الخميرة والطحالب والفطريات معًا من أجل بقاء الأشنات

كما رأينا في منشور سابق حول الأشنات، فهم بحاجة إلى ظروف بيئية معينة حتى يتمكنوا من البقاء على قيد الحياة بشكل جيد والتكاثر بشكل صحيح حتى استعمار الإقليم.

الحزاز هو نتيجة العلاقة التكافلية بين الطحالب والفطر. ومع ذلك ، فإن العلماء ، بعد سنوات عديدة من دراسة الأشنات ، اكتشفوا اكتشافًا جديدًا: في علاقة اثنين ، هناك خميرة ثالثة. كيف أنه بعد سنوات عديدة من الدراسة ، لم يدرك العلماء وجود خميرة في هذه العلاقة التكافلية؟

العلاقة التكافلية بين الطحالب والفطريات

من المؤكد أنك رأيت صخرة بها بقع على سطحها في حياتك. صبغة يمكن أن تختلف ألوانها بين الأسود أو البني أو البرتقالي أو الأخضر. لقد تمكنت أيضًا من رؤية هذه البقع على الأسطح والمنازل القديمة والأشجار وما إلى ذلك. هذه البقع التي رأيتها هي أشنات تتشكل من خلال ارتباط بين الطحالب والفطر.

توجد في الطبيعة أنواع مختلفة من العلاقات بين الكائنات الحية. نجد كائنات حية تتمتع بالكفاءة فيما بينها ، والآخرون الذين هم طفيليات وغيرهم ممن تربطهم علاقة يفيد كلاهما. أكثر من تكافل ، فإن الكلمة التقنية الأنسب لها هي التبادلية. التبادلية هي العلاقة بين الطحالب والفطريات التي تشكل الأشنة التي يكسب فيها الطرفان من العلاقة. ما الذي يمكن أن يخرجه كلاكما من هذه العلاقة؟

في حياة الأشنة ، تلعب الطحالب الدور الأساسي إجراء عملية التمثيل الضوئي لتكون قادرة على توفير المواد العضوية للفطر. نتوقف قليلاً لنوضح أن الفطريات ليست كائنات ذاتية التغذية ، أي أنها لا تصنع طعامها مثل النباتات. يحتاج الفطر إلى مادة عضوية للتغذية. تساهم الطحالب في هذه المادة العضوية أثناء عملية التمثيل الضوئي. لرد الجميل إلى الأعشاب البحرية ، يلتقط الفطر الماء والأملاح المعدنية من البيئة التي يعيش فيها ، مهما كان جافًا ، ويمنحه الحماية من الجفاف.

كما نرى ، فإن هذه العلاقة تنتقل من قوة إلى قوة. كلاهما يفوز وينجح في البقاء على قيد الحياة في بيئات معقدة للغاية.

ما مدى فائدة الأشنات؟

لقد رأينا العلاقة بين الطحالب والفطريات لتكون قادرة على تكوين الأشنات. ولكن في ماذا نستخدم الأشنات؟ تم استخدام الأشنات عبر التاريخ لأغراض مختلفة نجد أنفسنا فيها:

• يمكن استخدام أشنة المن ، التي تنمو في شمال إفريقيا وجزر الكناري ، كغذاء. في القطب الشمالي ، تتغذى الرنة والوعل على الأشنات.
• اعتادوا على صناعة الأدوية احصل على المضادات الحيوية وفيتامين ج والأصباغ، مثل عباد الشمس.
• في مستحضرات التجميل ، يتم استخدامها لاستخراج الجواهر والعطور.

أريد أيضًا أن أذكر أن الأشنات تستخدم اليوم على أنها مؤشرات التلوث. كما رأينا في المنشور السابق المذكور سابقًا ، تتطلب الأشنات ظروفًا جوية وأحيائية معينة من أجل البقاء على قيد الحياة. هم عرضة لدرجات الحرارة والأمطار والرطوبة ووجود الحيوانات المفترسة ، إلخ. حسنًا ، هذا الكائن الحي بمثابة مؤشر على التلوث. كونها عرضة للجزيئات المعلقة الناتجة عن تلوث الهواء أو الماء والتربة ، فإن الأشنات لا تنمو في هذه الأماكن. لذلك ، إذا رأينا أن مكانًا ما يلبي الشروط الصحيحة لبقاء الأشنة جيدًا ، ومع ذلك لم نراه ، فسيخبرنا أن المكان ملوث.

الخميرة كعنصر ثالث في العلاقة

لقد رأينا ما يتكون منه الحزاز وما يستخدمه للبشر. ومع ذلك ، ما رأيك إذا أخبرتك أن الطحالب والفطر ليسا الوحيدين الموجودين في العلاقة التي تتكون منها الأشنة؟ منذ العمر ، في المدارس والمعاهد والجامعات ، كلما تم دراسة الأشنات ، بدأوا بتعريف أنها علاقة تكافلية بين الطحالب والفطريات. لكن الدراسات الحديثة تؤكد أن هناك مكونًا ثالثًا للعلاقة: الخميرة.

على الكوكب هناك أكثر من 15.000 نوع من الأشنات وقد تمت دراستها جميعًا على أساس أنها نتيجة العلاقة بين الطحالب والفطريات. لكن اليوم ، ربما حان الوقت للبدء في تغيير هذه الفكرة. الخميرة هي جزء من هذا الاتحاد بين الطحالب والفطريات كأحد مكونات الحزاز. لم يتمكن العلماء من اكتشاف وجود هذا الكائن الحي من قبل حتى من خلال عدسات مكبرة تحليلية قوية وبعد قرون وأجيال من الدراسات.

