خلقت تدفقات الحمم البركانية، التي تجاوزت درجة حرارتها 1000 درجة مئوية، بيئة معقمة حيث تقوم الكائنات الحية الدقيقة باستعمار مناطق جديدة بسرعة. وفي الدراسة، جمع الباحثون عينات من الحمم البركانية الطازجة ومياه الأمطار والهباء الجوي، وقارنوها بعينات التربة والصخور من المناطق المجاورة.

أظهر تحليل الحمض النووي أن الكائنات الحية الدقيقة بدأت في استعمار تدفقات الحمم البركانية الجديدة خلال السنة الأولى بعد الثوران. ومع ذلك، بعد فصل الشتاء، انخفض التنوع البيولوجي بشكل حاد، مما يشير إلى اختيار تلك الكائنات الحية التي كانت قادرة على البقاء على قيد الحياة في ظروف نقص المياه والمواد المغذية. ولاحظ العلماء أن هذه الكائنات الحية الدقيقة كانت في البداية “قاسية” وتكيفت مع ظروف قاسية للغاية.

كان ذلك أحد أكثر الاكتشافات إثارة للاهتمام لعبت مياه الأمطار دورًا رئيسيًا في تكوين المجتمعات الميكروبية. وبعد فصل الشتاء، حدثت زيادة كبيرة في عدد الكائنات الحية الدقيقة القادمة من مياه الأمطار. يسلط هذا الاكتشاف الضوء على أهمية هطول الأمطار في تشكيل النظم البيئية في مثل هذه البيئات القاسية.

وأظهرت الدراسة أيضا ذلك استقرت المجتمعات الميكروبية على مدى عدة أشهر بعد كل ثوران بركاني، لكن التنوع ظل منخفضًا نسبيًا بسبب الموارد المحدودة للغاية. وهذا يجعل تدفقات الحمم البركانية واحدة من الموائل الأقل إنتاجية على وجه الأرض، مقارنة بمناطق مثل صحراء أتاكاما أو القارة القطبية الجنوبية.

إن معرفة كيفية استعمار الميكروبات لبيئات جديدة وتفاعلها مع بيئتها يفتح آفاقًا للبحث خارج الأرض. على سبيل المثال، يمكن لمثل هذه العمليات أن توفر معلومات قيمة حول كيفية استعمار الميكروبات لبيئات جديدة على كواكب أخرى، مثل المريخ، حيث ربما يكون النشاط البركاني السابق قد دعم الحياة.

وقالت المؤلفة المشاركة في الدراسة سولانج دوهاميل: “لقد بدأنا في فهم كيفية تشكل المجتمعات البيولوجية منذ البداية، ويمكن لهذه المعرفة أن تساعدنا في البحث عن الحياة على كواكب أخرى”.