تشير أبحاث جديدة إلى أن ارتفاع درجات حرارة المحيطات قد يفيد Nitrosopumilus maritimus، وهو ميكروب أساسي لدورات المغذيات البحرية. يتكيف هذا الـarchaea باستخدام الحديد بكفاءة أكبر في ظروف أكثر دفئًا وقلة المغذيات، مما قد يحافظ على إنتاجية المحيط. تشير النتائج، المنشورة في Proceedings of the National Academy of Sciences، إلى أن هذه الميكروبات قد تلعب دورًا أكبر في كيمياء المحيط وسط التغير المناخي.
ارتفاع درجات حرارة المحيطات، المتأثر بموجات الحرارة البحرية والتغير المناخي الأوسع، يخترق المياه العميقة، مما قد يعطل الأنظمة الكيميائية والبيولوجية البحرية. ومع ذلك، تكشف دراسة بقيادة أستاذ علم الأحياء الدقيقة في جامعة إلينوي أوربانا-شامبين وي تشين، وأستاذ علم الأحياء العالمي للتغير في جامعة جنوب كاليفورنيا ديفيد هاتشينز، أن Nitrosopumilus maritimus، وهو archaea أساسي لأكسدة الأمونيا، يمكنه التكيف مع هذه التغييرات. هذه الميكروبات تشكل نحو 30% من بلانكتون الميكروبات البحرية وهي حيوية لدورة النيتروجين في المحيط. إنها تؤكسد الأمونيا، محولة النيتروجين إلى أشكال تنظم نمو البلانكتون في قاعدة السلسلة الغذائية البحرية، مما يدعم التنوع البيولوجي. قال تشين: «قد تمتد تأثيرات تسخين المحيطات إلى أعماق 1000 متر أو أكثر». «كنا نعتقد سابقًا أن المياه العميقة معزولة إلى حد كبير عن التسخين السطحي، لكن الآن يتضح أن تسخين أعماق البحار يمكن أن يغير كيفية استخدام هذه الـarchaea الوفيرة للحديد - وهو معدن تعتمد عليه بشدة - مما قد يؤثر على توافر المعادن الزائفة في المحيط العميق». في تجارب خاضعة للرقابة، عرض الفريق ثقافات نقية من الميكروب لدرجات حرارة ومستويات حديد متغيرة، متجنبًا التلوث. أظهرت النتائج أنه في ظروف محدودية الحديد ودرجات حرارة أعلى، تطلب Nitrosopumilus maritimus كمية أقل من الحديد ويستخدمه بكفاءة أكبر، مع تعديل استقلابها وفقًا لذلك. مع نمذجة كيمياء الحيوية البحرية العالمية للمحيطات من قبل أليساندرو تاغليابوي من جامعة ليفربول، تشير النتائج إلى أن مجتمعات الـarchaea في المحيط العميق قد تحافظ أو تعزز مساهمتها في دورة النيتروجين والإنتاج الأولي في المناطق المحدودة بالحديد مع تسخين المناخ. للتحقق من هذه النتائج، سيقود تشين وهاتشينز حملة استكشافية هذا الصيف على متن السفينة البحثية Sikuliaq. بدءًا من سياتل، ستتوجه الرحلة إلى خليج ألاسكا، والدوامة شبه الاستوائية، وهونولولو، هاواي، مع مشاركة 20 باحثًا لدراسة مجتمعات الـarchaea الطبيعية والتفاعلات بين درجة الحرارة وتوافر المعادن والنشاط الميكروبي. تلقت البحوث دعمًا من المؤسسة الوطنية للعلوم، ومؤسسة سيمونز، والمؤسسة الوطنية للعلوم الطبيعية الصينية، وجامعة إلينوي أوربانا-شامبين، وجامعة أوكلاهوما. وتظهر في Proceedings of the National Academy of Sciences (2026؛ 123 (10)؛ DOI: 10.1073/pnas.2531032123).