يحتوي كل جسم بشري على مجتمع معقد من تريليونات الكائنات الحية الدقيقة التي تعتبر مهمة لصحتك أثناء حياتك. تساعدك هذه الكائنات الميكروبية على هضم الطعام، وإنتاج الفيتامينات الأساسية، وحمايتك من العدوى، وتخدم العديد من الوظائف الحيوية الأخرى. وفي المقابل، فإن الميكروبات، التي تتركز في الغالب في أمعائك، تعيش في بيئة دافئة ومستقرة نسبيًا مع إمدادات ثابتة من الطعام.
ولكن ماذا يحدث لهؤلاء الحلفاء التكافلية بعد وفاتك؟
باعتباري عالمًا في الأحياء الدقيقة البيئية يدرس الميكروبيوم – الميكروبات التي تعيش داخل الجسم المتحلل، وعلى وحوله – فقد كنت أشعر بالفضول تجاه تراثنا الميكروبي بعد الوفاة. قد تفترض أن الميكروبات الموجودة لديك تموت معك، فبمجرد أن يتحلل جسمك وتنتشر الميكروبات في البيئة، فإنها لن تبقى على قيد الحياة في العالم الحقيقي.
في دراستنا المنشورة مؤخرًا، تشاركنا أنا وفريقي البحثي الأدلة التي تشير إلى أن الميكروبات الموجودة في جسمك لا تستمر في العيش بعد وفاتك فحسب، بل إنها تلعب في الواقع دورًا مهمًا في إعادة تدوير جسمك حتى تزدهر حياة جديدة.
الحياة الميكروبية بعد الموت
عندما تموت، يتوقف قلبك عن توزيع الدم الذي يحمل الأكسجين في جميع أنحاء الجسم. تبدأ الخلايا المحرومة من الأكسجين بهضم نفسها في عملية تسمى التحلل الذاتي. تبدأ الإنزيمات الموجودة في تلك الخلايا – التي تهضم الكربوهيدرات والبروتينات والدهون للحصول على الطاقة أو النمو بطريقة خاضعة للرقابة – في العمل على الأغشية والبروتينات والحمض النووي والمكونات الأخرى التي تشكل الخلايا.
تشكل منتجات هذا الانهيار الخلوي طعامًا ممتازًا للبكتيريا التكافلية، وبدون نظام المناعة لديك لإبقائها تحت السيطرة وإمدادات ثابتة من الطعام من جهازك الهضمي، فإنها تتجه إلى هذا المصدر الجديد للتغذية.
بكتيريا الأمعاء، وخاصة فئة من الميكروبات تسمى كلوستريدياينتشر عبر أعضائك ويهضمك من الداخل إلى الخارج في عملية تسمى التعفن. بدون الأكسجين داخل الجسم، تعتمد البكتيريا اللاهوائية على عمليات إنتاج الطاقة التي لا تتطلب الأكسجين، مثل التخمير. هذه تخلق توقيع الغازات ذات الرائحة المميزة للتحلل.
من وجهة نظر تطورية، فمن المنطقي أن الميكروبات لديك قد طورت طرقًا للتكيف مع الجسم المحتضر. مثل الجرذان على متن سفينة تغرق، سيتعين على البكتيريا الخاصة بك قريبًا أن تتخلى عن مضيفها وتعيش في العالم لفترة كافية للعثور على مضيف جديد لاستعماره. الاستفادة من الكربون والمواد المغذية في جسمك تسمح لهم بزيادة أعدادهم. ويعني العدد الأكبر من السكان احتمالية أكبر لبقاء عدد قليل منهم على قيد الحياة في بيئة أكثر قسوة والعثور على جسد جديد بنجاح.
الغزو الميكروبي
إذا كنت مدفونًا في الأرض، فسيتم دفع الميكروبات الخاصة بك إلى التربة جنبًا إلى جنب مع حساء من سوائل التحلل أثناء تحلل جسمك. إنهم يدخلون بيئة جديدة تمامًا ويواجهون مجتمعًا ميكروبيًا جديدًا تمامًا في التربة.
يحدث الاختلاط أو الاندماج بين مجتمعين ميكروبيين متميزين بشكل متكرر في الطبيعة. ويحدث التحام عندما تنمو جذور نباتين معًا، أو عندما يتم تفريغ مياه الصرف الصحي في النهر، أو حتى عندما يقبل شخصان.
وتعتمد نتيجة الخلط ــ أي المجتمع يهيمن وأي الميكروبات نشطة ــ على عدة عوامل، مثل مقدار التغير البيئي الذي تتعرض له الميكروبات ومن كان هناك أولا. تتكيف الميكروبات الخاصة بك مع البيئة المستقرة والدافئة داخل جسمك حيث تتلقى إمدادات ثابتة من الطعام. وعلى النقيض من ذلك، تعتبر التربة مكانًا قاسيًا للغاية للعيش فيه – فهي بيئة شديدة التباين مع تدرجات كيميائية وفيزيائية شديدة الانحدار وتقلبات كبيرة في درجات الحرارة والرطوبة والمواد المغذية. علاوة على ذلك، تستضيف التربة بالفعل مجتمعًا ميكروبيًا متنوعًا بشكل استثنائي ومليئًا بالمحللات التي تتكيف جيدًا مع تلك البيئة ومن المفترض أن تتفوق على أي قادمين جدد.
