چگونه زندگی در تاریک ترین شرایط ادامه می یابد؟ فیکس سرور: در دنیای بی روح و یخ زده ای که سکوت و تاریکی آنرا فرا گرفته است، موجوداتی هنوز وجود دارند که به حیات خود ادامه می دهند و در دل تاریکی به جستجوی نور و زندگی می پردازند. این نه فقط مقاومت آنها در مقابل شرایط سخت را نشان می دهد، بلکه نحوه سازگاری موجودات با دنیای بی رحم زیر آب را به نمایش می گذارد. به گزارش فیکس سرور به نقل از ایسنا، در زیر یخ های دریا در طول شب سیاه قطب، سلول ها نیروی فتوسنتز را در پایین ترین سطح نوری که تابحال در طبیعت مشاهده شده، فراهم می کنند. بیشتر موتورهای محرک حیات با نور خورشید کار می کنند. فوتون ها بوسیله جو زمین وارد می شوند و توسط ارگانیسم های نیازمند به انرژی نور مانند گیاهان و جلبک ها جذب می شوند. بوسیله فتوسنتز، ذرات نور به یک واکنش سلولی که انرژی شیمیایی به صورت قند تولید می کند، نیرو می بخشند که سپس در چرخه ای با حضور گیاهخواران، شکارچیان، لاشخورها، تجزیه کننده ها و غیره در شبکه غذایی منتقل می شود. در یک روز روشن و آفتابی، تعداد زیادی فوتون برای گردش وجود دارد. اما در نور کم چه اتفاقی می افتد؟ زیست شناسان مدت هاست که کنجکاوند بدانند که حداقل میزان نور مورد نیاز برای اجرای فتوسنتز چقدر است و با چه سرعتی ماشین های فتوسنتزی یک سلول، دی اکسید کربن را به صورت اکسیژن و انرژی پردازش می کنند. محاسبات حداقل میزان مورد نیاز از نور بصورت نظری را حدود ۰.۰۱ میکرومول فوتون در هر متر مربع در ثانیه یا کمتر از یکصد هزارم نور یک روز آفتابی، پیشنهاد کرد. برای چندین دهه، باتوجه به مشکلات مطالعه فتوسنتز در نور کم، این محاسبه در حد نظری باقیمانده بود. هیچ کس نمی توانست آنرا بصورت میدانی تایید کند، بااینکه محلهای زیادی روی زمین وجود دارد که نور به سختی به آنها می رسد. به عنوان مثال، هر زمستان در مناطق مرتفع قطب شمال، خورشید که توسط شیب زمین پنهان شده است، برای ماه ها ناپدید می شود. چندین متر برف سطح یخی دریا را پوشانده و نور ورودی را می بندد و اقیانوس سرد زیر آنرا به تاریکی عمیقی فرو می برد. زیست شناسان تصور می کنند که ریزجلبک هایی که در آب و یخ زندگی می کنند و فتوسنتز می کنند، در آنجا در طول فصل کاهش می یابند و منتظر بازگشت گرما و نور هستند. کلارا هوپ (Clara Hoppe)، بیوژئوشیمی دان در مؤسسه آلفرد وگنر در آلمان، می گوید: مردم شب قطبی را شرایط بیابانی می دانستند که در آن حیات بسیار کمی وجود دارد و همه چیز در خواب زمستانی فرو می رود و منتظر فرارسیدن بهار بعدی است. اما واقعا، مردم هیچ گاه به آن نگاه نکرده بودند. در زمستان سال ۲۰۲۰، هوپ ماه ها را در یک کشتی که در یخ فرو رفته بود، در طول شب قطبی گذراند تا محدودیت های فتوسنتز را در تاریکی مطالعه کند. مطالعه جدید او و گروهش گزارش داد که ریزجلبک ها درحال رشد و تکثیر در سطوح نوری در حد حداقل پیش بینی شده به صورت نظری یا نزدیک به آن هستند که بسیار کمتر از آن چیزی است که قبلا در طبیعت مشاهده شده بود. این مطالعه نشان میدهد که در بعضی از سردترین و تاریک ترین محلهای روی زمین، حیات با پایین ترین میزان نور شکوفا می شود. داگلاس کمپل (Douglas Campbell)، متخصص فتوسنتز آبزیان در دانشگاه مونت آلیسون در کانادا که در این مطالعه شرکت نداشت، می گوید: دستکم تعدادی از فیتوپلانکتون ها، تحت برخی شرایط، ممکنست بتوانند کارهای بسیار مفیدی را در نور خیلی کم انجام دهند. قدرت نیمه تاریک دانشمندان بطور سنتی قطب شمال را محل سکون موجودات برای بیشتر زمان های سال می دانند. در زمستان، موجوداتی که می توانند از آب های سرد فرار کنند، این کار را می کنند. آنهائیکه می مانند با ذخایر باقیمانده به زندگی خود ادامه می دهند یا در خوابی زمستانی فرو می