بركة مالحة منقرضة في البحر الأحمر تكشف أسرار الحياة البدائية

لطالما وصفت البيئة البحرية البرك المالحة العميقة ذات اللون الفيروزي بأنها "مناطق ميتة" تستنزف الأكسجين. ومع ذلك، تشير أدلة حديثة إلى وجود حياة داخل هذه البحيرات شديدة الملوحة تحت سطح البحر، مما يفتح نافذة على فهم كيفية نجاة بعض أقدم أشكال الحياة البدائية على الأرض خلال العصور التي سبقت وفرة غاز الأكسجين.

اكتشاف بركة مالحة منقرضة

أظهرت دراسة جديدة، أجريت بالتعاون مع علماء على متن سفينة الأبحاث "OceanXplorer"، أن كائنات متطرفة قد اتخذت من بركة مالحة في البحر الأحمر موطناً لها بين 2000 و16000 عام مضت. وقد انقرضت هذه البركة الآن، لكن بقاياها تحمل إجابات محتملة حول آليات إنتاج الطاقة في عصر ما قبل حدث الأكسدة العظيم.

وفقاً للفريق البحثي المنشور في مجلة "AGU Advances"، ربما كانت هذه الكائنات الدقيقة تمثل آلية مبكرة لإنتاج الطاقة، ممهدة الطريق للفيضان الهائل من الأكسجين الذي اندفع إلى الغلاف الجوي للأرض من محيطاتها بين 2.4 و2.1 مليار سنة مضت.

آليات أكسدة المعادن

تشمل هذه الكائنات المتطرفة أشكالاً جديدة من البكتيريا المخاطية ضمن شعبة Myxococcota، وجنس Nitrospira. وتبدو هذه الكائنات قادرة على أكسدة المنغنيز والحديد الحر وتحويلهما إلى معادن، مما يوفر لمحة نادرة عن وظائف الحياة المبكرة ودليلاً مهماً لتحديد مواقع البرك المالحة المنقرضة الأخرى.

قاد الدراسة مورغان تشاكرابورتي، طالبة الدكتوراه في علوم الجيوفيزياء البحرية بجامعة ميامي (Rosenstiel School)، بإشراف البروفيسور سام بيركيس وزملائهم الأكاديميين ومنظمة OceanX غير الربحية. نفذت المنظمة ثلاث بعثات استكشافية بين عامي 2020 و2023 باستخدام مركبة ROV Mariner XL Argus للتحقيق في خمس برك مالحة.

موقعان رئيسيان للدراسة

برز موقعان كأكثر المواقع فائدة لهذه الدراسة: الأول هو بركة نشطة تُدعى "NEOM" تقع في خليج العقبة على الحافة الشمالية للبحر الأحمر بين إسرائيل والسعودية والأردن ومصر، على عمق حوالي 5807 أقدام (1770 متراً) تحت مستوى سطح البحر. والثاني هو بركة "Hume" الموجودة على عمق 4495 قدماً (1370 متراً) في صدع شمال البحر الأحمر.

وصف الباحثون موقع Hume بأنه يحمل جميع سمات البركة النشطة، بما في ذلك طبقات رسوبية غنية بهياكل الكائنات متعددة الخلايا المجهرية، وشاطئ ملون بشكل جذري يشبه المناطق الميكروبية المحيطة ببركة NEOM. ومع ذلك، اعتبروا الموقع بركة منقرضة لأن العنصر الوحيد المفقود هو المحلول الملحي نفسه.

تحليلات جيوكيميائية وجينية

جمع الفريق عينات من الرواسب المختلطة بالمواد العضوية من كلا الموقعين. في حالة Hume، تضمنت العينات هياكل شوكيات الجلد وأحفورات مجهرية أخرى، بينما استخدمت تقنيات الميتاجينوميكس لدراسة الحمض النووي للكائنات المتطرفة الحية في NEOM. وكشفت تحليلات الميتاترانسكريبتوميكس عن كيفية التعبير الجيني لهذه الكائنات.

أظهرت النتائج أن العديد من هذه الميكروبات، مثل تلك التابعة لمجموعة Candidatus Brocadiae، تحصد وتؤكسد المعادن، ربما لتوليد الطاقة دون وصول قوي للأكسجين. كما وجدت التحليلات الجيوكيميائية أن رواسب البركات المالحة غنية بالعناصر المعدنية بما في ذلك المنغنيز والحديد والموليبدنوم والنحاس، بتركيزات تتجاوز أحياناً 100 ضعف نظيرتها خارج البركات.

يرى الباحثون أن هذه الميكروبات قد تكون مجمعات طبيعية للمعادن الثمينة، مشيرين إلى أن فهم كيفية تراكم هذه المعادن الأساسية لتقنيات الطاقة النظيفة يمكن أن يوجه عمليات استكشاف الموارد المستقبلية.