أول أطلس جينومي عالمي يكشف عن كائنات مجهرية مهملة في البحيرات

تعد بحيرات وخزانات المياه العذبة أمراً بالغ الأهمية للحفاظ على النظم الإيكولوجية والزراعة والسكان البشريين في جميع أنحاء العالم. وتحت سطح مسطحات المياه الحيوية هذه يكمن عالم خفي من الكائنات الدقيقة وحيدة الخلية. تؤدي أشكال الحياة المجهرية هذه وظائف إيكولوجية معقدة، حيث تعمل كمرشحات طبيعية تساعد في الحفاظ على نقاء البحيرات بينما تضم أيضاً أنواعاً قادرة على تلويث إمدادات المياه. وعلى الرغم من أهميتها البيئية الهائلة، فقد ظل العديد من هذه الكائنات مهملة تاريخياً في التقييمات البيئية واسعة النطاق بسبب التحديات التقنية في تحديدها ودراستها.

لمعالجة فجوة المعرفة هذه، شرع اتحاد دولي من الباحثين في مبادرة عالمية طموحة لأخذ العينات وتسلسل الجينات. ومن خلال جمع وتحليل بيانات الحمض النووي الشاملة من 362 بحيرة وخزاناً موزعة عبر مناطق جغرافية متنوعة، رسم الفريق المشهد الجيني للمجتمعات الميكروبية في المياه العذبة على نطاق غير مسبوق. إن تتويج هذا الجهد الهائل هو أول أطلس جينومي عالمي للكائنات الحية الدقيقة في البحيرات، والذي تم نشر رسمياً في مجلة Nature Communications.

توفر النتائج نظرة مفصلة على التنوع الجيني والتوزيع الجغرافي لأشكال الحياة المجهرية التي تسكن النظم الإيكولوجية للمياه العذبة. واكتشف الباحثون أنه في حين أن بعض التجمعات الميكروبية واسعة الانتشار عبر القارات المختلفة، فإن البعض الآخر محلي للغاية ويستجيب بحساسية للظروف البيئية المحلية ومستويات المغذيات والتغيرات المناخية. يساعد هذا الفهم الدقيق العلماء على تتبع كيفية تأثير هذه الكائنات على الدورات الكيميائية الحيوية العالمية ومساهمتها في الصحة العامة للموائل المائية.

أحد أكثر جوانب أطلس الجينوم الجديد واعدة هو تطبيقه العملي لإدارة موارد المياه. تعتمد الطرق التقليدية لرصد صحة البحيرات غالباً على أخذ العينات البدنية والملاحظة المجهرية التي تتطلب جهداً شاقاً وقد تكون عرضة للغفلة. تمهد العلامات الجينية وتسلسلات المرجعية الواردة في الأطلس الطريق لبروتوكولات رصد أسرع وأكثر دقة وأوتوماتيكية. يمكن لوكالات البيئة الآن استخدام تقنيات الكشف المستندة إلى الحمض النووي لفحص عينات المياه بحثاً عن تحولات ميكروبية محددة.

بالنظر إلى المستقبل، يفتح أطلس الجينوم العالمي آفاقاً عديدة للبحث البيئي والتكنولوجي الحيوي في المستقبل. يمكن للعلماء استكشاف كيف تتكيف هذه الكائنات الحية الدقيقة مع التغيرات البيئية السريعة، بما في ذلك الاحتباس الحراري وزيادة الجريان السطحي الزراعي. ومن خلال توفير خط أساس قياسي لعلم الجينوم الميكروبي للمياه العذبة، يزود البحث المجتمع العلمي العالمي بأداة قوية لحماية وحفظ النظم الإيكولوجية للمياه العذبة للأجيال القادمة، مما يضمن بقاء موارد المياه الحيوية آمنة ومرنة.