يقترح الباحثون إطارًا ميكانيكيًا لشرح العلاقة التكافلية المُعقدة بين الكائنات الدقيقة والمُضيف

عمليًا، تعيش جميع الكائنات متعددة الخلايا على كوكب الأرض في علاقات تكافلية مع مجتمعات كائنات دقيقة ضخمة ومعقدة، تُعرَف بالميكروبيوم. ونُشِر حديثًا بحث يهدف إلى تقديم فهمٍ كاملٍ حول كيفية تَشكُل تلك العلاقات.

يستكشف عالم البيئة الحاسوبية، الدكتور ميغيل لورغي وزملاؤه، كيف تنشأ العلاقات بين المجتمعات البكتيرية المعقدة والمضيفين متعددي الخلايا في الطبيعة، من خلال دمج النظرية مع العمل التجريبي. وهم يستخدمون الآن الإطار المُقترَح للتحقق من الكائنات الدقيقة داخل الإسفنجيات البحرية.

إذ تعاون الدكتور لورغي وزميله الدكتور جوي أرواجو، من قسم العلوم الحيوية بكلية العلوم والهندسة، مع زملاء آخرين من المجلس الفرنسي للبحث العلمي بجامعة نيو ساوث ويلز في أستراليا، ومعهد الدراسات الحربية والقطبية الجنوبية في أستراليا.

تحدث الدكتور لورغي قائلًا: «نحن نرى أن تشكيل مجتمعات الكائنات الدقيقة هو ناتج لتفاعل البيئة والتطور معًا. ويهدف بحثنا إلى جمع النظرية البيئية والتطورية معًا من جهةٍ، وبيئة وتطور الكائنات الدقيقة والكائن المُتكافل من جهةٍ أخرى؛ مما يخلق صورة شاملة لتكوين التكافليات المعقدة».

وأضاف أيضًا: « تُعتبر هذه العلاقات التكافلية واحدة من أقدم العلاقات بين الكائنات متعددة الخلايا ومجموعات الكائنات الدقيقة، وفي العديد من الحالات، تكون أساسية في استمرار كلّ من المُضيف والميكروبيوم».

يستخدم الباحثون حاليًا الإطار المُقترح للتحقق من الكائنات الدقيقة داخل الإسفنجيات البحرية. وينظرون أيضًا في توسيع هذه النتائج لتشمل مجتمعات أخرى من الكائنات الدقيقة؛ مما يسمح في النهاية بفهمٍ مُوُّحَدٍ للطبيعة التكافلية المعقدة للعديد من الأنواع، داخل مجموعات مختلفة من المُضيفين، عبر التصنيفات الحيوية. قال الدكتور لورغي: «تركيزي الأساسي في البحث هو على الآليات التي تقف خلف ظهور التعقيد في الشبكات البيئية. وأُطوِّر نماذج نظرية للمجتمعات البيئية وديناميات الشبكات، لفهم أفضل لهذه الآليات وأشكال التنوع الحيوي، التي يؤدي إليها».

يعمل الدكتور لورغي والدكتور أرواجو حاليًا على تطوير الأساسيات الرياضية لهذه الأفكار المقدَمة في الورقة البحثية الحالية، وعُرِض العمل في الندوة الدولية التاسعة عشرة لعلم البيئة للكائنات الدقيقة (ISME 19)، والتي عُقدت في جنوب أفريقيا، من 18 إلى 23 أغسطس/آب.