بكتيريا تتسبّب في سقوط الثلج والمطر

[net_man]

أثناء سيره في الحرم الجامعي لجامعة ولاية مونتانا هنا، قال ديفيد ساندس، أخصائي علم الأمراض النباتية، بأنّ طبقة الثلج التي تُغطي الجبال المحيطة بالمدينة تضمّ مفاجأةً لنا، مُضيفاً بأنّ مُسبب معظم الثلج هو كائنٌ حيٌ، بكتريا، تُسمى "سيودوموناس سيرينجي" (pseudomonas syringae).

فخلال السنوات القليلة الماضية، كان الدكتور ساندس وباحثون آخرون يجمعون الأدلة التي تُثبت بأنّ مجموعة البكتريا المعروفة جداً، والتي عُرِفت طويلاً بأنها تعيش على المحاصيل الزراعية، هي أكثر إنتشاراً بكثير وقد تكون جزءاً من نظامٍ إيكولوجيٍ يرتبط بالطقس لم يُدرَس إلا قليلاً. والمبدأ مقبولٌ تماماً، لكنّ مدى إنتشار الظاهرة هذه تظل مسألةً خاضعةً للنقاش. فالنموذج المقبول لعملية الهطول هو أنّ السُخام والغبار والأشياء الهامدة الأخرى تُشكّل نواة قطرات المطر ورقائق الثلج.

وقد وجد العلماء هذه البكتريا بكثرةٍ على أوراق طيفٍ واسعٍ من النباتات البرية والمنزلية، بضمنها أشجارٌ وأعشابٌ، أينما نظروا، بما في ذلك مونتانا والمغرب وفر نسا ويوكون وفي الجليد المدفون طويلاً في القارة القطبية الجنوبية. وقد وُجِدت هذه البكتريا في الغيوم وفي الجداول وفي قنوات الري. وفي إحدى الدراسات لعددٍ من القمم الجبلية هنا، فقد وُجِد بأنّ 70 % من بلورات الثلج التي دُرِست كانت قد تشكّلت حول نواةٍ بكتيرية.

بعض البكتريا تُشجّع على التجمّد كوسيلةٍ لمهاجمة النباتات. فهي تصنع بروتيناتٍ تُطلق عملية التجمّد في درجات حرارةٍ أعلى من المعتاد فيُتلِف جليد الماء الناتج النبات، ما يُوفر للبكتريا وصولاً الى العناصر المُغذّية التي تحتاجها.

هذه القدرة على تشجيع عملية تجمّد الماء عند درجات تجمّدٍ أعلى من المعتاد جعلت الدكتور ساندس وعلماء آخرون يعتقدون بأنّ البكتريا هذه هي جزءٌ من نظامٍ لم يُدرَس. فبعد أن تُصيب البكتريا النباتات وتتكاثر، يقول الدكتور ساندس، فقد تُجرَف كهباءٍ جويٍ الى السماء، حيث تُشجّع على ما يبدو عملية تشكّل البلورات الجليدية (والتي تذوب وهي تهبط الى الأرض، فتتسبب في سقوط المطر) عند درجات حرارةٍ أعلى ممّا تفعل جُزيئات الغبار أو المعادن التي تعمل أيضاً كنواةٍ لبلورات الجليد.

"المطر هو آليةٌ تساعد هذه الأشياء على الحركة"، تقول سيندي موريس، أخصائيةٌ في أمراض النبات في المعهد الوطني الفرنسي للأبحاث الزراعية، والتي تدرس البكتريا.

قُدرة البروتين الموجود في البكتريا على صُنع الثلج أمرٌ معروفٌ جداً. فمناطق التزلّج تستخدم مدفعاً لإطلاقها في الهواء مع الماء من أجل صُنع الثلج، كما أنها تُستخدم في عمليات زرع الغيوم للتسبُّب في نزول المطر. فكائنٌ بكتيريٌ واحدٌ، مِن الصغر جداً بمكان بحيث أنه لا يُرى بالعين المُجرّدة، قد يصنع من جزيئات البروتين ما يكفي لصُنع ألف بلورة ثلج.

ويعتقد الباحثون بأنّ هناك أنواعٌ أخرى من البكتريا والعفن تقوم بالعملية نفسها.

