يلتقط النمل ثاني أكسيد الكربون من الهواء ويحوله إلى درع

النملة التي يمكنها تحويل ثاني أكسيد الكربون في الهواء إلى حجر الدولوميت في هيكلها الخارجي قد تحمل أدلة حول كيفية قيام البشر بعزل الغازات الدفيئة لتجنب كارثة مناخية.

يتغذى النمل الذي يزرع الفطريات على النباتات لتغذية الفطريات المزروعة التي تزرع داخل مستعمراته. وفي المقابل، تعمل الفطريات كمصدر الغذاء الأساسي للنمل. يمكن أن تؤدي الكثافة العالية للنمل والفطريات إلى تركيزات عالية من ثاني أكسيد الكربون داخل الأعشاش.

وفي عام 2020، وجد كاميرون كوري من جامعة ويسكونسن ماديسون وزملاؤه أن النمل من هذا النوع أكروميرميكس إيشيناتيور دمج معدن حيوي كربونات في دروعهم. يفعل النمل ذلك من خلال علاقة تكافلية مع نوكارديا كاذبة البكتيريا، التي تحول ثاني أكسيد الكربون إلى صخور باستخدام عمليات كيميائية لم يتم فهمها بشكل صحيح بعد.

الآن اكتشف الفريق أن نملة أخرى تزرع الفطريات، سيريكوميرمكس أمابيليسوالتي توجد في أمريكا الوسطى والجنوبية، يمكنها أن تفعل الشيء نفسه دون البكتيريا التكافلية، لتصبح أول حيوان معروف يطور هذه القدرة.

ومن اللافت للنظر أن المعدن الذي يصنعونه هو الدولوميت، وهو أمر يصعب للغاية على الكيميائيين إنتاجه في المختبر. تتطلب صخور الدولوميت، مثل تلك الموجودة في جبال الدولوميت الإيطالية، ملايين السنين وعمليات جيولوجية معقدة حتى تتماشى ذرات الكالسيوم والمغنيسيوم بشكل مثالي. ومع ذلك، يقوم النمل بذلك بسرعة ودون عناء، ومن دون ارتفاع درجات الحرارة، كما يقول عضو الفريق هونغجي لي من جامعة تشجيانغ في الصين.

يتكون الدولوميت من الكالسيوم والمغنيسيوم والكربونات. يقول كوري إن تكوين الدولوميت في المختبر أمر صعب لأن المغنيسيوم يتمسك بقوة بجزيئات الماء المحيطة ولا يتناسب بسهولة مع بنية كربونات الكالسيوم، مما يبطئ تكوين البلورات. ويقول إنه لمحاولة التغلب على ذلك، يستخدم العلماء درجات حرارة وضغوطًا عالية. ستحاول المرحلة التالية من بحث الفريق فهم كيفية قدرة النمل على إنجاز هذا العمل الفذ.

بالنسبة للنمل الذي يزرع الفطريات، فإن تحويل ثاني أكسيد الكربون إلى حجر يحل مشكلتين على الأقل: تقوية الهياكل الخارجية للنمل ومنع تراكم ثاني أكسيد الكربون السام داخل المستعمرة.

يقول كوري: “لقد اكتشفنا نظامًا طبيعيًا تطور على مدى ملايين السنين لتقليل التراكم السام لثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي في مستعمرة النمل”.

وفي محاولة لمواجهة ظاهرة الاحتباس الحراري، يستكشف العلماء تقنيات لتحويل ثاني أكسيد الكربون الموجود في الغلاف الجوي إلى معادن كربونات، مما يؤدي في الأساس إلى تحويل الكربون إلى حجر. يقول كوري: “هذا النمل هو أول حيوان يظهر أنه يشارك في مثل هذه العملية، مما يوفر إمكانات مثيرة كنموذج للجهود البشرية”.

ويصف كودي فريز من جامعة تولوز بفرنسا، والذي لم يكن جزءًا من الدراسة، قدرة النمل على تحويل ثاني أكسيد الكربون إلى الدولوميت بأنها “تكيف رائع”. يقول فرياس: “يقوم الأفراد بدور أجهزة تنقية الكربون الحية، حيث يقومون بتحويل ثاني أكسيد الكربون الموجود في الغلاف الجوي إلى درع معدني وقائي”. “يساعد هذا الحل المزدوج النمل على تنظيم جو عشه وإنشاء دفاع جسدي قائم على الهندسة الحيوية.”