کشف موجوداتی میکروبی که به جای اکسیژن از نیترات تنفس می کنند

به گزارش خبرگزاری آنا دانشمندان نوعی همزیستی میکروبی (Microbial Symbiosis) را کشف کرده اند که درک ما از روابط بین میکروارگانیسم ها را تغییر می دهد. این پژوهش نشان می دهد که یک باکتری درون سلولی (Endosymbiont) درون یک موجود تک یاخته مژک دار (Ciliate) زندگی می کند و به جای استفاده از اکسیژن از نیترات برای تولید انرژی بهره می برد. پژوهشگران ابتدا این میکروب را در یک دریاچه آب شیرین یافتند اما با بررسی پایگاه های داده ژنتیکی متوجه شدند که این همزیستی در نقاط مختلف جهان از جمله آب های زیرزمینی و فاضلاب ها یافت می شود. 

در سال ۲۰۲۱ پژوهشگران مؤسسه ماکس پلانک در حوزه میکروبیولوژی دریایی دریافتند که در برخی همزیستی های میکروبی چیزی شبیه به عملکرد میتوکندری اتفاق می افتد اما آن موجودات به جای اکسیژن از نیترات استفاده می کنند. یانا میلوتسکا (Jana Milucka) یکی از پژوهشگران این پروژه می گوید:
«ما شگفت زده شدیم که چنین همزیستی نه تنها در آب های شیرین بلکه در آب های زیرزمینی و حتی فاضلاب ها هم اتفاق می افتد.»

علاوه بر این کشف اولیه پژوهشگران موفق به شناسایی چهار گونه جدید از این باکتری ها شدند که دو مورد از آنها متعلق به یک سرده جدید بودند. این سرده جدید به نام آزوسوسیوس (Azosocius) نام گذاری شد که به معنی «همراه نیتروژن» است. کشف این باکتری ها اهمیت زیادی در چرخه ی نیتروژن دارد. این میکروب ها می توانند مقدار نیتروژن محلول را تغییر داده و بر رشد گیاهان و اکوسیستم های آبی تأثیر بگذارند.

برخی از این گونه ها در فرآیند کاهش نیترات گاز نیتروس اکسید (N₂O) تولید می کنند که یکی از گاز های گلخانه ای است و بر گرمایش جهانی اثر دارد. یکی دیگر از یافته های مهم این مطالعه این بود که برخلاف گونه اولیه این میکروب ها که فقط تنفس بی هوازی (Anaerobic Respiration) داشتند برخی از گونه های جدید می توانند اکسیژن را نیز مصرف کنند. 
مطالعه ی همزیستی درون سلولی به نظریه اندوسیمبیوز پیوسته (Serial Endosymbiosis Theory) بازمی گردد که در دهه ۱۹۶۰ توسط لین مارگولیس (Lynn Margulis) ارائه شد. این نظریه بیان می کند که اندامک هایی مانند میتوکندری و کلروپلاست ها در ابتدا باکتری های مستقلی بودند که طی میلیون ها سال به بخشی از سلول های زنده تبدیل شدند.