ويقول روي راسموسين، فيزيائي الغيوم في المركز الوطني للأبحاث الجوية، بأنّ الأبحاث التي يقوم بأغلبها أخصائيو أمراض النبات قد جدّدت دراسة البكتريا كمُسببٍ لسقوط المطر مِن قبَل فيزيائيي الجو. ومع ذلك، ثمّة أسئلةٌ كبيرةٌ ما تزال تبحث عن إجابة.

"إنها نظريةٌ سليمةٌ"، يقول الدكتور راسموسين. "السؤال هو، هل تنتشر هذه البكتريا بأعدادٍ كبيرةٍ في الجو والطقس بما يكفي من التركيز بحيث أنها تُحدث أثراً؟ أشعر في قرارة نفسي بأنّ الأمر هذا قد يكون مهماً لأماكن وأزمنةٍ مُعيّنةٍ، لكنه ليس عالمياً. إنه ليس بأمرٍ قد فاتنا دراسته".

وقد كان روس سيشنيل، عالم الطقس في المصلحة الوطنية للمحيطات والطقس، أول من تكلّم عن أهمية البكتريا في تشكيل بلورات الجليد في الغيوم، الى جانب زميلٍ له، غابور فالي، في ورقةٍ بحثيةٍ نُشِرت في مجلة "Nature" في عام 1970. "لكننا لم نكن نملك التقنيات اللازمة لفعل المزيد"، يقول الدكتور سيشنيل. "فالأدوات المتوفرة الآن أفضل بشكلٍ لا يُصدّق عن ما كان موجوداً في تلك الأيام. إنه أمرٌ سارٌ أن نرى ذلك".

Image 18498

وقد تزايد الإهتمام بالبكتريا بسبب ما نُشِر مؤخراً، وبسبب مؤتمرين دوليين حول الموضوع. حيث قدّرت السيدة موريس بأنّ هناك 30 عالماً تقريباً في أنحاء العالم يُجرون الأبحاث في دور البكتريا في الهطول.

إن كان الدكتور ساندس مُصيباً بخصوص أهمية البكتريا، فسيكون لذلك الأمر مُقتضياته على عملية الإضرار بالغطاء الخُضري من خلال الإفراط في رعي الحيوانات أو قطع الأشجار، وهو ما قد يُخفّض من تواجد البكتريا ويُسهِم في حدوث حالات الجفاف. من ناحيةٍ أخرى، لأن البكتريا هذه تزدهر وتتكاثر على بعض النباتات بينما تكون نادرةً على أخرى، فإنّ زراعة الغطاء الخُضري المناسب يُمكنه أن يُعزّز من هطول الأمطار. "الحنطة أو الشعير قد تختلف بألف مرةٍ" في أعداد البكتريا، يقول الدكتور ساندس، "حسب النوع".

وتستمر الأبحاث. ففي إنكلترا، يقوم العلماء بالطيران في الغيوم لأخذ عيّناتٍ من ماء الغيوم، وليُحللوا DNA المايكروبات الموجودة فيه. كما توصّل الباحثون في مركز "فيرجينيا تيك" الى وضع تسلسل الـDNA العائد لـ126 سلالةٍ من سلالات البكتريا لإيجاد قاعدة بياناتٍ تسمح للعلماء أن يتعقّبوا البكتريا وصولاً الى أصلها الجغرافي.

"إنه نظامٌ مُعقدٌ"، يقول برينت سي. كريسنير، الأستاذ المساعد في جامعة ولاية لويزيانا، الذي يدرس الإيكولوجيا المايكروبية في الطبقات الجليدية والذي وجد البكتريا الموجودة في القارة القطبية الجنوبية. "لا يُمكنك أن تأتي بها الى المختبر لتُرقِّمها وتدرسها".

ويمكن أن يكون للأبحاث هذه مُقتضياتٌ تتعلّق بالتغيّر المناخي. حيث يقول الدكتور ساندس بأنّ البكتريا هذه لا تنمو في درجات حرارةٍ تزيد عن 82 درجة. فإن بقيت درجات الحرارة مُرتفعةً لفترةٍ أطول مما هو معتاد، يُضيف الدكتور ساندس، فقد تموت. "ثمّة الكثير من العمل لنقوم به"، يقول الدكتور ساندس. "إنها صورةٌ كبيرةٌ مُعقدّة".

صحيفة نيويورك تايمز