لخدمة البشر.. علماء صينيون يوجّهون الفيروسات لقنص البكتيريا

لخدمة البشر: فيروسات تقنص البكتيريا لإنقاذ الكوكب

في الوقت الذي يبحث فيه العلماء عن حلول مبتكرة لمواجهة التغير المناخي، جاءت دراسة جديدة من الأكاديمية الصينية للعلوم لتكشف عن بطل غير متوقع في معركة كوكبنا ضد الغازات الدفيئة، وهو فيروسات التربة.

فبحسب الدراسة المنشورة في دورية "نيتروجين سايكلنج"، تبيّن أن بعض فيروسات التربة قادرة على خفض انبعاثات غاز أكسيد النيتروز، وهو أحد أقوى الغازات المسؤولة عن الاحتباس الحراري بنسبة تصل إلى 20%.

تقول شوپينغ تشين، الباحثة في المختبر الرئيسي لعلم بيئة التربة، في معهد البيولوجيا الوراثية والتنموية، في الأكاديمية الصينية للعلوم، وأحد المؤلفين الرئيسيين للدراسة في تصريح حصلت الجزيرة نت على نسخة منه: "تظهر نتائجنا أن الفيروسات ليست مجرد كائنات خاملة في التربة، بل فاعلين نشطين يمكنهم التأثير على انبعاثات الغازات الدفيئة".

فيروسات صديقة

كشف العلماء منذ عقود قدرة فيروسات التربة على مهاجمة البكتيريا والفطريات، لكنهم طالما اعتبروها مجرد طفيليات لا دور بيئيا لها سوى إصابة وقتل تلك الكائنات الدقيقة لتتكاثر وتنتج المزيد من النسخ الفيروسية.

غير أن هذه الدراسة الصينية فتحت عيوننا على صورة مغايرة تماما، إذ تبين أن تلك الفيروسات يمكن أن تعمل كمنظم طبيعي لدورة النيتروجين في التربة، عبر استهداف الميكروبات التي تنتج أكسيد النيتروز أثناء عملية "نزع النيتروجين".

النيتروجين عنصر أساسي للحياة، يدخل في تركيب البروتينات والحمض النووي للنباتات والحيوانات. لكن أغلب النيتروجين في الطبيعة يوجد في الجو على شكل غاز، وهو شكل لا تستطيع الكائنات الحية استخدامه مباشرة. لذا تخضع ذرات النيتروجين في البيئة لما يُعرف باسم "دورة النيتروجين".

تشمل دورة النيتروجين مراحل مثل تثبيت النيتروجين في التربة، حيث يتحول من غاز إلى مركبات مفيدة للنبات، ثم التمعدن، وتحويل النيتروجين العضوي إلى أشكال أخرى في التربة، ثم نزع النيتروجين من التربة كي يعود إلى الغلاف الجوي. بهذه الدورة يُعاد تدوير النيتروجين باستمرار، مما يحافظ على توازن النظام البيئي.

يشرح فريق البحث في نص الدراسة أن عملية نزع النيتروجين التي تتحول فيها مركبات النيتروجين إلى غازات، هي أحد المصادر الرئيسية لانبعاث أكسيد النيتروز من التربة الزراعية، وتقوم بها البكتيريا والميكروبات.

لكن عندما تضاف فيروسات التربة إلى البيئة الميكروبية، يتضح تقليلها لأعداد بعض البكتيريا الأساسية المنتجة لهذا الغاز، وهو ما يؤدي إلى خفض الانبعاثات بشكل ملحوظ. يقول الباحثون في نص الدراسة: "أدت إضافة الفيروسات إلى خفض فقدان النيتروجين وانبعاثات أكسيد النيتروز بنسبة وصلت إلى 20%".

عدو عدوي صديقي

أُجريت التجارب في محطة "لوانتشنغ" الزراعية شمال الصين، وهي منطقة معروفة بزراعة الحبوب واستخدام الأسمدة بكثافة. أخذ الباحثون عينات من التربة، واستخرجوا منها فيروسات طبيعية ثم أعادوها بنسب مختلفة إلى تربة مماثلة، ليراقبوا التغيرات في انبعاثات الغازات خلال 48 ساعة من الحضانة في ظروف لاهوائية، أي خالية من الأكسجين.

أراد الباحثون بهذه التجربة عزل أثر الفيروسات نفسها على التربة وعلى انبعاثات الغازات، عن تداخل العوامل الأخرى مثل اختلاف نوع التربة أو تركيبتها الميكروبية.

النتائج كانت مدهشة، فمع زيادة تركيز الفيروسات، انخفضت كمية أكسيد النيتروز المنبعثة، بينما زاد احتفاظ التربة بالنيتروجين. ولم يجد الباحثون أي دليل على أن الفيروسات أحدثت تغيرات سلبية في الكربون العضوي أو تسببت في اضطراب بيئي، مما يشير إلى أن تأثيرها كان موجها بدقة نحو البكتيريا المسؤولة عن الانبعاثات.

هذا الاكتشاف يسلط الضوء على تحول جذري في فهم دور الفيروسات في حياتنا. فبدلا من النظر إليها ككائنات ضارة ناصبتنا العداء على مدار تاريخنا البشري، رآها الباحثون بشكل مختلف، حيث استطاعوا توظيفها كأداة بيئية "علاجية".

يقول الفريق البحثي في الدراسة: "قد يقدم العلاج بالفيروسات نهجًا واعدا للحد من انبعاثات أكسيد النيتروز من التربة".

هدنة بين البشر والفيروسات

إذا كان هذا التأثير مثبتا في الحقول الكبيرة، فإن نتائجه قد تكون مذهلة على نطاق وطني أو عالمي. فالدراسة تقدر أن تطبيق هذه الفكرة في الأراضي الزراعية الصينية وحدها قد يخفض انبعاثات أكسيد النيتروز بما يعادل 0.3 مليون طن من النيتروجين سنويًا.

هذه النتيجة، إن ثبتت في ظروف الحقول المتغيرة، قد تفتح الباب أمام جيل جديد من الأساليب الزراعية الصديقة للمناخ، معتمدة على إدارة التربة بالفيروسات بدلا من المواد الكيميائية. وتضيف تشين في تصريحها: "هذا يفتح الباب أمام التفكير في أساليب زراعية ذكية مناخيا تعتمد على الفيروسات".

رغم حماس النتائج، يشير العلماء إلى أن الطريق لا يزال طويلا قبل اعتماد "العلاج الفيروسي" في الزراعة. فما زالت هناك تساؤلات حول سلامة تطبيق الفيروسات في الحقول المفتوحة، وإمكانية استقرارها في التربة لفترات طويلة، ومدى تأثيرها في كائنات أخرى غير مستهدفة.

وتنص الورقة بوضوح أنه "لم يتم تقييم التأثيرات الجانبية المحتملة على مجموعات ميكروبية أخرى مثل البكتيريا المثبتة للنيتروجين، مما يستدعي مزيدًا من البحث"، كما يدعو الفريق إلى تطوير وسائل تجعل الفيروسات أكثر استقرارا في التربة، مثل تغليفها بالمعادن الطينية، أو تصميم "كوكتيلات فيروسية" تستهدف ميكروبات محددة بعينها.

في حين يتحدث العالم عن الذكاء الاصطناعي والابتكار لإنقاذ المناخ، تذكرنا هذه الدراسة أن الذكاء البيولوجي الطبيعي قد يكون أكثر فعالية. فربما يحمل الفيروس الذي كنا نخافه يومًا، الحل الذي نحتاجه لإنقاذ الأرض.