هولوبیونت چیست و چرا می‌تواند درک ما از جهان را تغییر دهد؟

فرارو- در طبیعت رقابت حاکم است و قوی‌ترین‌ها زنده می‌مانند. دست کم این چیزی است که ما اغلب شنیده ایم. با این وجود، سیاره زمین بسیار پیچیده‌تر از این است، زیرا ما زمینی‌ها با گونه‌های دیگر در سطوحی ارتباط داریم که اغلب متوجه نمی‌شویم. همان طور که "لین مارگولیس" زیست شناس گفته بود: "برای درک پیچیدگی واقعی زندگی باید درک کنید که چگونه موجودات زنده به روش‌های جدید و جذاب کنار هم قرار می‌گیرند".

به گزارش فرارو به نقل از ال پائیس، این دقیقا همان چیزی است که مفهوم هولوبیونت در مورد آن است. هولوبیونت به موجودی اشاره دارد که از ارتباط گونه‌های مختلف تشکیل شده که به یک واحد اکولوژیکی تبدیل می‌شود. به عبارت دیگر، هنگامی که یک حیوان یا گیاه (میزبان) در همزیستی با میکروارگانیسم‌هایی که میزبان خود است (همزیست ها) زندگی می‌کند هولوبیونت است. این مانند مجموعه‌ای از چند گونه است.

"اسکات اف. گیلبرت" زیست شناس تکاملی در دانشگاه هلسینکی می‌گوید: "به نظر می‌رسد همه ارگانیسم‌ها هولوبیونت هستند. ما نه تنها از سلول‌های مشتق شده از زیگوت (سلول تخم بارور شده) تشکیل شده ایم بلکه از باکتری ها، قارچ‌ها و ویروس‌ها همزیست نیز ساخته شده ایم".

گیلبرت می‌افزاید: "هر حیوان یک بیوم است: مجموعه‌ای از اکوسیستم‌های تعاملی و این میکروب‌های همزیست صرفا با ما سفر نمی‌کنند بلکه به ساخت بدن ما کمک می‌کنند فرآیند‌های متابولیک را تنظیم می‌کنند و توانایی‌های ایمنی ما را ایجاد می‌کنند. این موضوع پیامد‌های زیادی برای نگاه ما به زندگی دارد".

در واقع، پیوند ما با میکرو ارگانیسم‌ها به قدری عمیق است که به اکوسیستمی تبدیل می‌شویم که آنان در آن زندگی می‌کنند در حالی که آنان بر رشد، سلامت و رفتار ما تاثیر می‌گذارند.

برای "کریستینا دورادور" بوم شناس میکروبی و استاد دانشگاه آنتوفاگاستا در شیلی هولوبیونت ما را به تفکر در ابعاد مختلف دعوت می‌کنند. او می‌گوید:"ممکن است به نظر برسد که میکروسکوپی و عظیم با هم ارتباطی ندارند، اما در واقع این گونه است".

این دیدگاه از سوی پیشرفت‌های فناوری اخیر نیز مورد تایید قرار گرفته است. گام بزرگ در دهه ۲۰۱۰ میلادی با تکنیک‌های توالی یابی DNA عظیم بود، زیرا گروه‌های میکروبی کاملی کشف شدند که برای تکنیک‌های کلاسیک نامرئی بودند. علاوه بر این، پروژه میکروبیوم انسانی از تنوع میکروبی در بدن انسان پرده برداری نمود و برخی از نظریه‌هایی را که در آن زمان وجود داشت رد کرده بود.

شاید شناخته شده‌ترین مثال میکروبیوتای روده باشد: جامعه میکروارگانیسم‌هایی که به ما امکان تجزیه غذا را می‌دهند و کلیدی برای سیستم ایمنی ما هستند.

گلیبرت می‌گوید: "از نقطه نظر آناتومیکی تقریبا نیمی از سلول‌های بدن انسان میکروبی هستند. علاوه بر این، هر گونه از میکروب به طور تصادفی با ما همراه نیست بلکه در مکان‌های خاصی یافت می‌شود. ما این میکروب‌ها را هنگام عبور از کانال زایمان دریافت می‌کنیم. میکروب‌ها بخشی از هدیه از سوی مادرمان به ما هستند. این میکروب‌ها در بدن به ویژه در روده ساکن می‌شوند و به تعیین رشد ما کمک می‌کنند".

