استخدام الكربون بوساطة الميكروبات من قِبل مرجان مياه باردة يعيش عند تسربات الميثان

حياة في الأعماق تُغذَّى بطعام غير مرئي

على بعد مسافات بعيدة تحت نطاق ضوء الشمس، على قاع البحر المظلم قبالة سواحل كوستاريكا، اكتشف العلماء مرجانًا يبدو أنه يخالف القواعد المعتادة للحياة البحرية. فبدلاً من الاعتماد فقط على جزيئات العوالق الميتة الصغيرة التي تنحدر من السطح، يستفيد هذا المرجان من مصدر غذاء مخفي تخلقه بكتيريا تتغذى على الميثان والسوائل الغنية بالكبريت المتسرِّبة من قاع البحر. يساعد فهم كيفية كسب هذا المرجان رزقه في بيئة متطرفة على كشف كيفية عمل النظم البيئية البحرية العميقة ولماذا قد تكون عرضة بشكل خاص للاضطراب البشري.

موطن غريب على قاع بحر متسرب

تُعدُّ تسربات الميثان أماكن تتسرب منها الغازات والسوائل الغنية بالميثان وكبريتيد الهيدروجين من أعماق الأرض إلى المحيط. تستضيف هذه البقع مجتمعات حية تزدهر بلا ضوء الشمس—من ديدان ومحاريات وأسِرَّة بكتيرية—تتغذى بدلًا من ذلك على الطاقة الكيميائية. يعيش المرجان البارد المدروس حديثًا، Swiftia sahlingi، على تل يُسمى التل 12 على عمق يقارب كيلومترًا في المحيط الهادئ قبالة كوستاريكا. وبدلاً من التوضع بأمان على حواف هذا الموطن الكيميائي القاسي، يُوجد المرجان غالبًا بين ساكني التسرُّب الكلاسيكيين، بل ينمو أحيانًا فوق ديدان الأنابيب الكبيرة وأسِرَّة المحار.

رسم خرائط لأماكن تفضيل المرجان للعيش

لفهم الحي المفضل لهذا المرجان، استخدم الفريق مركبة بحرية مستقلة مجهَّزة بكاميرات وسونار لمسح قاع البحر. من بين عشرات الآلاف من الصور، رصدوا أكثر من ثلاثة آلاف متر مربع حيث ظهرت هذه الشعاب. كانت معظم المستعمرات—حوالي أربعة من كل خمسة—واقعة في مناطق تظهر فيها علامات واضحة على تسرُّب نشِط، مثل المحار، وديدان الأنابيب، أو الأسِرَّة البكتيرية البيضاء. أظهرت نماذج الموائل أن وجود صخور كربوناتية صلبة كان ضروريًا كنقطة ارتكاز، لكن القرب من حيوانات التسرُّب، وخاصة المحار، تنبأ أيضًا بقوة بمواقع ازدهار المرجان. يشير هذا النمط إلى أن المرجان لا يستخدم فقط صخورًا قديمة وغير نشطة؛ بل يستقر عمدًا في مناطق يكون فيها التسرُّب الكيميائي جارٍ.

اتباع أثر الكربون

لأننا لا نستطيع مراقبة تغذية الشعاب في أعماق البحر مباشرة، لجأ الباحثون إلى دلائل كيميائية في أنسجتها. قاسوا النسب الطبيعية لنظائر الكربون والنيتروجين في المرجان وقارنوها مع شعاب قريبة أخرى لا تعيش مباشرة في مناطق التسرُّب. كان لدى Swiftia sahlingi المرتبطة بالتسرُّب توقيعات كربون أخف بكثير، ما يتوافق مع غذاء مشتق في نهاية المطاف من بكتيريا تؤكسد الميثان أو الكبريتيد، بدلاً من الاعتماد فقط على العوالق القادمة من السطح. وللبحث أعمق، جمعوا مستعمرات حية وحضَّنوها في مياه بحرية مخصبة بالميثان المعلّم بشكل نادر من الكربون. بعد أسبوع، أظهر أحد الشعاب من منطقة تسرُّب نشطة تغييرًا دراماتيكيًا في توقيعه الكربوني، وهو دليل واضح على أن كربونًا مشتقًا من الميثان، مُعالَجًا بواسطة ميكروبات، قد اندمج في الكتلة الحيوية للمرجان نفسه.

شركاء مخفيون: بكتيريا تعيش مع المرجان

فحص الفريق أيضًا المجتمع الميكروبي للمرجان من خلال تسلسل الحمض النووي للبكتيريا من أنسجته. وجدوا أن البكتيريا المؤكسدة للكبريت كانت مهيمنة، أحيانًا تشكل أكثر من 90 في المئة من جميع البكتيريا المكتشفة. انتمى العديد منها إلى مجموعات معروفة بالفعل بأنها تزود حيوانات بحرية عميقة بالطاقة في الفوهات والتسرُّبات. في مستعمرتين من المرجان، كانت بكتيريا أكسدة الميثان أيضًا وفيرة. من اللافت أن المرجان الذي امتص الميثان المعلّم في تجربة الحضانة استضاف أعلى نسبة من هذه الميكروبات الآكلة للميثان. يدل تداخل بكتيريا استخدام الكبريت والميثان وتفاوت كثافتها بين مستعمرة وأخرى على شراكة مرنة يمكن أن تساعد الميكروبات فيها مضيفها بالغذاء بطرق متعددة.

لماذا تُهم هذه الطريقة الحياتية المرنة

تؤدي معًا خرائط التوزع وقياسات النظائر والتجارب وتحليلات الحمض النووي إلى تصور Swiftia sahlingi على أنها مرجان يتغذى بخليط من المصادر، يستمد الطاقة من كل من الغذاء الهابط من السطح ومن البكتيريا التي تحول مواد التسرُّب الكيميائية إلى كربون قابل للاستخدام. قد تتيح هذه الاستراتيجية المرنة للمرجان استعمار مناطق كانت تُعتَقد سابقًا متطرفة للغاية، موسِّعةً نطاق مواقع تكوّن مواطن مرجان المياه الباردة وداعمةً لمزيد من التنوع البيولوجي البحري العميق. وفي الوقت نفسه، تبرز مدى اعتماد هذه النظم البيئية على عمليات كيميائية وميكروبية هشة قد تتعرض للاضطراب بفعل أنشطة مثل التعدين في أعماق البحار أو الصيد بقِيعان الجر أو الحفر. إن التعرف على هذه الشراكات الخفية هو خطوة أساسية نحو حماية شبكة الحياة القليلة المعروفة لكن المترابطة بشدة في أعماق المحيط.

الاستشهاد: Stabbins, A., Goffredi, S., Gasbarro, R. et al. Microbially mediated carbon utilization by a cold-water coral inhabiting methane seeps. Sci Rep 16, 9603 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-025-32153-0

الكلمات المفتاحية: تسربات الميثان, مرجان المياه الباردة, الميكروبات الكيميائية التغذية, النظم البيئية البحرية العميقة, تعايش