Η σημασία των μικροβίων, από τη γη στο αρειανό έδαφος

Όταν σκέφτεστε μικρόβια όπως βακτήρια και μύκητες, ποια είναι η πρώτη σας αντίδραση; Τι σκέφτεστε όταν βλέπετε αυτό το μουχλιασμένο τυρί ή ψωμί; Τι σκέφτεστε όταν τα θεωρείτε στα χέρια σας; Και εγώ! Είμαι πιστοποιημένος germaphobe. Είμαι το άτομο που πλένει τα χέρια του σε μια δημόσια τουαλέτα, κρέμεται από την πετσέτα και ανοίγει την πόρτα με την πετσέτα. Αυτά είναι μερικά καθαρά χέρια!

Αν και υποστηρίζω την αρχή των καθαρών χεριών, είναι σημαντικό να σημειωθεί ότι δεν είναι όλα - αλλά ίσως τα περισσότερα - μικρόβια στην πραγματικότητα ωφέλιμα. Εάν είστε εξοικειωμένοι με τα βοηθητικά («καλά») μικρόβια, ίσως σκεφτείτε αυτά του εντερικού σας σωλήνα. Ναι, χρειαζόμαστε οπωσδήποτε αυτούς που λειτουργούν σωστά. Καμία ερώτηση. Τι γίνεται όμως με αυτούς τους τύπους μικροβίων στο έδαφος; Είναι βρώμικα θηρία, σωστά; Λοιπόν, όχι πάντα, και ίσως όχι συνήθως. Στην πραγματικότητα, τι θα σκεφτόσασταν αν οι επιστήμονες εξηγούσαν ότι τα μικρόβια του εδάφους είναι κρίσιμα για τον πλανήτη μας και την επιβίωσή του, παρέχοντάς σας δωρεάν υπηρεσίες όπως καθαρό και γλυκό νερό, θρεπτικά συστατικά στα τρόφιμά μας και τροφή για τα δάση και τα λιβάδια μας; Τι θα γινόταν αν σας έλεγαν ότι ορισμένα είδη είναι υποχρεωτικά για την ανάπτυξη και την επιτυχία των φυτών; Ελέγχουν την ατμόσφαιρά μας, ακόμη και τον καιρό!

Για να φτάσουμε στο θέμα, ένας ειδικός τύπος μυκήτων μολύνει τις περισσότερες ρίζες των φυτών και συλλογικά, αυτή η αλληλεπίδραση του οργανισμού είναι γνωστή ως μυκόρριζα (μύκητας-ρίζα). Αν και ορισμένοι μπορεί να δυσκολεύονται να πιστέψουν, τα περισσότερα φυτά της γης βασίζονται σε αυτούς τους μύκητες και τις υφές τους (μικροσκοπικά εξαρτήματα που μοιάζουν με ρίζες) για να έχουν πρόσβαση στα θρεπτικά συστατικά του εδάφους. Χωρίς τη βοήθεια αυτών των αμοιβαίων μυκήτων, τα θρεπτικά συστατικά δεν θα ήταν διαθέσιμα στα φυτά και έτσι θα σφετεριστούν την ανάπτυξη και την υγεία των φυτών.

Στον επιστημονικό κόσμο του εδάφους και της οικολογίας, έχει αποδειχθεί καλά ότι αυτοί οι μύκητες είναι κρίσιμοι για την υγεία των φυτών. Μπορούν να παραδώσουν φώσφορο, και σε ορισμένες περιπτώσεις Ν και νερό στα φυτά. Θεωρείται όμως ότι κάνουν πολύ περισσότερα. Άλλα μικροθρεπτικά συστατικά, για παράδειγμα, έχουν επίσης μελετηθεί, αλλά παραμένει αβέβαιο εάν αυτοί οι μύκητες βοηθούν στη διατροφή του σιδήρου (Fe).

Ο σίδηρος (Fe) είναι ένα ενδιαφέρον θρεπτικό συστατικό επειδή η συνολική του συγκέντρωση στο έδαφος είναι πολύ υψηλή, φθάνοντας συχνά σε αρκετά τοις εκατό. Ωστόσο, είναι εξαιρετικά αδιάλυτο στο νερό και δεν είναι εύκολο για τα φυτά να έχουν πρόσβαση. Δανειζόμενος από ένα διάσημο απόφθεγμα του Samuel Taylor Colridge, "Fe, Fe είναι παντού, αλλά κανένα για να πιει το φυτό!"

Ο Fe μπορεί να περιορίσει σημαντικά την ανάπτυξη των φυτών και στην περίπτωση των καλλιεργειών, να μειώσει σημαντικά την περιεκτικότητα σε Fe. Καθώς προχωράμε σε πιο βιώσιμα οικοσυστήματα τροφίμων, με λιγότερη εξάρτηση από το κρέας και μεγαλύτερη εξάρτηση από τις καλλιέργειες, η περιεκτικότητα σε Fe στα τρόφιμα γίνεται μια σημαντική αντικατάσταση. Το πρόβλημα είναι ολοένα και πιο σημαντικό σε χώρες όπου οι χερσαίες πηγές δεν μπορούν να υποστηρίξουν μεγάλες ποσότητες βοοειδών ή άλλων ζώων. Πράγματι, δισεκατομμύρια άνθρωποι αντιμετωπίζουν την απειλή του χαμηλού Fe στη διατροφή τους, η οποία οδηγεί σε πολλά προβλήματα υγείας, ειδικά στα αναπτυσσόμενα παιδιά, όπως ευαισθησία σε ασθένειες, καθυστέρηση στην ανάπτυξη και μόνιμη βλάβη κατά την ανάπτυξη του εγκεφάλου, η οποία μειώνει αποτελεσματικά το IQ ενός ατόμου. Είναι ένα ιδιαίτερα μεγάλο πρόβλημα κατά τη διάρκεια της εγκυμοσύνης.

Η μελέτη μας χρησιμοποίησε μια διαφορετική προσέγγιση για να δείξει τη δυνητική σημασία του φυτού Fe και των μυκόρριζων μυκήτων. Είναι δύσκολο να αποδειχθεί μια ιδέα στην επιστήμη, και έτσι η χρήση διαφορετικών μεθόδων για την υποστήριξη μιας παρόμοιας ιδέας είναι ένας σημαντικός τρόπος για να προσεγγίσουμε την έννοια της απόδειξης. Στο πείραμά μας, προσθέσαμε διαθέσιμες μορφές σιδήρου στα φύλλα της πατάτας και αναμέναμε ότι η περιεκτικότητα σε φυτικό Fe θα έστελνε ένα ισχυρό μήνυμα στις υπόγειες ρίζες για να επηρεάσει τα μικρόβια των ριζών όπως οι μυκόρριζες. Αυτό που βρέθηκε, πράγματι, έδειξε ότι πολύ μικρές ποσότητες ενός θρεπτικού συστατικού όπως ο Fe που εμβολιάστηκαν στα φύλλα αντηχούσαν στα μικρόβια της ρίζας και αυτό υποστήριξε την ιδέα ότι οι μυκόρριζοι μύκητες είναι ένας σημαντικός μεσολαβητής του φυτικού Fe.

Χρειάζονται, φυσικά, περαιτέρω μελέτες από εμάς και άλλους επιστήμονες. Ωστόσο, είμαστε τόσο σίγουροι για τη σημασία αυτών των μυκήτων για τα φυτά και τους πλανήτες, που εργαζόμαστε σε πειράματα για την ανάπτυξη φυτών με και χωρίς μυκόρριζους μύκητες στο έδαφος του Άρη. Γιατί; Η Γη έχει εκρηκτικό πληθυσμό και μεγάλη ανάγκη για τροφή. Οι επιστήμονες αναγνωρίζουν ευρέως ότι η γη έχει φέρουσα ικανότητα. Δηλαδή, δώστε ή πάρτε μερικά δισεκατομμύρια ανθρώπους και τη σωστή τεχνολογία, κάποια στιγμή περισσότεροι άνθρωποι δεν θα υποστηριχθούν χωρίς να διακινδυνεύσετε μια παγκόσμια πληθυσμιακή συντριβή. Θεωρητικά, τα ποσοστά γεννήσεων θα μπορούσαν να επιβραδυνθούν, αλλά δεν υπάρχουν ενδείξεις ότι αυτό θα συμβεί στον βαθμό που χρειάζεται. Η αναπαραγωγή και η ανάπτυξη μιας οικογένειας είναι θεμέλιο του DNA μας. Είναι το θεμέλιο της επιβίωσής μας στο παρελθόν ως είδος.

Στον Άρη, πρέπει να σκεφτούμε. Δεν είναι επιστημονική φαντασία, ή τουλάχιστον δεν θα είναι στο μέλλον, ελπίζουμε. Αν και δεν σκοπεύουμε ούτε επιθυμούμε να εγκαταλείψουμε το όμορφο μπλε μάρμαρο μας, το να κάνουμε νέους πλανήτες κατοικήσιμους μέσω της γήινης διαμόρφωσης θα απαιτηθούν φυτά και μικρόβια του εδάφους όπως οι μυκόρριζες. Όχι μόνο αυτοί οι δύο οργανισμοί έχουν μεγάλη επιρροή στα οικοσυστήματα και την ατμόσφαιρα της γης, αλλά θα αποτελέσουν επίσης ένα κρίσιμο θεμέλιο για τη διαμόρφωση και σταθεροποίηση των οικοσυστημάτων και των κύκλων αερίων και νερού που θα επιτρέψουν την ανθρώπινη επιβίωση σε έναν νέο πλανήτη. Πρώτη στάση, Άρη!

Πώς λοιπόν φτάσαμε από τις δημόσιες τουαλέτες, τα καθαρά χέρια και τα μικρόβια του εντέρου στο χώμα, τις μυκόρριζες, τα φυτά, τον Fe και τελικά την ανθρώπινη επιβίωση; Αυτό είναι στοιχειώδες:τα μικρόβια και τα φυτά είναι τα κλειδιά για την ανθρώπινη επιβίωση όπου κι αν ζούμε. Να είστε ιδιαίτερα ευγνώμονες για τα βοηθητικά (καλά) μικρόβια. Την επόμενη φορά που θα δεις έναν, πιθανότατα να φοράει ένα λευκό καουμπόικο καπέλο, κλείσε του το μάτι και πες του, «Σε θέλω, φίλε!»