روند. بعد از بازگشت خورشید، این مکان جان باردیگر می گیرد. در طول شکوفایی بهاری، افزایش جلبک های فتوسنتزکننده و سایر میکروب ها موجب شروع اکوسیستم قطب شمال می شود و شادی سالانه به آن با حضور سخت پوستان، ماهی ها، فوک ها، پرندگان، خرس های قطبی، نهنگ ها و غیره باز می گردد. به نظر هوپ هر فیتوپلانکتونی که بتواند زودتر کار خودرا شروع کند، می تواند تابستان موفق تری داشته باشد. این موجب شد که او به این فکر کند که دقیقا چه زمانی موجودات می توانند به نور بازگشتی واکنش نشان دهند. علاقه وی در سال ۲۰۱۵ هنگامی که وی در یک پروژه تحقیقاتی به رهبری پژوهشگران دانشگاه ترومسو در نروژ همراه شد، به اوج رسید. یک گروه چند رشته ای، یک اکوسیستم پر رونق غیرمنتظره را در آب های زمستانی مجمع الجزایر سوالبارد پیدا کردند. برخی از موجودات، خصوصاً صدف ها، در حقیقت در زمستان فعال تر از تابستان بودند. در کمال تعجب، فیتوپلانکتون ها نیز خواب نبودند. هوپ سطوح بالاتری از رنگدانه کلروفیل که یک نماینده مفید برای فتوسنتز فعال است را در آب دریا اندازه گیری نمود. بجای فرو رفتن در رسوبات سطحی و گذراندن زمستان در «حالت خواب زمستانی»، خیلی از سلول هایی که هوپ یافت، زمستان فعالی را پشت سر می گذاشتند و عملیات سلولی خودرا بطور کامل انجام می دادند. هوپ می گوید: اگر این موارد فعال باشند، این سوال بدیهی است: چه زمانی باردیگر اکوسیستم آغاز به کار می کند؟ او سوالات زیادی در مورد سیاهی وسیع و سرد اقیانوس قطبی داشت. در اوایل سال ۲۰۲۰، هوپ مستقیما به آزمایش محدودیت های فتوسنتز پرداخت. او روی یک کشتی یخ شکن که عمدا به یک لانه یخ برخورد کرده بود، حضور یافت و با موتور خاموش در شب های تاریک قطب حرکت کرد. هوپ و همکارانش در تاریکی شب ۲۴ ساعته، در بین گستره ای از یخ های درخشان و بادهای سرد تا دمای منفی ۷۶ درجه فارنهایت کار می کردند. شکاف ها و برجستگی های یخ دائما مسیر را به سوی یک حفره دائمی در یخ به نام شهر اقیانوسی (Ocean City) تغییر می دادند و هوپ و تیمش صدها لیتر نمونه از آب دریا را از آن جمع آوری کردند و آنها را برای تحلیل و بررسی به کشتی بردند. این گروه دو مجموعه اندازه گیری موازی انجام دادند. ابتدا نمونه هایی از ریزجلبک ها را از آب دریا و یخ دریا به لابراتوار کشتی بردند. در آنجا، آنها سلول ها را انکوبه کردند و به آنها کربن قابل ردیابی توسط ایزوتوپ یا تعداد نوترون های هسته های اتم و مقادیر کمی نور ارائه کردند. با اندازه گیری نرخ جذب کربن سلول ها، آنها توانستند محدودیت های ظرفیت موجودات برای فتوسنتز را تخمین بزنند. پژوهشگران همین طور نمونه های منظمی از آب دریا گرفتند تا مقادیر فیتوپلانکتون و کلروفیل موجود در طی زمان را ردیابی کنند. هوپ گفت در طول ماه فوریه، هر دو مجموعه اعداد ثابت باقی ماندند. با این وجود، تا پایان ماه مارس، جذب کربن ریزجلبک ها به همراه تعداد سلول ها و غلظت کلروفیل بالا رفته بود که نماینده ای برای رشد و فتوسنتز است. هوپ و گروهش خیلی از توضیحات احتمالی را آزمایش و رد کردند و متوجه شدند که افزایش فتوسنتز همزمان با بازگشت نخستین نور خورشید بهاری است. کلارا هوپ منبع: fixserver.ir 1404/01/13 18:31:36 0.0 / 5 14 تگهای خبر: پژوهش , دانش , دانشگاه , متخصص این پست فیکس سرور را پسندیدید؟ (0) (0) X تازه ترین مطالب مرتبط از تبدیل امواج مغزی به کلمات با کمک هوش مصنوعی تا اولین تصاویر مأموریت فضایی فرم2 افول حکمرانی سختگیرانه در هوش مصنوعی خیزش گفتمان خوش بینانه اکسپلور ۱ آغازگر رقابت فضایی و کاشف کمربندهای ون آلن اپل باید در اروپا دستش را برای رقبایش رو کند نظرات بینندگان فیکس سرور در مورد این مطلب عقیده شما در مورد این مطلب فیکس سرور نام: ایمیل: نظر: سوال: = ۴ بعلاوه ۲