من السهل أن تفترض أن الميكروبات الموجودة لديك سوف تموت بمجرد خروجها من جسمك. ومع ذلك، فقد أظهرت الدراسات السابقة التي أجراها فريقي البحثي أن بصمات الحمض النووي للميكروبات المرتبطة بالمضيف يمكن اكتشافها في التربة أسفل الجثة المتحللة، وعلى سطح التربة وفي القبور لمدة أشهر أو سنوات بعد تحلل الأنسجة الرخوة للجسم. وهذا يثير التساؤل حول ما إذا كانت هذه الميكروبات لا تزال على قيد الحياة ونشطة أم أنها مجرد في حالة سبات في انتظار المضيف التالي.
تشير أحدث دراستنا إلى أن الميكروبات الموجودة لديك لا تعيش في التربة فحسب، بل تتعاون أيضًا مع ميكروبات التربة المحلية للمساعدة في تحلل جسمك. في المختبر، أظهرنا أن خلط التربة وسوائل التحلل المليئة بالميكروبات المرتبطة بالمضيف يزيد من معدلات التحلل بشكل يتجاوز معدلات مجتمعات التربة وحدها.
لقد وجدنا أيضًا أن الميكروبات المرتبطة بالمضيف تعمل على تعزيز دورة النيتروجين. يعتبر النيتروجين عنصرًا غذائيًا أساسيًا للحياة، ولكن معظم النيتروجين الموجود على الأرض مرتبط كغاز جوي لا تستطيع الكائنات الحية استخدامه. تلعب المحللات دورًا حاسمًا في إعادة تدوير الأشكال العضوية من النيتروجين مثل البروتينات إلى أشكال غير عضوية مثل الأمونيوم والنترات التي يمكن للميكروبات والنباتات استخدامها.
تشير النتائج الجديدة التي توصلنا إليها إلى أن الميكروبات لدينا من المحتمل أن تلعب دورًا في عملية إعادة التدوير هذه عن طريق تحويل جزيئات كبيرة تحتوي على النيتروجين مثل البروتينات والأحماض النووية إلى أمونيوم. يمكن للميكروبات الآزوتية الموجودة في التربة تحويل الأمونيوم إلى نترات.
الجيل القادم من الحياة
تعد إعادة تدوير العناصر الغذائية من المخلفات، أو المواد العضوية غير الحية، عملية أساسية في جميع النظم البيئية. في النظم البيئية الأرضية، يؤدي تحلل الحيوانات الميتة، أو الجيف، إلى تغذية التنوع البيولوجي ويشكل حلقة وصل مهمة في الشبكات الغذائية.
تمثل الحيوانات الحية عنق الزجاجة لدورات الكربون والمغذيات في النظام البيئي. فهي تتراكم ببطء العناصر الغذائية والكربون من مساحات كبيرة من المناظر الطبيعية طوال حياتها، ثم تودعها كلها مرة واحدة في مكان صغير وموضعي عندما تموت. يمكن لحيوان واحد ميت أن يدعم شبكة غذائية كاملة من الميكروبات وحيوانات التربة والمفصليات التي تكسب عيشها من الجثث.
تساعد الحشرات والحيوانات الزبالة على إعادة توزيع العناصر الغذائية في النظام البيئي. تقوم الميكروبات المحللة بتحويل التجمعات المركزة من الجزيئات العضوية الغنية بالمغذيات من أجسامنا إلى أشكال أصغر وأكثر توفرًا حيويًا يمكن للكائنات الحية الأخرى استخدامها لدعم حياة جديدة. ليس من غير المألوف رؤية الحياة النباتية تزدهر بالقرب من حيوان متحلل، وهو دليل واضح على أن العناصر الغذائية الموجودة في الأجسام يتم إعادة تدويرها مرة أخرى إلى النظام البيئي.
إن لعب الميكروبات الخاصة بنا دورًا مهمًا في هذه الدورة هو إحدى الطرق المجهرية التي نعيش بها بعد الموت.
تم إعادة نشر هذه المقالة من The Conversation، وهو موقع إخباري مستقل غير ربحي مخصص لمشاركة أفكار الخبراء الأكاديميين. تحتوي المحادثة على مجموعة متنوعة من النشرات الإخبارية المجانية الرائعة.
كتب بواسطة: جنيفر ديبروين، جامعة تينيسي.
اقرأ أكثر:
تتلقى جنيفر ديبروين تمويلًا من وزارة الزراعة الأمريكية، والمؤسسة الوطنية للعلوم، ووزارة العدل، ووكالة مشاريع الأبحاث الدفاعية المتقدمة.