نگاهی به میکروبیولوژی دریایی و آینده آن

میکروارگانیسم‌ها بر هر قسمتی از زندگی روی کره‌زمین تأثیرگذار هستند؛ در نتیجه میکروبیولوژیست‌ها در محیط‌های متنوعی کار می‌کنند، اگرچه اکثر کارهای آن‌ها مبتنی‌بر آزمایشگاه است. یکی از مهم‌ترین محیط‌های مطالعه برای میکروبیولوژیست‌ها، آب‌ها هستند.

 

میکروبیولوژی دریایی

میکروبیولوژی دریایی چیست و چه اهدافی دارد؟

محور مطالعه و تحقیقات

میکروارگانیسم‌های دریایی، با چشم غیرمسلح قابل‌رویت نیستند. از جمله‌ی این موجودات می‌توان به ویروس‌ها، باکتری‌ها، قارچ‌ها، تک‌یاخته‌ها و جلبک‌های میکروسکوپی اشاره کرد. این مطالعات اغلب بر روی بیولوژی میکروارگانیسم‌ها در هر دو سطح مولکولی و سلولی، اکولوژی و همچنین تأثیرات میکروارگانیسم‌ها بر ما و چگونگی بهره‌برداری از آن‌ها متمرکز است.

فعالیت‌های کاری معمول برای یک میکروبیولوژیست دریایی به طور کلی عبارتند از: مشاهده، پایش و شناسایی میکروارگانیسم‌ها، ردیابی آن‌ها در طیف وسیعی از محیط‌ها و نظارت و ارزیابی نمونه‌ها با استفاده از انواع روش‌های شناسایی جهت آزمایش نمونه‌ها، توسعه تکنیک‌ها، محصولات و فرآیندهای جدید، توسعه و برنامه‌ریزی روش‌های پیشگیری از شیوع بیماری‌ها.

شرکت‌های کنترل محیط‌زیست، ممکن است از میکروبیولوژیست‌های دریایی برای نظارت بر میکروب‌های آبی در نزدیکی مکان‌های نشت نفت و یا خلیج‌های آلوده استفاده کنند تا وضعیت سلامت آب را تحلیل و بررسی کنند. همچنین دولت ممکن است از آن‌ها بخواهد که جلبک‌های ساحلی را مطالعه کنند تا ببینند آیا آن‌ها دلیل مرگ دسته‌جمعی ماهی بوده‌اند یا خیر.

به‌علاوه آن‌ها می‌توانند مانند یک کارآگاه، وضعیت کل یک اکوسیستم را تنها از طریق سرنخ‌هایی که میکروب‌های آن ارائه می‌دهند، استنباط کنند؛ حتی اگر برای انجام آن به چیزی قوی‌تر از ذره‌بین نیاز داشته‌باشند. آن‌ها مجاز به استفاده از انواع فناوری‌های سرگرم‌کننده می‌باشند، از سفر با قایق گرفته برای جست‌وجو در مکان‌های دورافتاده اقیانوسی تا استفاده از تجهیزات پیشرفته روز دنیا. میکروبیولوژی دریا اصلا چیزی شبیه کلاس‌های زیست‌شناسی دبیرستان نیست.

میکروبیولوژیست‌های دریایی از چه ابزاری استفاده می‌کنند؟

امروزه «فلوسیتومتری» به ابزاری ارزشمند در میکروبیولوژی آبزیان تبدیل شده‌است که برای تعیین تعداد، توزیع اندازه سلول و ویژگی‌های بیوشیمیایی و فیزیولوژیکی آنان مورد استفاده قرار می‌گیرد. فلوسایتومتری سه ویژگی فنی منحصربه‌فرد برای مطالعه میکروبیولوژی سیستم‌های آبی دارد:
۱) سرعت فوق‌العاده برای به دست‌آوردن و پردازش داده‌ها.
۲) ظرفیت مرتب‌سازی برخی از سیتومترها که امکان تجزیه و تحلیل فیزیکی، شیمیایی، بیولوژیکی و مولکولی بیشتر را فراهم می‌کند.
۳) جمع‌آوری داده‌های چند پارامتری با سرعت بالا و تجزیه و تحلیل داده‌های چند متغیره.

توسعه اخیر سیتومتری اسکن لیزری همچنین روش جدیدی را برای تجزیه و تحلیل بیشتر سلول‌های مرتب‌شده یا سلول‌های بازیابی‌شده بر روی غشاها یا اسلایدهای فیلتر فراهم می‌کند. محدودیت‌های زیرساختی اصلی فلوسیتومتری عبارتند از: هزینه، نیاز به اپراتورهای ماهر و آموزش‌دیده، و سیستم‌های تبرید کافی برای لیزرهای پرقدرت و مرتب‌کننده‌های سلولی.

 

چشم‌انداز آینده میکروبیولوژی دریایی

انقلاب ژنومی در سال ۱۹۵۳ با مدل عملکردی “DNA” واتسون-کریک آغاز شد. نه “DNA” و نه انقلاب‌های میکروبیولوژیکی که اکنون به وضوح می‌بینیم به هیچ وجه پیش‌بینی‌شده نبودند. از آن زمان، پیشرفت مداوم تکنیک‌های تحلیلی مبتنی‌بر “DNA” در زمینه‌های فیلوژنی، تکامل، و جغرافیای زیستی نفوذ کرده‌است و آن‌ها را در آستانه یک انفجار عظیم اطلاعاتی قرار داده‌است.
بدیهی است که قرن بیست‌ویکم نه تنها زمانی برای ادامه اکتشافات در میکروبیولوژی میدانی و آزمایشگاهی است؛ بلکه زمانی برای تبدیل زیست‌شناسی نظری به یک رشته بالغ نیز خواهدبود.

درحال‌حاضر ریاضی‌دانان و دانشمندان کامپیوتر وارد رشته زیست‌شناسی شده که باعث تولد رشته بیوانفورماتیک شده‌است. بینش به‌دست‌آمده از تجزیه و تحلیل بیوانفورماتیک ژنوم به درک بهتر تکامل بیولوژیکی کمک می‌کند و احتمالاً منجربه یک نظریه ریاضی تکامل می‌شود؛ علاوه‌بر این‌ها کار با میکروب‌ها به روشن شدن مسیرهای بیوشیمیایی، شناسایی مکانیسم‌های بیوانرژتیک، کشف آنزیم‌های محدودکننده و درک مجموعه‌ای از فرآیندهای اساسی برای حیات منجر شد؛ همچنین میکروارگانیسم‌ها گازهای گلخانه‌ای تولید و مصرف می‌کنند و باعث اصلاح ترکیب شیمیایی آب دریا می‌شوند.

 

نویسندگان: امیرارسلان جورابلو – نرگس امینی

منابع تصاویر: lumenlearning / oregonstate.edu

 

همچنین بخوانید: همه‌چیز درمورد باکتری‌ها

0 پاسخ

دیدگاه خود را ثبت کنید

تمایل دارید در گفتگوها شرکت کنید؟
در گفتگو ها شرکت کنید.

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد.