لماذا تتجشأ الأبقار غاز الميثان: تم اكتشاف “عضو خلوي” جديد في ميكروبات الأمعاء

حدد العلماء نوعا جديدا من العضيات الخلوية داخل الميكروبات التي تعيش في أحشاء الحيوانات المجترة مثل الأغنام والأبقار.

في ورقة نشرت في علوم في 30 أبريل¹يصف الباحثون بنية بيضاوية الشكل اكتشفوها داخل أهداب الكرش – وهو نوع من الكائنات الحية أحادية الخلية التي تعيش داخل الحيوانات المجترة.

تم العثور على هذه الهياكل التحت خلوية، والتي تسمى الأجسام الهيدروجينية، تساهم في توليد حيوانات الميثان. تزيل العضية الأكسجين وتطلق الهيدروجين، الذي تستخدمه العتائق الموجودة في الكرش كوقود لإنتاج الميثان. يساهم تجشؤ الماشية بحوالي 30% من انبعاثات غاز الميثان العالمية الناتجة عن الأنشطة البشرية، ويقول المؤلفون إن اكتشافهم يمكن أن يلهم طرقًا جديدة لتقليل هذه الانبعاثات.

يقول أوسكار جونزاليس ريسيو، عالِم الوراثة الذي يدرس ميكروبيوم الكرش بجامعة إدنبرة بالمملكة المتحدة: “يفتح هذا فرصًا جديدة لتعديل ميكروبيوم الكرش بشكل أكثر دقة”، لجعل عملية هضم الحيوانات أكثر كفاءة، وخفض غاز الميثان الذي تنتجه.

بواعث صغيرة

تشكل الأهداب 25% من الكتلة الميكروبية في الكرش، وهي حجرة متخصصة في معدة الحيوانات المجترة تعمل كوعاء تخمير لتكسير المواد النباتية. لكن هذه الكائنات الدقيقة لم تُدرس جيدًا بسبب التحديات التقنية في عزل الحمض النووي الخاص بها وتحليلها دون التلوث من الكائنات الحية الأخرى، كما يقول المؤلف المشارك في الدراسة وي مياو، عالم الأحياء المائية في الأكاديمية الصينية للعلوم في ووهان، الصين.

يقول تشونغتانغ يو، عالم الأحياء الدقيقة في الكرش بجامعة ولاية أوهايو في كولومبوس، إن بعض هذه الكائنات الحية تحتوي على عشرات الآلاف من الكروموسومات.

يقول يو، الذي كان جزءًا من الدراسة الأولى التي قامت بتسلسل جينوم أهداب الكرش في عام 2019، إن الدراسات السابقة قامت بتسلسل 53 جينومًا فقط لأهداب الكرش.².

قد يتم تصنيع الميثان بواسطة جميع الكائنات الحية

وفي أحدث دراسة، جمع مياو وزملاؤه الهدبيات من كرش الأبقار والأغنام والماعز والغزلان. من خلال تسلسل جينومات تلك الأهداب ودمج عملها مع مجموعات البيانات الجينية المنشورة مسبقًا، أنشأ الفريق قاعدة بيانات تضم 450 جينومًا للأهداب. وحدد الباحثون أيضًا 65 نوعًا من أهداب الكرش، 45 منها لم يتم تسلسلها جينيًا من قبل.

يقول يو: “هذا مورد جيد جدًا ومفيد بالنسبة لنا. لدينا الآن المزيد من المواد الجينية التي يمكننا فحصها”.

ارتبط وجود كميات كبيرة من نوعين من الأهداب بارتفاع انبعاثات غاز الميثان عند قياسها في 100 بقرة حلوب. ووجد الباحثون أيضًا أن الأغنام التي تنتج مستويات عالية من الميثان كان لديها ما يقرب من 100 ضعف كمية نوع من الهدبيات تسمى داسيتريشا مقارنة بالأغنام التي تتغذى على نفس النظام الغذائي الذي ينبعث منه مستويات منخفضة من غاز الميثان.

عضيات الجسم الهيدروجيني

أبحث عن كثب في الداخل داسيتريشا الخلايا، حدد الباحثون بنية فريدة من نوعها بيضاوية الشكل أطلقوا عليها اسم الهيدروجين. يشبه الجزء الداخلي من هذه العضية مصفوفة قرص العسل.