ناقشي دور البكتيريا في البيئة، مع التركيز على تحلل المواد العضوية، تثبيت النيتروجين، ومعالجة الملوثات
تثبيت التطبيق
How to install the app on iOS
Follow along with the video below to see how to install our site as a web app on your home screen.
ملاحظة: This feature may not be available in some browsers.
أنت تستخدم أحد المتصفحات القديمة. قد لا يتم عرض هذا الموقع أو المواقع الأخرى بشكل صحيح.
يجب عليك ترقية متصفحك أو استخدام أحد المتصفحات البديلة.
يجب عليك ترقية متصفحك أو استخدام أحد المتصفحات البديلة.
دور البكتيريا في البيئة
- بادئ الموضوع Eng. Yasser Al-Bahri
- تاريخ البدء
المقدمة
تُعد البكتيريا مكونًا حيويًا أساسياً في النظم البيئية، فهي تقوم بوظائف متعددة تسهم في الحفاظ على توازن البيئة واستدامتها وعلى الرغم من صغر حجمها إلا أن تأثيرها عظيم، إذ تلعب دوراً محوريًا في الدورات الحيوية للمواد، وتحلل المخلفات، وتساهم في تنقية البيئة من الملوثات وتصنف هذه الوظائف ضمن ما يُعرف بالخدمات البيئية الدقيقة أو الأنشطة الحيوية الطبيعية التي تقوم بها البكتيريا دون تدخل الإنسان، وهي ضرورية لاستمرارية الحياة على الأرض.
أولاً: تحلل المواد العضوية
تقوم أنواع متعددة من البكتيريا بتكسير المواد العضوية المعقدة مثل بقايا النباتات والحيوانات إلى مكوناتها البسيطة. هذه العملية تُعرف بـ "التحلل البيولوجي" وتتم عن طريق إفراز إنزيمات خارجية تقوم بتكسير المركبات مثل السليلوز والبروتينات والدهون.
النواتج النهائية للتحلل تشمل غازات مثل ثاني أكسيد الكربون والميثان، وأملاح معدنية يمكن امتصاصها بواسطة النباتات.
هذا التحلل لا يقتصر فقط على النفايات الحيوية بل يشمل أيضاً التخلص من الجثث والفضلات الحيوانية والإنسانية، وبالتالي يسهم في تقليل التلوث البيئي ومنع تراكم النفايات.
ثانياً: تثبيت النيتروجين
النيتروجين عنصر أساسي لنمو الكائنات الحية، لكنه يوجد في الغلاف الجوي بصيغة غير قابلة للاستخدام المباشر من قبل النباتات. تقوم بعض أنواع البكتيريا مثل Rhizobium وAzotobacter بتحويل النيتروجين الغازي إلى مركبات قابلة للامتصاص مثل الأمونيوم والنترات.
Rhizobium تعيش في عقد جذور نباتات البقوليات وتكوّن علاقة تكافلية توفر فيها للنبات النيتروجين بينما تحصل هي على الطاقة.
أما Azotobacter فهي بكتيريا حرة تعيش في التربة وتقوم بالتثبيت بدون الارتباط بجذور نباتية.
هذه العملية تدعم خصوبة التربة وتقلل من الاعتماد على الأسمدة الكيماوية، ما يُسهم في الزراعة المستدامة.
ثالثاً: معالجة الملوثات
البكتيريا تلعب دوراً رئيسياً في المعالجة الحيوية (Bioremediation)، وهي تقنية تعتمد على استخدام الكائنات الدقيقة لإزالة أو تحويل الملوثات إلى مواد غير ضارة.
في محطات معالجة مياه الصرف الصحي، تُستخدم البكتيريا لتكسير المواد العضوية والمواد الكيميائية السامة وتحويلها إلى ماء نظيف قابل للاستخدام.
كما توجد أنواع من البكتيريا مثل Pseudomonas putida التي تستطيع تحليل المركبات النفطية في التربة والماء، وبالتالي تُستخدم في تنظيف التسربات النفطية.
أيضاً، تُستخدم البكتيريا في معالجة التربة الملوثة بالمعادن الثقيلة عن طريق تثبيت هذه المعادن أو تحويلها إلى أشكال غير سامة.
أهمية البكتيريا في التوازن البيئي
من خلال هذه الأدوار الثلاثة، تُمثل البكتيريا قوة بيولوجية خفية تحافظ على التوازن البيئي. فهي تضمن إعادة تدوير العناصر الغذائية، وتمنع تراكم النفايات، وتحمي الماء والتربة من التلوث.
