غزل زیاری: شاید بسیاری از مردم فکر می کنند که بخشی از چوب درختان بی فایده است. اما در واقع خانه مجموعه وسیعی از زندگی های متنوع است. طبق مطالعات انجام شده، به طور متوسط هر تنه درخت خانه بیش از یک تریلیون قارچ، باکتری و سایر میکروب ها است که جوامع منحصر به فرد را به روش خود تشکیل می دهند.
به گفته Jesus Mercado Blanco، میکروبیولوژیست در شورای تحقیقات ملی اسپانیا که در پروژه تحقیقاتی شرکت نداشت، برخی از این میکروب ها می توانند به عنوان پروبیوتیک برای دفع یا از بین بردن پاتوژن ها عمل کنند. به گفته وی، نتایج این مطالعه می تواند راهکارهای جدیدی برای حفاظت از درختان در معرض خطر انقراض در سراسر جهان ارائه کند.
فواید میکروب ها برای درختان
میکروب ها بخش مهمی از زندگی گیاهان هستند. به عنوان مثال، قارچ های موجود در خاک به ریشه درختان کمک می کنند تا به آب و مواد مغذی دسترسی پیدا کنند و باکتری ها و قارچ های مفید روی برگ درختان از عفونت قارچ ها یا باکتری های مضر جلوگیری می کنند. با این حال، اطلاعات کمی در مورد میکروب هایی که در چوب سالم درختان زندگی می کنند در دسترس است.
تخمین زده می شود که 10 تریلیون درختی که روی این سیاره زندگی می کنند، حاوی 450 گیگاتن کربن هستند، در حالی که این مقدار برای حیوانات کوچکتر تنها 2 گیگاتن است.
نمونه برداری برای بررسی بیشتر
جاناتان گیورتزمن و وایات آرنولد، دو دانشجوی فارغ التحصیل دانشگاه ییل متخصص در زیست شناسی مولکولی، مطالعه جالبی انجام دادند. در سفری به یک جنگل تحقیقاتی در کانکتیکات، ایالات متحده، آنها 15 گونه درخت رایج در این منطقه مانند بلوط، افرا و کاج را بررسی کردند و نمونه‌های چوبی نازک‌تر از مداد را از هسته 158 درخت گرفتند، در حالی که نمونه‌هایی از خاک را نیز جمع‌آوری کردند. هر درختی را ساختند
پس از استخراج DNA از چوب و خاک، آنها ماده ژنتیکی را به آزمایشگاه فرستادند تا توالی ژن های نشانگر کلیدی به نام 16s و ITS را تعیین کنند. پس از به دست آوردن این داده ها، آرنولد آن را با توالی هایی از گونه های میکروبی شناخته شده تطبیق داد.
این محققان برای تخمین تعداد تقریبی میکروب‌های پروکاریوتی (میکروب‌های پروتونهسته‌ای که شامل باکتری‌ها و باستان‌های باستانی هستند که علی‌رغم شباهت‌هایشان، تاریخچه‌های تکاملی متفاوتی دارند) در یک درخت معمولی کار کردند و این کار را با اندازه‌گیری تعداد میکروب‌ها در 1 گرم چوب انجام دادند. با ضرب عدد بدست آمده در وزن یک درخت 5 تنی به عدد 1 تریلیون پروکاریوت در یک درخت رسید. (البته این عدد شامل قارچ های یوکاریوتی نمی شود که با استفاده از داده های ژنتیکی نمی توان فراوانی آنها را محاسبه کرد).
یک تریلیون ممکن است زیاد به نظر برسد، اما در نظر بگیرید که تعداد سلول های پروکاریوتی در دستگاه گوارش انسان حدود 38 برابر تنه یک درخت است.
مجموعه میکروبی منحصر به فرد در هر درخت
همانطور که حیوانات بسته به رژیم غذایی خود میکروبیوم های متفاوتی دارند، جوامع منحصر به فردی در چوب این 15 گونه درختی زندگی می کردند. به عنوان مثال، درختان افرا که شیره شیرین تولید می کنند، میکروبیوم های علاقه مند به قندها را جمع می کنند، یا کمترین فراوانی میکروبی در گونه های درختی مانند شوکران شرقی که به سوختگی مقاوم هستند، مشاهده شده است.
الگوی رایج دیگری در سراسر جنگل مشاهده شد. به نظر می رسد که جوامع میکروبی برای زندگی در بافت های مختلف، صرف نظر از گونه های درخت، تخصصی هستند. چوب متراکم در مرکز درخت (چوب قلب) که تمایل کمتری به جذب اکسیژن در مقایسه با بافت نرم‌تر چوب اطراف آن دارد (چوب صنوبر)، باکتری‌های متان بیشتری را در خود جای داده است (باکتری‌هایی که متان تولید می‌کنند). از سوی دیگر، چوب صنوبر حاوی باکتری هایی است که در غلظت های بالاتر اکسیژن زندگی می کنند.
این الگو قبلاً در مطالعه یک گونه درختی مشاهده شده بود. اما از آن زمان، مطالعه جدید 15 گونه درخت رایج را مورد بررسی قرار داده است و اکنون تصاویری از یک میکروبیوم چوب معمولی را در درختان زنده مشاهده کرده است که نشان دهنده پیشرفت مهمی است.
منشا این میکروب ها چیست؟
گیورتزمن گفت: “این مطالعه سوالات بیشتری را نسبت به سوالات ما مطرح می کند.” یکی یکی از ابهامات منشا میکروب های زندگی در چوب است یکی یکی از منابع آشکار آن خاک است; از آنجایی که خاک غنی از باکتری، باستان شناسی و قارچ است، اما در برخی از گونه های درختی مورد مطالعه، تنها 3 درصد از تنوع میکروبی درخت با خاکی که در آن رشد کرده است، همپوشانی دارد.
به این ترتیب، محققان می توانند راه هایی برای تنظیم میکروبیوم در درختان برای محافظت از آنها در برابر عوامل بیماری زا بیابند.
ساموئل مارتینز، آسیب شناس گیاهی در دانشگاه فلوریدا، معتقد است که این امر مستلزم درک بیشتر نحوه عملکرد میکروب هایی است که در چوب زندگی می کنند. او این بررسی را چالش برانگیز می داند. زیرا رشد تعداد کمی از این میکروب ها در آزمایشگاه دشوار است.
با این حال، مطالعه جدید می تواند به دو سوال اساسی در مورد میکروب هایی که در گیاهان زندگی می کنند پاسخ دهد و به دانشمندان در تحقیقات بیشتر کمک کند: “چه میکروب ها و باکتری ها در درختان وجود دارند و آنها در آنجا چه می کنند؟”
منبع: علوم پایه
58558