وجدت دراسة أجراها باحثون من جامعة فلوريدا أتلانتيك ومؤسسات دولية مختلفة أن بكتيريا Vibrio ، التي يمكن أن تسبب أمراضًا تهدد حياة الإنسان ، يمكن أن تلتصق بسرعة ويمكن أن تتكيف مع الحطام البلاستيكي البحري والسرجسوم ، وهو نوع من الطحالب سريعة الانتشار الموجودة في Sargassum. البحر وما وراءه. هذه الدراسة ، هي الأولى من نوعها لتجميع Vibrio spp. يسلط جينوم الحطام البلاستيكي الضوء على المخاطر الصحية المحتملة المرتبطة بزيادة التفاعل البشري مع Sargassum والحطام البلاستيكي البحري ، ويحث الباحثون على توخي الحذر فيما يتعلق بحصاد ومعالجة الكتلة الحيوية Sargassum حتى يتم النظر في المخاطر بعناية.
تشير دراسة جينية في منطقة البحر الكاريبي وبحر سارجاسو إلى أول تجمع للبكتيريا الاهتزازية من النفايات البلاستيكية.
كشفت الأبحاث الحديثة كيفية التفاعل بينهما سرجسوم منذ عام 2011 ، كانت هناك زيادة ملحوظة في وجود سرجسوم، نوع من الطحالب البنيّة التي تعيش بحرية ، في بحر سارجاسو ومناطق المحيط المفتوحة الأخرى مثل حزام سارجاسوم الأطلسي العظيم ، مع أحداث تراكم الطحالب المنتظمة وغير العادية على الشواطئ. بالإضافة إلى ذلك ، أصبحت القمامة البلاستيكية البحرية ، التي اكتشفت في البداية في المياه السطحية لبحر سارجاسو ، مصدر قلق عالمي بسبب طول عمرها ، واستمرت لعقود أطول من الركائز الطبيعية للنظام البيئي البحري.
حاليًا ، لا يُعرف الكثير عن العلاقة البيئية بين الضماتات سرجسوم. علاوة على ذلك ، هناك نقص في الأدلة الجينومية والميتاجينومية لمعرفة ما إذا كانت الضمات تستعمر الحطام البلاستيكي البحري أم لا سرجسوم يمكن أن تصيب البشر. مع اقتراب الصيف من السرعة القصوى والجهود جارية لإيجاد حلول مبتكرة لإعادة الاستخدام سرجسوم ، هل يمكن أن تشكل هذه الركائز تهديدًا ثلاثيًا للصحة العامة؟
(اختبار أجار الدم على اليسار ؛ النمط الظاهري β-hemolysis على اليمين): أظهرت أكثر من 40٪ من عزلات Vibrio المشتقة من البلاستيك نشاطًا انحلاليًا ، بما يتوافق مع القدرة المسببة للأمراض. الائتمان: تريسي مينسر ، جامعة فلوريدا أتلانتيك
قام باحثو ومتعاونو جامعة فلوريدا أتلانتيك بالتسلسل الكامل لجينوم 16 اهتزاز أصناف معزولة من يرقات ثعبان البحر ، والحطام البحري البلاستيكي ، سرجسوم، وعينات من مياه البحر مأخوذة من البحر الكاريبي وبحر سارغاسو في شمال المحيط الأطلسي. ما اكتشفوه هو اهتزاز تمتلك مسببات الأمراض قدرة فريدة على “الالتصاق” باللدائن الدقيقة وأن هذه الميكروبات قد تتكيف مع البلاستيك.
“البلاستيك عنصر جديد تم إدخاله في البيئات البحرية ولم يكن موجودًا إلا منذ حوالي 50 عامًا” ، هذا ما قالته تريسي مينسر ، دكتوراه ، مؤلفة رئيسية مقابلة وأستاذ مساعد في علم الأحياء في معهد هاربور برانش لعلوم المحيطات التابع لاتحاد FAU وكلية هارييت ل. ويلكس الفخرية. لقد أظهر عملنا المخبري أن هؤلاء اهتزاز إنهم عدوانيون للغاية ويمكنهم البحث عن البلاستيك والتشبث به في دقائق. اكتشفنا أيضًا أن هناك عوامل ارتباط تستخدمها الميكروبات للالتصاق بالبلاستيك ، وهذا هو نفس نوع الآلية التي تستخدمها مسببات الأمراض.
نشرت الدراسة في المجلة بحوث المياه، يوضح أن ضمات أعماق البحار تمثل مجموعة غير موصوفة حتى الآن من الميكروبات ، بعضها يمثل أنواعًا جديدة محتملة ، تمتلك مزيجًا من الجينات المسببة للأمراض ومنخفضة المغذيات ، مما يعكس موطنها السطحي وركائزها والمضيفات التي تستعمرها. باستخدام الجينوم المُجمع الميتاجينوم (MAG) ، تمثل هذه الدراسة الأولى اهتزاز النيابة. تم تجميع الجينوم من الحطام البلاستيكي.
