شکل غیر منتظرۀ حیات روی جزیره‌ای که ۷ سال قبل به وجود آمد

ظهور یک جزیره‌ی جدید فرصتی برای آموختن نحوه‌ی آغاز اکوسیستم‌ها است که پیش از ورود گیاهان و حیوانات، میکروب‌ها پیشگامان ورود به آن هستند. جزیره‌ی آتشفشانی هونگا تونگا-هونگا هائاپائی پس از شکل‌گیری توسط یک فوران آتشفشانی در سال ۲۰۱۵، مدت‌زمان زیادی باقی نماند و با فوران دیگری در اوایل سال ۲۰۲۲ نابود شد. با این حال این جزیره در زمان حیات هفت ساله‌ی خود حقایق جالبی را فاش کرد.

به گزارش فرادید، محققان در مطالعات جدیدشان، شواهدی از اجتماع غیرمنتظره‌ای از میکروب‌ها در جزیره را گزارش کردند که سولفور و گاز‌های اتمسفری را متابولیزه می‌کنند؛ شبیه موجودات زنده‌ای که سکونتگاه‌های بسیار متفاوتی مانند چشمه‌های آب داغ یا دریچه‌های گرمابی عمق دریا را اشغال می‌کنند. نیک دراگون، بوم‌شناس میکروبی از دانشگاه کلورادو می‌گوید: «ما چیزی را که انتظار داشتیم ندیدیم. فکر می‌کردیم ارگانیسم‌هایی را می‌بینیم که زمان عقب‌نشینی یک یخچال طبیعی می‌بینیم یا سیانوباکتری‌ها (گونه‌ی رایج‌تر مستعمره‌نشین‌های اولیه)، اما چیزی که یافتیم گروه منحصربفردی از باکتری‌ها بودند که سولفور و گاز‌های اتمسفری را متابولیزه می‌کردند.»

(جزیرۀ جدید در بین دو جزیره‌ای که قبلا وجود داشتند پدیدار شد)

دراگون و همکارانش ۳۲ نمونه خاک از جزیره را جمع‌آوری کردند، نمونه‌ها از سطوح مختلف برداشته شد؛ از سطح دریا تا قله‌ی دهانه‌ی آتشفشان که حدود ۱۲۰ متر ارتفاع داشت. سپس دی‌ان‌ای این نمونه‌ها برداشته و توالی‌یابی شد. پس از شکل‌گیری جزیره، گیاهان نسبتاً زود در آن رشد یافتند و شاید دلیل آن دانه‌های پرت‌شده از دهان پرندگان باشد، اما محققان تلاش‌هایشان برای گردآوری نمونه‌ها را روی سطوح بدون پوشش گیاهی متمرکز کردند. آن‌ها در تمام نمونه‌هایشان از نوک قله‌ی آتشفشان، باکتری و آرکئا یافتند، اگرچه تنوع این میکروب‌ها نسبت به میکروب‌های نواحی دارای پوشش گیاهی کمتر و بسیار متفاوت بود.

منطقی به نظر می‌رسد که نخستین میکروب‌های یک جزیره‌ی نوظهور از آب اقیانوس یا از طریق پرندگان به جزیره منتقل شده باشد، اما به نظر نمی‌رسد این‌ها منشا این میکروب‌ها و آرکئا‌های عجیب باشند. به گمان محققان، احتمالاً این میکروب‌ها از اعماق زیر زمین آمده‌اند. دراگون در این باره می‌گوید: «یکی از دلایلی که ما فکر می‌کنیم چرا این میکروب‌های منحصربفرد را می‌بینیم بخاطر خصوصیات مرتبط با فوران‌های آتشفشانی است: ما مقادیر زیادی سولفور و گاز سولفید هیدروژن یافتیم که احتمالاً منبع غذایی این گونه‌های منحصربفرد است. این میکروب‌ها بسیار شبیه میکروب‌های یافت‌شده در دریچه‌های گرمابی، چشمه‌های آبگرمی مانند یِلواِستون و سیستم‌های آتشفشانی دیگر بودند. بهترین حدس ما این است که این میکروب‌ها از منابعی نظیر این سرچشمه می‌گیرند.»

بهره‌مندی از فرصت بررسی و مطالعه‌ی این نوع سیستم، نادر است. فوران‌های بزرگ یک چیزند و تماشای شکل‌گیری یک اکوسیستم جدید در یک جزیره‌ی آتشفشانیِ تازه شکل‌گرفته، چیز دیگریست. به گفته‌ی دراگون در ۱۵۰ سال گذشته، هونگا تونگا سومین توده‌ی خاکی (و نخستین در مدارگان) است که ظاهر شده و بیش از یک سال دوام یافته است.

(بذر گیاهانی که روی جزیره روییدند احتمالا به وسیلۀ پرندگان به جزیره آورده شد؛ اما میکروب‌ها از جای دیگری آمده بودند)

دانشمندان گرد هم آمدند تا ورود حیات به جزیره‌های تازه شکل‌گرفته‌ی پیشین را هم مطالعه کنند، اما تمرکز آن‌ها بیشتر روی گیاهان و حیوانات است تا میکروب‌ها. دراگون می‌گوید: «این نوع فوارن‌های آتشفشانی در تمام دنیا رخ می‌دهند، اما معمولاً جزیره تولید نمی‌کنند و همین موضوع، فرصت بدست‌آمده را برای ما بشدت خاص کرده است. هیچ‌کس تاکنون فرصت طلایی مطالعه‌ی جامع میکروارگانیسم‌های چنین جزیره‌ای را در مراحل اولیه‌ی شکل‌گیری آن نداشته است و هیچ‌کس فرصت مطالعه‌ی دوباره‌ی ساکنان اولیه این جزیره را نخواهد داشت، دست‌کم به صورت مستقیم! هونگا تونگا هفت سال پس از ظاهر شدن از اقیانوس آرام به شکل غیرمنتظره‌ای ناپدید شد.

در ژانویه‌ی ۲۰۲۲ وقتی آتشفشان دوباره فوران کرد با مرتفع‌ترین ستون‌های دود و خاکستری که داشت به عنوان بزرگ‌ترین انفجار قرن بیست و یکم در تاریخ ثبت شد. هونگا تونگا محو شد، اما پیش از محو شدن، دانشمندان موفق شدند جزئیات خیره‌کننده‌ای از حیات کوتاه‌مدت آن به دست آورند.

دراگون درباره‌ی هوگا تونگا می‌افزاید: «البته ما از محو شدن این جزیره ناامید شدیم، اما حالا می‌توانیم پیش‌بینی‌های زیادی درباره‌ی اتفاقاتِ پس از شکل‌گیری جزایر کنیم؛ بنابراین اگر دوباره جزیره‌ای شکل گرفت، ما با اشتیاق تمام به سراغ آن می‌رویم و داده‌های بیشتری را جمع‌آوری می‌کنیم. حتی برای چگونگی مطالعه‌ی آن برنامه‌ریزی کرده‌ایم.»

این مطالعه در مجله‌ی mBio منتشر شده است.