يمكن أن تكون فطريات المحيط من منطقة الشفق مصدرًا للعقار التالي الشبيه بالبنسلين | المحيطات

تم العثور على أعداد كبيرة من الفطريات تعيش في منطقة شفق المحيط، ويمكن أن تفتح الباب أمام أدوية جديدة قد تضاهي قوة البنسلين.

كشفت أكبر دراسة على الإطلاق عن الحمض النووي للمحيطات، والتي نشرتها مجلة Frontiers in Science، عن أسرار مثيرة للاهتمام حول وفرة الفطريات في جزء من المحيط يقع بعيدًا عن متناول ضوء الشمس. على عمق يتراوح بين 200 متر و1000 متر تحت سطح الأرض، تعد منطقة الشفق موطنًا لمجموعة متنوعة من الكائنات الحية والحيوانات، بما في ذلك الأسماك المتكيفة خصيصًا مثل أسماك قرش الفانوس وأسماك قرش كيتفين، التي تتمتع بعيون ضخمة وجلد متوهج ومضيء بيولوجيًا.

“البنسلين مضاد حيوي جاء في الأصل من فطر يسمى البنسليوم وقال فابيو فافوريتو، باحث ما بعد الدكتوراه في معهد سكريبس لعلوم المحيطات بجامعة كاليفورنيا، سان دييغو: «لذا قد نجد شيئًا كهذا من فطريات المحيط هذه». وأضاف أن منطقة الشفق تتميز بالضغط العالي ونقص الضوء ودرجات الحرارة الباردة، مما يمثل بيئة قاسية “حيث قد تظهر الفطريات تكيفات فريدة”. “قد يؤدي ذلك إلى اكتشاف أنواع جديدة ذات خصائص كيميائية حيوية فريدة.”

يحتوي كتالوج الحمض النووي الجديد للمحيطات، الذي تم إطلاقه يوم الثلاثاء، على أكثر من 317 مليون مجموعة جينية للكائنات البحرية تم تجميعها من عينات تم جمعها في رحلات بما في ذلك رحلة تارا للمحيطات التي استمرت أربع سنوات والتي بدأت في عام 2009، ورحلة مالاسبينا للملاحة البحرية عام 2010.

وقالت عالمة الأحياء البحرية والمؤلفة الرئيسية للدراسة، إليسا لايولو، إن التقدم التكنولوجي يعني أن العينات الموجودة يمكن أن توفر بيانات أكثر بكثير من ذي قبل، في حين ساعدت عملية الفهرسة على فتح أبواب جديدة في المحيط الذي لم تتم دراسته بعد.

وتقدر قيمة قطاع التكنولوجيا الحيوية البحرية، الذي يعتمد على الكائنات البحرية وجيناتها، بنحو 6 مليارات دولار، وهو رقم من المتوقع أن يتضاعف تقريبا بحلول عام 2032.

تفاجأ لايولو برؤية هذا العدد الكبير من الفطريات التي تعيش في منطقة شفق المحيط. “لقد كانت هناك بعض المؤشرات على ذلك [fungi abundance at this level] من قبل، وهذا جزء آخر من اللغز.

وقال كارلوس دوارتي، أستاذ العلوم البحرية وكبير مؤلفي الدراسة، إن الاكتشاف المهم الآخر الذي تم التوصل إليه خلال عملية الفهرسة هو الدور الذي لعبته الفيروسات في تعزيز التنوع الجيني. “تقوم الفيروسات بإدخال نفسها وتنقل الجينات من كائن حي إلى آخر. وهذا يعني أن الفيروسات تخلق تنوعًا بيولوجيًا جينوميًا وهذا يسرع تطورها.

وقال إن إحدى نتائج هذا التسارع هي الجينات التي تطورت لتمكين الكائنات الحية من مضغ البلاستيك. “يمكنها تحليل البوليمرات الاصطناعية، المشتقة من الهيدروكربونات، والتي تعتبر حديثة جدًا كملوث للمحيطات، مما يدل على أن التطور حدث في غضون بضعة عقود”.

وقال لايولو إن الكتالوج سلط الضوء أيضًا على الفجوات في فهمنا لقاع المحيط. “إن أخذ عينات من المياه أسهل من أخذ عينات من قاع المحيط، وما نؤكده في الورقة هو الحاجة إلى زيادة الدراسات التي تستهدف قاع البحر في المستقبل.”

وقالت إن التطورات في تقنيات الحوسبة الفائقة والتسلسل تعني أنه يمكن استخلاص المزيد من المعلومات من العينات الموجودة، بتكاليف أقل بكثير.

وعلى الرغم من فوائد الكتالوج، قال دوارتي إن هناك مشاكل تتعلق بملكية الجينات البحرية وتقاسم الفوائد، خاصة مع دول الجنوب العالمي التي تفتقر إلى نفس الوصول إلى التسلسل الجيني والحوسبة التحليلية الفائقة. وقال: “في الوقت الحالي، تمتلك 10 دول 90% من براءات اختراع الجينات البحرية، ولا يتم تقاسم الفوائد”.

ومع ذلك، يتم إجراء تغييرات على قواعد الملكية. “منذ أكتوبر من العام الماضي، دخلت معاهدة جديدة حيز التنفيذ تنص على أن أولئك الذين يكتشفون الجين البحري، يمتلكونه.” قال دوارتي. “لكن عليهم أن يتقاسموا الفوائد. المشكلة هي أنه ليس من الواضح كيف سيعمل تقاسم المنافع.

وقد رحب علماء البحار بإصدار الكتالوج. ووصفه فافوريتو بأنه “مورد رائع لتقييم التنوع البيولوجي وجهود الحفاظ عليه” من شأنه أن يمكّن الباحثين من مراقبة التغيرات في توزيع الأنواع، لا سيما فيما يتعلق بتأثير أزمة المناخ والأنشطة البشرية.