جای تعجب نیست که میکروب‌ها در بیماری‌های مختلف از افسردگی گرفته تا سرطان نیز نقش دارند. در واقع، تومور‌ها یک میکروبیوم مرتبط دارند. وجود این میکرو ارگانیسم‌ها توضیح می‌دهند که چرا برخی افراد به ایمونوتراپی حساس‌تر هستند.

در بستری دیگر مطالعاتی وجود دارند که نشان می‌دهند جایگزینی باکتری‌ها در روده می‌تواند به کاهش رفتار اوتیسم در موش‌ها کمک کند.

دورادور که در تحقیقات در مورد اوتیسم و میکروبیوتا شرکت کرده می‌گوید:" گزارش شده که حدود ۴۰ درصد از افراد در طیف اوتیسم مبتلا به برخی از مشکلات گوارشی هستند. مشخص شده که غنای گروه‌های خاصی از باکتری‌ها رخ می‌دهد. ما می‌خواستیم مدلی پیدا کنیم تا توضیح دهیم که آیا این تغییر در سطح میکروبی که ما هنوز نمی‌دانیم متابولیت‌ها یا محصولاتی تولید می‌کند که به نوعی عملکرد نورون‌ها را تغییر می‌دهند یا خیر".

یک هولوبیونت ویژگی‌های مورفولوژیکی، فیزیولوژیکی و ایمونولوژیکی جدیدی را ایجاد می‌کند از جمله آن که به طور جداگانه در گونه‌ها وجود ندارد. در نمونه‌های مورد علاقه "کونستانزا شافیر" حشره شناس در این مورد حشرات بازیافت کننده مواد مغذی مانند موریانه‌ها هستند. "شافیر" که محقق فوق دکترا در دانشکده کشاورزی دانشگاه شیلی است می‌گوید:" این حیوانات میکرو ارگانیسم‌هایی مانند باکتری‌ها و پروتیست‌ها را در دستگاه گوارش خود نگه می‌دارند که به موریانه کمک می‌کند مواد مغذی را جذب کند که در غیر این صورت قادر به انجام آن نبود".

او اشاره می‌کند که حصول همزیست‌های روده‌ای کلیدی در تکامل این حشرات بود. او خاطرنشان می‌سازد که نمونه‌های مشابه زیادی در طبیعت وجود دارد از جمله می‌توان به نمونه‌های گلسنگ‌ها و مرجان‌ها اشاره کرد.

در همین حال، گاو‌ها علف می‌خورند، اما ژنوم آنان آنزیم‌هایی تولید نمی‌کند که قادر به هضم سلولز یا سایر ترکیبات موجود در خوراک شان باشد. خبر برای آنان این است که میکروب‌های همزیست آنان که در سیرابی واقع شده اند مسئول پردازش چیزی هستند که مسئول پردازش چیزی هستند که آن پستانداران قادر به انجام آن نیستند. برخی از گونه‌ها با به دست آوردن میکروارگانیسم‌های جدید تغییر می‌کنند. گیلبرت به سوسک سقز قرمز اشاره می‌کند و می‌گوید:" این یک آفت کوچک در ایالات متحده است جایی که قارچ‌های همزیست آن در درختان آسیب پذیر سوراح ایجاد می‌کنند. با این وجود، این سوسک زمانی که به طور تصادفی به چین صادر شد مجموعه تازه‌ای از همزیست‌های قارچی را به دست آورد که به آن اجازه می‌داد تا درختان سالم را سورخ کند و آن درختان را از بین ببرد".

به عبارت دیگر، آن چه ما به عنوان یک "ارگانیسم" در نظر می‌گیریم در واقع می‌تواند مجموعه‌ای از موجودات یکپارچه باشد. به همین دلیل، دانشمندانی مانند گیلبرت و همکاران اش وجود درک از "فرد" را آن گونه که ما متوجه می‌شویم زیر سوال برده اند. او می‌افزاید:" ما تکامل یافته ایم تا از این میکروب‌های همزیست و سیگنال‌های آنان انتظار داشته باشیم. بنابراین، هر یک از ما به عنوان یک جامعه یا یک تیم عمل می‌کنیم. ما تنها تا حدی افراد هستیم که یک جامعه را از جامعه دیگر یا یک تیم را از تیم دیگری متمایز سازیم. در نتیجه، می‌توانم بگویم من تیم اسکات گیلبرت هستم".

