منوعات

التطور في العمل؟ دراسة جديدة تكشف إمكانية وجود عضيات تثبيت النيتروجين

يعتبر النيتروجين عنصرًا غذائيًا أساسيًا لجميع أشكال الحياة على الأرض. على الرغم من أن غاز النيتروجين (N2) وفيرة، لا يمكن الوصول إليها إلى حد كبير لمعظم الكائنات الحية دون عملية تعرف باسم تثبيت النيتروجين، والتي تحول الدينتروجين إلى الأمونيوم – وهو مصدر رئيسي للنيتروجين غير العضوي.

وعلى الرغم من وجود بكتيريا قادرة على اختزال الدينتروجين إلى الأمونيوم، إلا أن باحثين من جامعة رود آيلاند، ومعهد العلوم ديل مار في برشلونة، وجامعة كاليفورنيا في سانتا كروز، ومعهد ماساتشوستس للتكنولوجيا اكتشفوا تثبيت النيتروجين التكافلي. الكائنات الحية التي تظهر سلوكيات تشبه العضيات. في الواقع، يفترض الباحثون أن هذه الكائنات التكافلية – UCYN-A، وهو نوع من البكتيريا الزرقاء – يمكن أن تتطور بخصائص تشبه العضيات. وقد نشرت دراستهم مؤخرا في المجلة خلية.

يعيش UCYN-A في علاقة تكافلية مع مجموعة من الطحالب البحرية ذات الصلة الوثيقة، بيجيلوي, في مناطق أعالي البحار والتي غالبًا ما تكون فقيرة بالمغذيات. تمتلك معظم البكتيريا المثبتة للنيتروجين آليات لتنظيم استخدام ثنائي النيتروجين عند توفر مصادر ثابتة للنيتروجين، مما يقلل من تكلفة الطاقة العالية لهذه العملية. ومع ذلك، فقد UCYN-As الجينات التي تسمح بذلك، وهو قادر على تثبيت غاز النيتروجين في الأمونيوم حتى في البيئات الغنية بالمغذيات. ويقوم المضيف بدوره بتزويده بالكربون المثبت عن طريق عملية التمثيل الضوئي بواسطة البلاستيدات الخضراء.

توضح الدراسة بالتفصيل كيف اكتشف الباحثون علاقة الحجم بين UCYN-A والخلايا الشريكة التكافلية، بما يتوافق مع علاقات الحجم بين العضيات الأخرى ومضيفيها. ومع نمو العضيات بشكل أكبر، تنمو خلاياها المضيفة أيضًا بشكل أكبر – فهي في النهاية تنقسم وتتكاثر. كشفت النمذجة الرياضية عن المفاضلات الأيضية التي تنظم حجم الخلية النسبي من خلال اكتساب العناصر الغذائية وتبادلها.

قال كيسوكي إينومورا، الأستاذ المساعد لعلم المحيطات في كلية الدراسات العليا لعلوم المحيطات بجامعة URI وأحد المؤلفين الرئيسيين للدراسة: “يتطلب الأمر الكثير من الطاقة بالإضافة إلى الإلكترونات لتثبيت غاز النيتروجين وصنع شيء مفيد منه”. “إذا اتبع UCYN-A المسار التطوري نحو تطوير عضيات تثبيت النيتروجين ووجدنا خلايا خارجها ب. بيجيلوي إذا كانت لدينا أيضًا مثل هذه العضيات، أو تتطور بنفس الطريقة، فقد يغير هذا قواعد اللعبة. »

في حين أن العضيات مثل الميتوكوندريا والبلاستيدات الخضراء هي أبعد بكثير في الطيف التطوري، يقول الباحثون إن ما يرونه يمكن أن يكون لقطة من العملية التطورية للعضيات المثبتة للنيتروجين من أصل بكتيري.

“تركز دراستنا على علاقة تكافلية أكثر حداثة، والتي ظهرت منذ حوالي 100 مليون سنة، مما يسمح لنا باستكشاف تطور تكوين العضيات في مراحلها المبكرة”، أوضح المؤلف المشارك فرانسيسكو كورنيجو، الرئيس وباحث ما بعد الدكتوراه في قسم العلوم البحرية. علوم. علم الأحياء وعلم المحيطات في معهد العلوم ديل مار.

ومع ذلك، لاحظ الباحثون أن هناك حاجة لدراسات إضافية لإثبات ما إذا كان هذا هو الحال.

“يمكن تفسير العلاقة الوثيقة الحجم بشكل مدهش بين UCYN-A ومضيفها من خلال اقتصاد الموارد لدى الشركاء. فهي تشير إلى أن UCYN-A قد يكون على وشك أن يصبح عضية: مسألة ما إذا كان “إنها بالفعل قال مايكل جيه فولز، أستاذ علوم الأرض والغلاف الجوي والكواكب في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا وعضو فريق البحث: “موضوع البحث المستمر”.

..

Source link

orcalimaa

المصدر الرئيسي للأخبار والمعلومات الصحية والطبية الموثوقة وفي الوقت المناسب . توفير معلومات صحية ذات مصداقية ومجتمع داعم وخدمات تعليمية من خلال مزج الخبرة الحائزة على جوائز في المحتوى والخدمات المجتمعية وتعليقات الخبراء والمراجعة الطبية .

مقالات ذات صلة

اترك تعليقاً

زر الذهاب إلى الأعلى