رازهایی که فیلترهای قدیمی هوا برملا کردن: کشف دی‌ان‌ای پروازکننده توی هوا!

یه داستان جالب و عجیب براتون دارم! تا حالا فکر کردی هوایی که هر روز نفس می‌کشیم، مثل یه آرشیو بی‌سروصدا داره زندگی روی زمین رو ضبط می‌کنه؟ دانشمندا به تازگی فهمیدن که چطور میشه این راز رو کشف کرد و بخوننش!

ماجرا از این قراره که یه تیم از پژوهشگرا تونستن با استفاده از فیلترهای هوای خیلی قدیمی، دی‌ان‌ای (همون ماده ژنتیکی که اطلاعات زندگی رو توش داریم) رو استخراج کنن و یه جورایی تاریخچه اکوسیستم‌ها رو توی چند دهه گذشته دوباره زنده کنن. این یعنی هر ارگانیسم—هر موجود زنده‌ای—یه رد کوچیکی از خودش به جا میذاره که حتی توی هوا هم گیر میفتن.

شاید بپرسی این فیلترها چی هستن؟ خب، از دهه ۶۰ میلادی (یعنی حدود ۶۰ سال پیش!)، کلی ایستگاه کنترل هوا توی دنیا هستن که با فیلتر کردن هوا دنبال رادیواکتیویته می‌گردن. اما جالب اینجاست که همین فیلترها یه عالمه اطلاعات مخفی درباره تنوع زیستی محل رو تو خودشون نگه داشتن. یه آرشیو زیرزمینی این فیلترها توی آژانس تحقیقات دفاعی سوئد (یه مرکز علمی تو سوئد که از زمان جنگ سرد یه چیزایی رو ذخیره کرده بوده) حدود پنجاه سال دست‌نخورده مونده بود!

اینجا بود که دوتا محقق به اسم پر استنبرگ و ماتس فورسمان جرقه این کشف رو زدن. اونا وقتی فهمیدن همچین گنجینه‌ای خاک خورده، سریع ایده دادن که روش آزمایش جدید دی‌ان‌ای رو پیاده کنن.

حالا این فیلترها اکثراً از ایستگاهی بیرون شهر کوچیک کیرونا تو شمال سوئد جمع می‌شدن. فیلترها هفته به هفته هوای منطقه رو می‌کشیدن و هرچی توش بوده—از گیاه و قارچ گرفته تا میکروب و حشره و حتی دی‌ان‌ای پرنده‌ها و ماهیا و پستاندارهایی مثل گوزن شمالی—رو تو خودشون نگه می‌داشتن.

دانشمندا اومدن با روش‌های پیشرفته توی حوزه سکانس‌گیری دی‌ان‌ای (یعنی خوندن اطلاعات ژنتیکیِ این تیکه‌های ریز)، چیزی حدود ۲۷۰۰ گروه از موجودات اون نزدیکی‌ها رو شناسایی کردن و تونستن تغییراتشون رو توی بازه ۳۴ ساله هفته به هفته رصد کنن! یعنی قشنگ دارن مثل یه ماشین زمان، تغییرات اکوسیستم رو جلوی چشمشون می‌بینن.

یه بخش جذاب این ماجرا این بود که وضعیت تنوع زیستی (یعنی تنوع انواع موجودات) از دهه ۱۹۷۰ تا اوایل ۲۰۰۰ کم شده بوده. مثلاً موجودات مرتبط با جنگل‌های توس (مثل قارچ‌ها و گلسنگ‌ها—همون موجودات سبز-خزه‌ای که روی سنگ یا چوب می‌بینی) کاهش داشتن. نکته جالب اینه که فقط گرمایش جهانی عامل این افت نبوده و بیشتر به چیزهایی مثل جنگلداری و دخالت انسان برمی‌گرده.

تا حالا دانشمندا سراغ دی‌ان‌ای موجود توی هوا رفته بودن، ولی این مطالعه هم بزرگ‌ترین‌ و هم عمیق‌ترینش بوده! تیم تحقیقاتی اومده علاوه بر سکانس‌گیری وسیع دی‌ان‌ای، از هوش مصنوعی (یعنی کامپیوترهایی که می‌تونن الگوها رو بشناسن و خودشون تصمیم بگیرن) و مدل‌سازی جریان هوا (یعنی پیش‌بینی اینکه هوای حاوی دی‌ان‌ای از کجا اومده) استفاده کردن تا بتونن منبع این دی‌ان‌ای‌ها رو هم پیدا کنن.

جالبیش اینجاست که اگه این داده‌ها رو با بررسی‌های میدانی سنتی (یعنی رفتن تو دل طبیعت و شمردن گونه‌ها) مقایسه کنین، نتیجه‌ها خیلی با هم نزدیک درمیاد. یعنی این روش واقعا جواب میده و میشه براش حساب باز کرد.

دنیل سونسون، یکی از نویسنده‌های مقاله، گفته: “این نه سال تحقیق و توسعه شدید پشتشه و من خیلی هیجان‌زده‌ام که از این داده‌ها بتونم برای کلی سؤال زیستی استفاده کنم.”

از طرف دیگه، این روش راه رو باز می‌کنه واسه پایش تنوع زیستی توی مناطق دور یا جاهایی که هیچ داده تاریخی نداریم. همین شبکه‌های ایستگاه‌های هوایی قدیمی می‌تونن تبدیل به رصدخونه جهانی تنوع زیستی شن!

پلاس اینکه با این کار میشه گونه‌های مهاجم (یعنی موجوداتی که تعلق به اون منطقه ندارن و می‌تونن اکوسیستم‌ها رو بهم بریزن) یا عوامل بیماری‌زا (همون چیزایی که ممکنه بیمارمون کنن) رو هم شناسایی و ردیابی کرد.

این تحقیق توی مجله معروف Nature Communications چاپ شده و امید زیادی هست که دانشمندا از یه عالمه فیلتر هوایی بی‌مصرف، رویای کنترل تغییرات محیط‌زیست رو واقعی کنن!

خلاصه که دفعه بعدی که به هوای اطرافت نگاه می‌کنی، یادت باشه چیزای بیشتری از فقط اکسیژن توش داره پرواز می‌کنه—همه داستان زندگی دوروبرمون توش ذخیره شده!

منبع: +