كما أن استخدامها في تقنيات المعالجة الحيوية يُعد بديلاً اقتصادياً وصديقاً للبيئة مقارنة بالطرق الكيميائية أو الفيزيائية ولهذا السبب تُعد البكتيريا أحد أعمدة الاستدامة البيئية في العصر الحديث.
المراجع
Prescott, L. M., Harley, J. P., & Klein, D. A. (2002). Microbiology
Madigan, M. T., Bender, K. S., et al. (2021). Brock Biology of Microorganisms
Atlas, R. M., & Bartha, R. (1998). Microbial Ecology: Fundamentals and Applications
تُعد البكتيريا مكونًا حيويًا أساسياً في النظم البيئية، فهي تقوم بوظائف متعددة تسهم في الحفاظ على توازن البيئة واستدامتها وعلى الرغم من صغر حجمها إلا أن تأثيرها عظيم، إذ تلعب دوراً محوريًا في الدورات الحيوية للمواد، وتحلل المخلفات، وتساهم في تنقية البيئة من الملوثات وتصنف هذه الوظائف ضمن ما يُعرف بالخدمات البيئية الدقيقة أو الأنشطة الحيوية الطبيعية التي تقوم بها البكتيريا دون تدخل الإنسان، وهي ضرورية لاستمرارية الحياة على الأرض.
تقوم أنواع متعددة من البكتيريا بتكسير المواد العضوية المعقدة مثل بقايا النباتات والحيوانات إلى مكوناتها البسيطة. هذه العملية تُعرف بـ "التحلل البيولوجي" وتتم عن طريق إفراز إنزيمات خارجية تقوم بتكسير المركبات مثل السليلوز والبروتينات والدهون.
النواتج النهائية للتحلل تشمل غازات مثل ثاني أكسيد الكربون والميثان، وأملاح معدنية يمكن امتصاصها بواسطة النباتات.
هذا التحلل لا يقتصر فقط على النفايات الحيوية بل يشمل أيضاً التخلص من الجثث والفضلات الحيوانية والإنسانية، وبالتالي يسهم في تقليل التلوث البيئي ومنع تراكم النفايات.
النيتروجين عنصر أساسي لنمو الكائنات الحية، لكنه يوجد في الغلاف الجوي بصيغة غير قابلة للاستخدام المباشر من قبل النباتات. تقوم بعض أنواع البكتيريا مثل Rhizobium وAzotobacter بتحويل النيتروجين الغازي إلى مركبات قابلة للامتصاص مثل الأمونيوم والنترات.
Rhizobium تعيش في عقد جذور نباتات البقوليات وتكوّن علاقة تكافلية توفر فيها للنبات النيتروجين بينما تحصل هي على الطاقة.
أما Azotobacter فهي بكتيريا حرة تعيش في التربة وتقوم بالتثبيت بدون الارتباط بجذور نباتية.
هذه العملية تدعم خصوبة التربة وتقلل من الاعتماد على الأسمدة الكيماوية، ما يُسهم في الزراعة المستدامة.
البكتيريا تلعب دوراً رئيسياً في المعالجة الحيوية (Bioremediation)، وهي تقنية تعتمد على استخدام الكائنات الدقيقة لإزالة أو تحويل الملوثات إلى مواد غير ضارة.
في محطات معالجة مياه الصرف الصحي، تُستخدم البكتيريا لتكسير المواد العضوية والمواد الكيميائية السامة وتحويلها إلى ماء نظيف قابل للاستخدام.
كما توجد أنواع من البكتيريا مثل Pseudomonas putida التي تستطيع تحليل المركبات النفطية في التربة والماء، وبالتالي تُستخدم في تنظيف التسربات النفطية.
أيضاً، تُستخدم البكتيريا في معالجة التربة الملوثة بالمعادن الثقيلة عن طريق تثبيت هذه المعادن أو تحويلها إلى أشكال غير سامة.
من خلال هذه الأدوار الثلاثة، تُمثل البكتيريا قوة بيولوجية خفية تحافظ على التوازن البيئي. فهي تضمن إعادة تدوير العناصر الغذائية، وتمنع تراكم النفايات، وتحمي الماء والتربة من التلوث.
كما أن استخدامها في تقنيات المعالجة الحيوية يُعد بديلاً اقتصادياً وصديقاً للبيئة مقارنة بالطرق الكيميائية أو الفيزيائية ولهذا السبب تُعد البكتيريا أحد أعمدة الاستدامة البيئية في العصر الحديث.
المراجع
Prescott, L. M., Harley, J. P., & Klein, D. A. (2002). Microbiology
Madigan, M. T., Bender, K. S., et al. (2021). Brock Biology of Microorganisms
Atlas, R. M., & Bartha, R. (1998). Microbial Ecology: Fundamentals and Applications