تظهر بعض البيانات المستندة إلى الثقافة فشل سرجسوم يبدو أنها تأوي كميات كبيرة من اهتزاز بكتيريا. الصورة: بريان لابوانت ، فرع ميناء يو ايه اف
كشفت الدراسة عن وجود جينات ممرضة للفقاريات ترتبط ارتباطًا وثيقًا بسلالات الكوليرا والبكتيريا غير الكوليرا. أكد اختبار النمط الظاهري للأصناف تكوين بيوفيلم سريع ، وأنشطة انحلال وانحلالي للدهون ، بما يتفق مع القدرة المسببة للأمراض.
اكتشف الباحثون أيضًا أن جينات المنطقة السامة أو جينات “zot” ، التي تم وصفها لأول مرة في ضمة الكوليرا، وهو سم يفرز ويزيد من نفاذية الأمعاء ، وكان من بين الجينات الأكثر احتفاظًا وانتقاءًا في الضمات التي عثروا عليها. يبدو أن هذه الضمات تدخل عبر القناة الهضمية ، وتعلق في الأمعاء وتصيب بهذه الطريقة.
وقال مينسر: “الشيء المثير للاهتمام الآخر الذي اكتشفناه هو مجموعة من الجينات تسمى جينات” zot “، والتي تسبب متلازمة الأمعاء المتسربة”. “على سبيل المثال ، إذا أكلت سمكة قطعة من البلاستيك وأصيبت بذلك اهتزازمما يؤدي بعد ذلك إلى تسرب الأمعاء والإسهال ، مما يؤدي إلى إطلاق العناصر الغذائية المفقودة مثل النيتروجين والفوسفات التي يمكن أن تحفز سرجسوم النمو والكائنات الحية الأخرى المحيطة.
تظهر النتائج بعض اهتزاز النيابة. في هذه البيئة نمط حياة “ناري” يستهدف كلاً من المضيفين النباتيين والحيوانيين مع القدرة على الاستمرار في ظل ظروف قليلة التغذية. مع زيادة في الإنسان-الحطام البحري Sargassum البلاستيك التفاعلات ، يمكن للنباتات الميكروبية المرتبطة بهذه الركائز أن تأوي مسببات الأمراض الانتهازية القوية. الأهم من ذلك ، أن بعض البيانات المستندة إلى الثقافة تظهر فشل سرجسوم يبدو أنها تأوي كميات كبيرة من اهتزاز بكتيريا.
وقال مينسر: “لا أعتقد في هذه المرحلة أن أي شخص قد فكر بالفعل في هذه الميكروبات وقدرتها على التسبب في العدوى”. نريد حقًا زيادة الوعي العام بهذه المخاطر المرتبطة. على وجه الخصوص ، يجب توخي الحذر فيما يتعلق بحصادها ومعالجتها. سرجسوم الكتلة الحيوية حتى يتم استكشاف المزيد من المخاطر.
المرجع: “بكتيريا Vibrio من بحر Sargasso: ممرضات محتملة غير مكتشفة في بيئة مضطربة” بقلم Tracy J. Mincer و Ryan P. Bos و Erik R. Zettler و Shiye Zhao و Alejandro A. Asbun و William D. Orsi و Vincent S. غوزيتا وليندا أ.أمارال-زيتلر ، 3 مايو 2023 ، بحوث المياه.
DOI: 10.1016 / j.waters.2023.120033
يمثل المؤلفون المشاركون في الدراسة المعهد الهولندي الملكي لأبحاث البحار والوكالة اليابانية لعلوم وتكنولوجيا البحار والأرض وجامعة لودفيج ماكسيميليان في ميونيخ بألمانيا وجامعة إيموري وجامعة أمستردام ومختبر الأحياء البحرية.
تم دعم هذا البحث من قبل المؤسسة الوطنية للعلوم (NSF) (منحة OCE-1155671 الممنوحة إلى Mincer) ، FAU World Class College and Scholar Program (الممنوح إلى Mincer) ، NSF (منحة OCE-1155571 الممنوحة إلى Linda A. Amaral-Zettler ، دكتوراه ، المؤلف المقابل ، NIOZ) ، منحة NSF (OCE-1155379 الممنوحة إلى Erik R. Zettler ، Ph.D. ، مؤلف مشارك ، NIOZ) ، منحة NSF TUES (DUE-1043468 الممنوحة إلى Linda Zettler و Erik Zettler ).
