تسجل “أميبا النار” المكتشفة حديثًا من Cascades رقمًا قياسيًا لأعلى درجة حرارة معقدة يمكن للحياة أن تعيش فيها

(حقوق الصورة: فيليكس ميكوس)

سجلت الأميبا المكتشفة حديثًا الرقم القياسي لأعلى درجة حرارة يمكن أن تزدهر فيها الحياة المعقدة.

توصلت دراسة جديدة إلى أن الأميبا، الموجودة في متنزه لاسين البركاني الوطني في كاليفورنيا، تنمو وتنقسم عند درجات حرارة تصل إلى 145 درجة فهرنهايت (63 درجة مئوية) ويمكنها البقاء على قيد الحياة لفترات قصيرة في بيئات تصل إلى 158 درجة فهرنهايت (70 درجة مئوية). قبل هذا الاكتشاف، لم يكن من المعروف أن أي خلايا معقدة تتكاثر عند درجات حرارة أعلى من 140 فهرنهايت (60 درجة مئوية).

“لقد فوجئت جدًا” ، مؤلف الدراسة الأول بيريل رابابورتوقال عالم الأحياء الدقيقة في جامعة سيراكيوز في نيويورك لموقع Live Science. “كان علينا بالتأكيد العودة والتحقق للتأكد من معايرة الحاضنات لدينا بشكل صحيح … لقد كان الأمر رائعًا حقًا.”

الأميبا هي كائنات حية وحيدة الخلية تتحرك عن طريق سحب نفسها للأمام باستخدام محلاق من السائل الخلوي. هم حقيقيات النوىمما يعني أنها تخزن حمضها النووي داخل نواة محاطة بغشاء. الأميبا ليست نباتات ولا حيوانات ولا فطريات، ولكنها أكثر تعقيدًا من الكائنات بدائية النواة مثل البكتيريا والعتائق التي ليس لها نواة.

(حقوق الصورة: فيليكس ميكوس)

ماضي بحث وقال رابابورت إن العلماء اقترحوا أن الأميبا يمكن أن تزدهر في الينابيع الحرارية الأرضية الدافئة، ولكن لم تتم دراسة سوى عدد قليل من هذه الكائنات في المختبرات. للتحقيق في الأمر، سافرت رابابورت وزملاؤها إلى حديقة لاسين البركانية الوطنية لجمع ودراسة هذه المخلوقات المحبة للحرارة.

(رصيد الصورة: كريستين سكروبر)

اكتشف الفريق الأميبا المكتشفة حديثًا في العينات التي تم جمعها على طول أحد روافد هوت سبرينغز كريك داخل الحديقة. مدبلج إنسينداميبا المتتالية، أو “أميبا النار من الشلالات”، تزدهر هذه الأنواع عند درجات حرارة تتراوح بين 131 و135 فهرنهايت (55 و57 درجة مئوية). في الواقع، توقفت عن النمو تحت درجة حرارة أقل من 108 فهرنهايت (42 درجة مئوية)، مما يشير إلى أن الأميبا تحتاج إلى درجات حرارة عالية لتزدهر.

وباستخدام مجهر ساخن يبقي الأميبات دافئة، شاهد العلماء الخلايا تنقسم وتتكاثر عند درجات حرارة تصل إلى 145 درجة فهرنهايت (63 درجة مئوية) – وهي أعلى درجات الحرارة المعروفة للخلايا حقيقية النواة (على الرغم من أنه من المعروف أن بدائيات النوى ينجو درجات حرارة تصل إلى 250 درجة فهرنهايت، أو 122 درجة مئوية).

عند درجة حرارة 158 درجة فهرنهايت (70 درجة مئوية)، كونت الأميبا قذائف واقية حول نفسها ودخلت في حالة سبات. تعافت الخلايا عندما تركها الباحثون عند درجة حرارة 158 فهرنهايت لمدة خمس دقائق، ثم خفضوا درجة الحرارة مرة أخرى إلى 140 فهرنهايت. لكن الأميبا لم تنجو من التسخين إلى 176 فهرنهايت (80 درجة مئوية).

أنا ووجد الفريق أن البروتينات تحتوي أيضًا على أحماض أمينية موجبة الشحنة، أو وحدات بناء البروتين، على سطحها. وتشترك بدائيات النوى الأخرى المحبة للحرارة في نفس الميزة. وأشار الباحثون إلى أن هذا التكيف قد يساعد في الحفاظ على استقرار البروتينات عند درجات الحرارة المرتفعة.

أعلن الباحثون النتائج التي توصلوا إليها يوم الثلاثاء (22 سبتمبر) في المجلة خلية.

ليست هذه هي المرة الأولى التي نرى فيها أشكال حياة متخصصة حقيقية النواة تعيش في درجات حرارة شديدة. على سبيل المثال، بعض فطريات يمكن أن يتحمل درجات حرارة تصل إلى 140 درجة فهرنهايت في الصحاري. ومع ذلك، لا تزال هذه الأرقام باهتة مقارنة بدرجات الحرارة الحارقة التي يمكن لبعض البكتيريا البقاء عليها، وليس من الواضح بعد ما هي العوامل التي تمنع حقيقيات النوى من تحمل درجات الحرارة المرتفعة هذه، كما قال رابابورت لموقع Live Science.

جزء من الاختلاف في تحمل الحرارة بين بدائيات النوى وحقيقيات النوى المحبة للحرارة يأتي من اختلاف قدرتها على التكيف وراثيًا مع الإجهاد الحراري.

“عندما تكون بكتيريا… يمكنك تعديل الجينوم الخاص بك” عن طريق التنقيب الحمض النووي من بدائيات النوى الأخرى، ديباشيش بهاتاشارياوقال عالم الأحياء التطوري في جامعة روتجرز في نيوجيرسي والذي لم يشارك في الدراسة لـ Live Science. تساعد هذه القدرة بدائيات النوى على التكيف بسرعة نسبية مع البيئات المجهدة.

ولكن نظرًا لأن الحمض النووي في الخلايا حقيقية النواة محصور في النواة، فإن “حقيقيات النوى غير قادرة ببساطة على الاستيلاء على مجموعة من الجينات وتغيير نمط حياتها”، بنفس معدلات بدائيات النوى، كما قال بهاتاشاريا. “يتطلب الأمر تغييرًا تطوريًا أكبر بكثير لتحويل كائن حقيقي النواة إلى كائن متطرف.”

في الأبحاث المستقبلية، يخطط رابابورت للدراسة إنسينداميباأقرب أقاربنا ليتعلموا كيف تطوروا ليتحملوا الحرارة. وقالت إن فهم هذه التعديلات يمكن أن يساعد العلماء على فهم حدود الحياة على الأرض، وكذلك أين يمكن أن توجد حياة معقدة أخرى في الكون.