كان مكتشفو هذا المكون الثالث للعلاقة زميل أبحاث ما بعد الدكتوراه توبي سبريبيل وزملاؤه من جامعات مونتانا في ميسولا وأوبسالا (السويد) وغراتس (النمسا) وبوردو (الولايات المتحدة الأمريكية) والمعهد الكندي للأبحاث المتقدمة في تورنتو. من أجل القيام بهذا الاكتشاف ، تم استخدامها بشكل شامل ، بصرف النظر عن الملاحظات المجهرية القوية ، مع الملاحظات الجينومية.

دراسة الأشنات السامة للثدييات

كان هذا الاكتشاف على غلاف المجلة علوم ويفترض كل شيء ثورة لما كان معروفًا عن الأشنات وسلوكها وبقائها وعلاقاتها وفينولوجيتها ، إلخ. يثير هذا مخاوف العلماء بشأن إعادة تقييم جميع المعارف والافتراضات الموجودة (حتى أبسطها) حول الطريقة التي تتشكل بها الأشنات ، وحول كيفية بقائها ، وما هو الدور الذي يلعبه كل عنصر من عناصر العلاقة ، وحول من يلعب وما هو الدور. في التعايش ، وقضايا أخرى.

من الواضح ، مثل جميع الاكتشافات العلمية تقريبًا ، لم يكن هذا هو موضوع الدراسة بالضبط. كان دافع العلماء هو اكتشاف سبب ارتباط نوعين من الأشنات ارتباطًا وثيقًا وأن العيش في نفس النظام البيئي لهما مثل هذا الاختلاف الجذري: أحدهما سام للثدييات والآخر ليس كذلك. أدى تحليل الحمض النووي إلى تعميق اللغز فقط ، لأن النوعين لهما جينومات متطابقة. أو هكذا بدا الأمر.

تم اكتشاف الخميرة بفضل الحمض النووي الحزاز

من أجل تفسير هذا الاكتشاف ، يجب ذكر بعض عناصر البيولوجيا الجزيئية. نبدأ لأن الجينات مصنوعة من الحمض النووي ، ولكن من أجل تنشيط هذه الجينات ، يجب فتح الحلزون المزدوج للقواعد النيتروجينية وإزالة نسخة من أحد خيوطه. هذه النسخة التي نخرجها من اللولب المزدوج ليست DNA لأنها تحتوي على خيط واحد فقط ، ولهذا نسميها RNA. لذلك ، إذا فحص المرء هذا الشريط من RNA ، أنت تنظر بشكل غير مباشر إلى الجينات الأكثر نشاطًا في تلك الخلية.

هذا ما كان يفعله هؤلاء العلماء. قاموا بتحليل الحمض النووي الريبي لهذين النوعين من الأشنات ، من أجل استنتاج سبب كون أحدهما سامًا للثدييات والآخر ليس سامًا. بالتأكيد في تسلسل الحمض النووي الريبي يمكنهم اكتشاف سبب هذا الموقف. بعد تحليل كلا الرنا ، تم اكتشاف اختلاف ملحوظ: والحقيقة هي أن الحمض النووي الريبي (RNA) لا يتوافق فقط مع الفطريات المعروفة في التعايش ، ولكن أيضًا مع نوع آخر من الفطريات ، وهو الخميرة. لقد مرت هذه الخميرة دون أن يلاحظها أحد تمامًا لمدة قرن ونصف من الدراسات. بالإضافة إلى ذلك ، احتوت أنواع الأشنة التي كانت سامة للثدييات على قدر أكبر بكثير من هذه الخميرة من الأنواع غير السامة.

في التحليلات السابقة لأنواع أخرى من الأشنات ، تم التغاضي عن هذه الخميرة لأنها خلايا أقلية جدًا في علاقة التكافل هذه. نجد فقط نسخة واحدة أو نسختين من الحمض النووي لكل خلية. ومع ذلك ، فقد تم بالفعل اكتشاف أن بعض جيناتهم نشطة للغاية ويمكن أن تنتج مئات أو آلاف نسخ من الحمض النووي الريبي لكل واحد من الحمض النووي. كان هذا هو مفتاح النجاح. وبالفعل ، فإن الخميرة هي التي تفسر سبب كون أحد الأشنة سامًا والآخر ليس كذلك ، على الرغم من حقيقة أنهما متطابقان في كل شيء آخر.

دراسة الأشنات حول العالم

يمكن إجراء هذا الاكتشاف في الأشنات في مونتانا لاكتشاف سبب كون أحدهما سامًا للثدييات والآخر ليس كذلك ، على الرغم من وجود نفس الجينوم. ومع ذلك، بحث الباحثون عن وجود هذه الخميرة في الأشنات حول العالم. من اليابان إلى القارة القطبية الجنوبية عبر أمريكا اللاتينية أو إثيوبيا. كما توقعوا ، تم العثور على المكون الثالث لهذه العلاقة التكافلية في جميع الأشنات في العالم. إنه مكون منتشر من أشهر أشكال التعايش في علم الأحياء.

من الآن فصاعدًا ، عندما نحدد الأشنة ، علينا أن نقول إنها علاقة تكافلية بين طحلب وفطر وخميرة (على الرغم من أن الخميرة نفسها هي نوع من الفطريات) ، نظرًا لأن هذه الخميرة كانت موجودة في جميع الأشنات عبر التاريخ ، إلا أنها كانت مخفية عن جميع نظارات العلماء المكبرة لأكثر من 100 عام. لقد اكتشفه العلماء بالتأكيد في مناسبات أخرى ، لكنهم لم يدركوا ذلك من قبل.