درک خودمان به عنوان هولوبیونت نه تنها برای سلامتی مان بلکه برای محیط زیست نیز پیامد‌هایی به دنبال دارد. انسان‌ها تمایل دارند گونه‌ها یا اکوسیستم‌ها را به گونه‌ای جداگانه حفظ کنند بدون آن که نگران حفظ روابط و چرخه‌هایی باشند که موجودات را به عنوان یک کل حفظ می‌کند. با این وجود، یک جنگل یا بیابان نمی‌تواند بدون پیوند‌هایی که ساکنان کلان و خرد آن ایجاد می‌کند زنده بماند.

این موضوع الهام بخش شافر و سایر همکاران اش شد تا مفهوم "هولوبیونت اکوسیستم" را پیشنهاد کنند که به هولوبیونتی اشاره دارد که فرایند‌های اکولوژیکی کلیدی را برای حفاظت از طبیعت انجام می‌دهد.

بیایید به موجوداتی برگردیم که مواد آلی را تجزیه می‌کنند یک وظیفه اساسی برای داشتن خاک‌های سالم که به عنوان مثال از کشاورزی پشتیبانی می‌کنند. اگر تجزیه ماده مذکور تنها توسط میکرو ارگانیسم‌ها انجام شود (به دلیل اندازه کوچک آنان) بسیار کُند خواهد بود.

با این وجود، اگر آنان یک شریک بزرگتر مانند یک حشره داشته باشند این روند را با یکدیگر سریع‌تر و آسان‌تر توسعه می‌دهند. این بدان خاطر است که حیوانی که آنان را در دستگاه گوارش خود نگهداری می‌کند توانایی بیش تری برای حرکت دارد و دارای قطعات دهانی برای تجزیه مواد است.

شافیر توضیح می‌دهد که ما این پدیده را یک "ویژگی نوظهور" می‌نامیم. وقتی این ویژگی به لطف یک هولوبیونت رخ می‌دهد و بخشی از یک فرآیند کلیدی اکوسیستم است ما در مورد "هولوبیونت اکوسیستمی" صحبت می‌کنیم. از جمله دلایلی که سیاره ما شرایطی را دارد به لطف این فرآیند‌ها است به همین دلیل حفظ آن فرایند‌ها حیاتی است.

بحران‌های بهداشتی، از دست دادن تنوع زیستی و تغییرات آب و هوایی برخی از مشکلات عمده‌ای است که در حال حاضر با آن مواجه هستیم.

از جمله پیامد‌های متعدد آن از هم گسیختگی روابط همزیستی مانند تخریب خاک است که گیاهان را از قارچ‌ها و باکتری‌های همزیست خود محروم می‌کند یا افزایش دمای دریا که بر مرجان‌ها فشار وارد می‌کند که در واکنش به آن فشار ریزجلبک‌های مرجان به بیرون پرتاب می‌شوند و این رخداد باعث سفید شدن مرجان‌ها می‌شود. به همین ترتیب، استفاده بیش از حد از بیوسید‌ها (مانند آنتی بیوتیک‌ها یا ضد عفونی کننده ها) میکروب‌هایی را که بخشی از تکامل ما بوده اند از بین می‌برد.

گیلبرت تاکید می‌کند که "هولوبیونت بودن بدان معناست که ما محصولات محیط خود هستیم به گونه‌ای که پیش‌تر تصور نمی‌کردیم. محیط سالم برای افراد سالم ضروری است. این بدان معناست که محیط باید برای میکروب‌هایی که برای عملکرد بدن مان نیاز داریم و هم چنین میکروب‌هایی که به ساخت گیاهانی که می‌خوریم کمک می‌کنند سالم باشد".

به همین دلیل اندیشیدن به شیوه هولوبیونتی می‌تواند هم به درک پدیده‌ها و هم به راه حل‌های ممکن کمک کند. برای حفاظت از گونه‌ها به جای حفظ فرد باید بر حفظ واحد‌های عملکردی تمرکز کنیم. یعنی مجموعه موجوداتی که هولوبیونت را تشکیل می‌دهند.

به این ترتیب، ارگانیسم‌ها و فرآیند‌های اکوسیستم مورد توجه قرار می‌گیرند تا سیاره زمین به عملکرد خود ادامه دهد، اما برای دورادور درسی از فروتنی نیز در تمام این موارد وجود دارد.

او می‌گوید:"ما یک اکوسیستم هستیم که در آن به اشتراک گذاری و همکاری مهم است. همزیستی عظیم و هولوبیونت‌هایی که در این سیاره وجود دارند راه‌هایی را برای درک مشکلات پیچیده باز می‌کنند".