبع ماء حار في العالم. وكلما زاد عدد العلماء الذين يدرسون السخانات في يلوستون وأجزاء أخرى من العالم، كلما زاد عدد ما يعثرون عليه.
قال الدكتور بويد: “أود أن أراهن على أن أي نبع ماء حار نختبره على الأرض سيدعم الحياة الميكروبية”.
