الطحالب الدياتومية هي طحالب وحيدة الخلية قادرة على التمثيل الضوئي، ولها هيكل سيليكوني. وهي تنتمي إلى عائلة العوالق النباتية.
Credit: John Dolan/CNRS Images
من المعروف أن العوالق النباتية التي تسكن المحيطات تلعب دورًا رئيسيًا في النظم البيئية البحرية وتنظيم المناخ. ومثل النباتات الأرضية، فإنها تخزن ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي، وتنتج نصف الأكسجين على كوكبنا عن طريق التمثيل الضوئي. ومع ذلك، فإن الآليات التي تتحكم في توزيعها لا تزال غير مفهومة بشكل جيد.
من خلال دراسة عملية إدراك الضوء للدياتومات ، وهي مجموعة من العوالق النباتية ، اكتشف علماء من المركز الوطني للبحث العلمي وجامعة السوربون أن هذه الطحالب الدقيقة تستخدم مستشعرات تباين الضوء التي يتم تدوينها في جينوماتها: الكرومات النباتية.
تمكن هذه المستقبلات الضوئية من اكتشاف التغيرات في طيف الضوء في عمود الماء، وبالتالي توفير معلومات حول موقعها الرأسي داخله. هذه الوظيفة مهمة بشكل خاص في البيئات المائية المضطربة المعرضة لاختلاط كبير بالمياه - مثل خطوط العرض المرتفعة والمناطق المعتدلة والقطبية - من أجل ضبط نشاطها البيولوجي، وخاصة التمثيل الضوئي.
من خلال تحليل البيانات الجينومية البيئية من حملات أخذ العينات البحرية التي أجرتها شركة Tara Oceans، لاحظ الفريق أن الدياتومات من المناطق الواقعة خارج مدار السرطان والجدي فقط تمتلك فيتوكرومات. تشير هذه المناطق، التي تتميز بموسمية مميزة بما في ذلك الاختلافات الرئيسية في طول اليوم، إلى أن فيتوكرومات تمكن الدياتومات المجهزة بها من قياس مرور الوقت عبر الفصول.
تسلط هذه الدراسة، التي ظهرت في مجلة Nature، الضوء الجديد على الآليات التي من خلالها يكتشف العوالق النباتية الضوء ويستجيب له للعثور على طريقه في بيئتها. كما يسلط الضوء على أهمية النهج المتكامل، سواء في المختبر أو في البيئة الطبيعية، لفهم الديناميكيات المعقدة للنظم البيئية البحرية وقدرة الكائنات الحية على التكيف مع التغير البيئي.
المصدر: