Steven Allison: Earth's original inhabitants -- and their role in combating climate change | TED

Transcriber:

المترجم: Bashar Swan المدقّق: omar idmassaoud

Microbes are everywhere.

توجد الميكروبات في كل مكان.

They live in the air, the ocean,

إنها تعيش في الهواء والمحيطات،

the soil and on our bodies, lots of them.

وفي التربة وعلى بشرتنا بأعداد هائلة.

But before you reach for the hand sanitizer,

لكن انتظر قبل أن تحضر معقم اليد،

take a look at these beautiful bacterial mats

ألقِ نظرة على جمال مجتمعات البكتيريا هذه

in Yellowstone's Grand Prismatic Spring.

في النبع المنشوري الكبير في محمية يلوستون.

They’re absolutely amazing

إنها حقا رائعة

because they’ve somehow figured out how to grow happily

لأنها تعلمت بطريقة أو بأخرى كيفية النمو بسعادة

at near boiling temperatures.

في درجات حرارة قريبة من الغليان.

Ever since life on Earth began, probably in a place like this,

منذ بداية الحياة على الأرض، ربما في مكان شبيه بهذا،

microbes have kept planetary chemical cycles in balance.

دأبت الميكروبات على الحفاظ على اتزان الدورات الكيميائية.

Today, humans are altering that balance and changing the climate

وفي يومنا هذا، يقوم البشر بتعديل هذا الاتزان وتغيير المناخ

by emitting greenhouse gases into the atmosphere.

عن طريق انبعاثات الغازات السامة في الجو.

But microbes might be able to help us with our climate problem.

لكن يمكن للميكروبات مساعدتنا

في حل مشكلة المناخ.

After all, microbes are Earth's original and most adaptable inhabitants.

فكما نعلم، تعدّ الميكروبات أعرق ساكني الأرض

وأكثرهم تأقلماً مع الظروف.

Now, I know that not everyone is so enamored with microbes.

حسناً، أنا مدرك أن بعضكم قد لا يكون مفتونا بالميكروبات.

My biology students tell me that they usually think of "pathogen"

يخبرني طلابي في صف الأحياء أنهم

عادة ما يفكرون في “مسببات المرض”

when they hear the word "microbe"

عندما يسمعون كلمة “ميكروب”.

and I know we're in the middle of a global viral pandemic.

وأنا أعلم أننا في وسط وباء ڤيروسي عالمي.

But you should keep in mind that far less than one percent of microbial diversity

لكن يجب أن نتذكر أن نسبة أقل بكثير من واحد بالمئة من الميكروبات

is actually pathogenic to humans.

هي بالفعل مسببة للأمراض بالنسبة للبشر.

In fact, most of the microbes we encounter are beneficial.

في الحقيقة معظم الميكروبات التي نعرفها هي مفيدة.

There are trillions of bacteria, fungi and viruses

توجد تريليونات من الجراثيم

والفطريات والڤيروسات

living in and on us right now,

تتعايش فينا وعلينا في هذه اللحظة،

more of them than human cells in the body.

بأعداد أكثر من الخلايا البشرية في الجسم.

They help us digest our food, protect us from disease

إنها تساعدنا في هضم الطعام، وتحمينا من الأمراض

and maybe even choose our mates.

ربما لها دور أيضاً في اختيار شركائنا.

Microbiologists call this assemblage of tiny interlopers the human microbiome.

يسمي علماء الأحياء الدقيقة هذا التجمع من المتطفلين بالميكروبيوم البشري.

We now know that there are microbiomes in basically every environment.

نملك الآن المعرفة أن الميكروبيومات موجودة تقريباً في كل مكان.

In the same way that they help our human bodies stay healthy,

بنفس الطريقة التي تساعد فيها أجسامنا أن تكون صحية،

microbiomes in water, soil and air are critical for planetary health.

يعتبر وجود الميكروبيومات في المياه والتربة والهواء حيويا بالنسبة لصحة الكوكب.

For example, cyanobacteria in the ocean carry out photosynthesis

على سبيل المثال، تنفذ البكتيريا الزرقاء المتواجدة في المحيط عملية التركيب الضوئي

and provide a large fraction of the planet's breathable oxygen.

وتمد الأرض بنسبة كبيرة من الأكسجين الضروري للتنفس.

Even though they're tiny,

وعلى الرغم من حجمها الضئيل،

their green color can be seen from outer space with satellites.

يمكننا أن نرى لونها الأخضر من الفضاء الخارجي عن طريق الأقمار الصناعية.

They may be harder to see,

قد تكون رؤيتها أصعب من غيرها،

but microbiomes in the soil are just as important

ولكن تعد ميكروبيومات التربة بنفس أهمية

as the human or ocean microbiome.

رفاقها في جسم الإنسان أو في المحيط.

I think about soil as a skin for the planet

باعتقادي، التربة هي مثل الجلد لكوكبنا

that provides nutrients to sustain crops and other plants.

فهي توفر المواد لتغذية المحاصيل والنباتات الأخرى.

As an ecologist and climate scientist,

باعتباري عالم بيئة ومناخ،

I've been studying the microbes that live in soil for 20 years now.

منذ 20 سنة إلى الآن وأنا أدرس الميكروبات الموجودة في التربة.

Just like we've seen with the human microbiome,

مثلما شاهدنا في الميكروبيوم البشري،

cutting-edge techniques in molecular biology,

تظهر التقنيات المتطورة في علم الأحياء الجزيئي

especially DNA sequencing,

خاصةً تسلسل الحمض النووي،

show that soil microbiomes are extremely diverse

أن ميكروبيومات التربة متنوعة للغاية

in their genes and life cycles.

في جيناتها ودورات حياتها.

Scientists are starting to figure out how we can harness

وقد بدأ العلماء بإيجاد طرق تمكننا من الاستفادة

the diversity of these often invisible organisms

من تنوع هذه الكائنات الدقيقة غير المرئية

to solve global problems like climate change and food insecurity.

في حل مشاكل مثل التغير المناخي والأمن الغذائي العالمي.

Take agricultural crops, for example.

لنأخذ المحاصيل الزراعية كمثال.

With climate change causing more frequent heat waves and droughts,

يسبب التغير المناخي موجات حر وجفاف بشكل متكرر،

crop plants may become stressed,

وذلك يمكن أن يرهق المزروعات،

reducing yields and threatening food security.

مما يؤدي إلى ضعف الإنتاج وتهديد الأمن الغذائي.

But microbes can help.

ولكن يمكن للميكروبات المساعدة.

There are symbiotic fungi called mycorrhiza

توجد فطريات تكافلية تدعى بالمايكرورايزي

that grow out from plant roots and into the soil

تنمو هذه الفطور من داخل جذور النباتات إلى التربة المحيطة

where they collect water and nutrients.

وتبدأ بجمع المياه والمواد المغذية.

Then the plant and its symbiotic fungus make a trade.

ثم تقوم النباتات والفطريات التكافلية بعملية مقايضة.

The fungus sends water and nutrients into the plant roots

حيث تمدّ الفطريات جذور النبتة بالماء والعناصر الغذائية

and the plant pays back the fungus with sugars from photosynthesis.

وتدفع النبتة ثمن ذلك للفطريات بالسكر الذي ينتج عن التركيب الضوئي.

To reduce stress on plants from climate change,

لتخيف آثار التغير المناخي على النباتات،

farmers can inoculate the soil with these beneficial fungi.

يمكن للمزارعين تطعيم التربة بهذه الفطريات المفيدة.

Land managers are also starting to use the same approach

بدأ أيضاً مدراء الأراضي باستخدام هذه الطريقة

to help native plants recolonize degraded soil

لمساعدة النباتات المحلية في إعادة إحياء التربة المتدهورة

during habitat restoration.

في عملية ترميم البيئة الحاضنة.

So the next time you support an environmental cause,

ففي المرة المقبلة التي تقرر فيها أن تدعم قضية بيئية،

maybe through a nonprofit donation or volunteer work,

ربما بتبرع غير ربحي أو عمل تطوعي،

remember, soil microbes need conservation too.

تذكر أن ميكروبات التربة تحتاج اهتماماً أيضا.

The planet also relies on soil microbiomes for other essential services.

يعتمد الكوكب على ميكروبيومات التربة من أجل خدمات ضرورية أخرى أيضاً.

Have you ever thought about what happens to living things

هل فكرت يوماً بما يحدث لهذه الكائنات

like these leaves, mosses and mushrooms when they die?

مثل الأوراق والطحالب والفطر عند موتها؟

I'm not talking about an existential crisis.

ليس مقصدي هنا الأزمة الوجودية.

I'm talking about microbial decomposition.

أنا أتحدث هنا عن التحلل الجرثومي.

Think about it like a type of biological recycling

يمكن أن نشبهه بإعادة التدوير البيولوجي

practiced by very diligent microbes.

ينفذ من قبل ميكروبات مجتهدة للغاية.

They take dead bodies and turn them into useful nutrients.

تحول هذه الميكروبات الأجسام الميتة إلى مواد غذائية مفيدة جداً.

Without this essential service,

فبدون هذه الخدمة الضرورية،

life on Earth would grind to a halt

سوف تتوقف الحياة على الأرض

because dead stuff would pile up,

لأن الأجسام الميتة سوف تتراكم فوق بعضها،

depriving the next generation of life forms of the raw materials

وذلك سوف يحرم الجيل التالي من أشكال الحياة التي تشكل المواد الخام

needed for growth.

الضرورية للنمو.

Hundreds of researchers funded by the US Department of Energy

يحاول مئات من الباحثين بدعم من وزارة الطاقة في الولايات المتحدة

are even trying to figure out how to co-opt microbial decomposition

إيجاد طريقة للاستفادة من التحليل الجرثومي

to produce sustainable biofuels

من أجل إنتاج وقود حيوي مستدام

from wood, grasses and other plant materials.

من الخشب والعشب وموارد نباتية أخرى.

Fuels derived from plants and microbes are part of the climate solution

يعد الوقود المستخرج من النباتات والميكروبات جزءاً من الحل بالنسبة للمناخ

because they don't rely on fossil carbon sources

لأن إنتاجه لا يعتمد على مصادر الكربون الأحفوري

like coal and oil.

كالفحم والزيت.

At the same time, ecologists like me are very concerned

في نفس الوقت، لدى علماء البيئة مثلي قلقٌ يشغلنا دائماً

about how climate change might affect microbial recycling in the environment.

من أن يؤثر التغير المناخي على إعادة التدوير الميكروبية في البيئة.

A warming climate might speed up the process

فقد يؤدي المناخ الدافئ إلى تسريع العملية

and release more greenhouse gases into the atmosphere.

وإطلاق أكبر للغازات السامة في الجو.

A drier climate might slow down the microbes

وقد يؤدي المناخ الجاف إلى إبطاء العملية

and leave plants starved for essential nutrients.

وحرمان النباتات من العناصر الغذائية الضرورية لها.

Fortunately, there is reason for hope.

لحسن الحظ هنالك بارقة أمل.

Microbes are super adaptable because they can evolve very quickly.

فإمكانية التأقلم لدى الميكروبات مذهلة لأنها تتطور بسرعة.

For example, you may have heard of pathogenic bacteria like staph

كمثال يمكن أن تكون قد سمعت ببكتيريا مسببة للمرض تدعى بالمكورات العنقودية

evolving antibiotic resistance.

طورت مقاومة للمضادات الحيوية.

Of course, that's bad for us.

وذلك سيء بالنسبة لنا بالطبع.

But the same evolutionary process

ولكن يمكن لعميلة التطوير تلك

could also help microbes adapt to climate change, which is good.

أن تساعد الميكروبات أيضاً في التأقلم على التغير المناخي، وذلك هو الشيء الجيد.

After all, microbes evolved long ago

فكما نعلم، تطورت الميكروبات منذ زمن بعيد

to survive extreme conditions like the hot springs of Yellowstone.

في سبيل النجاة في ظروف قاسية مثل الموجودة في الينابيع الحارة في يلوستون.

Just like our human cells, each microbial cell contains a genome.

بشكل مشابه لخلايانا البشرية تحتوي الخلية الميكروبية على جينوم.

And just like our genomes,

وبشكل مشابه لجينوماتنا،

microbial genomes contain genes or DNA sequences

تحتوي الجينومات الميكروبية على سلاسل من الحمض النووي

with instructions for growth and survival.

فيها تعليمات للنمو والنجاة.

My colleagues and I have identified genes

لقد قمنا أنا وزملائي باكتشاف جينات

that allow bacteria and fungi to survive drought

توجز للبكتيريا والفطور النجاة من الجفاف

and decompose dead plant material.

وتحليل بقايا النباتات الميتة.

We're currently doing experiments to see how fast these genes evolve

ونحن الآن في صدد إجراء التجارب لمعرفة سرعة تطور هذه الجينات

and what kinds of genetic changes

وماهية أنواع التغيرات الجينية

make bacteria and fungi more resistant to drought.

التي تزيد من مقاومة البكتيريا والفطور للجفاف.

Some of our prior research shows that microbes have the potential

تظهر بعض أبحاثنا السابقة أن الميكروبات تملك الإمكانية

to deal with climate change.

للتعامل مع التغير المناخي.

Microbiomes and the services they provide could cope not just by evolving,

تستطيع الميكروبيومات والخدمات التي توفرها التأقلم، وليس فقط بالتطور

but also by shifting around the dominant species of microbes.

بل أيضاً بإحلال الأنواع السائدة من الميكروبات محل بعضها.

Microbiomes are so diverse

الميكروبيومات متنوعة للغاية

that even if some of the species die out with climate change,

لدرجة أنه حتى لو اختفت بعض أصنافها نتيجة التغير المناخي،

others might survive and take their place, allowing nature's recycling to continue.

سوف تحل محلها أصناف أخرى، مما يسمح للطبيعة باستمرار عملية إعادة التدوير.

To test this idea, my colleagues and I designed special cages

لإثبات هذه النظرية، قمنا أنا وزملائي بتصميم أقفاص خاصة لاحتواء ميكروبيومات

to contain microbiomes

from different habitats in Southern California.

قادمة من بيئات مختلفة في جنوب كاليفورنيا.

We sampled microbiomes from places

أخذنا ميكروبيومات من أماكن

ranging from forested mountaintops

تمتد من قمم الجبال المشجرة إلى الصحاري الحارة.

to hot deserts.

Each cage contained a microbiome from one of these places

يحتوي كل قفص على ميكروبيوم من كل واحدة من هذه البيئات

along with sterilized dead grass for the microbes to use as a food source.

مجموع مع عشب ميت معقم لتستخدمه الميكروبات كمصدر للغذاء.

We then put the cages back into the different habitats

ثم وضعنا الأقفاص في البيئات المختلفة مجدداً.

so that the microbiomes experienced pretty dramatic changes in climate.

فعلنا ذلك من أجل أن تختبر الميكروبيومات تغيرات مهولة في المناخ.

We expected that the microbes from the cooler places

لقد كان توقعنا أن تموت الميكروبات التي أتت من بيئات باردة

would die out when we moved them to the warm places like the hot desert,

عند وضعها في بيئة دافئة مثل الصحراء،

and that they would lose their ability

وسوف تخسر قدرتها

to consume and recycle the nutrients in the dead grass material.

على امتصاص وإعادة تدوير العناصر الموجودة في العشب الميت.

But when we looked at the results,

ولكني صدمت عند فحص النتائج.

I was really shocked.

The microbiomes were almost unfazed by this massive climate difference.

لم يكن لاختلاف المناخ المهول هذا تقريباً أي تأثير على الميكروبات.

There were some changes in the dominant species,

كان هنالك بعض التغييرات على الأنواع السائدة،

but mountaintop microbes decomposed dead grass just as well

ولكن ميكروبات قمم الجبل قامت بتحليل العشب الميت ببراعة

as desert microbiomes in the hot, dry climate.

وكذلك فعلت ميكروبيومات الصحاري في المناخ الحار والجاف.

This result tells us the microbiomes have the ability to evolve

تخبرنا هذه النتيجة أن الميكروبيومات تمتلك القدرة على التطور

and shift to deal with really dramatic climate changes.

و التحول للتعامل مع التغييرات المناخية المهولة.

Another way that soil microbiomes can be part of the climate change solution

هنالك منحى آخر أينما تكون مبكروبيومات التربة جزءاً من الحل المناخي

is by building healthy soil.

وهو ببناء تربة قويمة.

Many soil bacteria and fungi ooze out sticky chemicals

تنضح الكثير من بكتيريا التربة والفطور مواداً كيميائية لزجة

to glue themselves onto soil surfaces.

لإلصاق أنفسهم بسطح التربة.

The glue and the microbes

يشكل الدبق والميكروبات هذه الأغشية الحيوية التي تربط جزيئات التربة ببعضها.

form these biofilms that hold soil particles together.

This helps the soil resist erosion

وهذا يساعد التربة في مقاومة التعرية

and hold more water that's available for plants.

واحتواء كمية مياه أكبر لتغذية النباتات.

Microbes and their biofilms also play a big role in soil carbon sequestration.

كما تلعب الميكروبات وأغشيتها الحيوية دوراً كبيراً في عزل الكربون في التربة.

Many forms of carbon from plants, like sugars, don't last long in the soil

الكثير من أشكال الكربون التي ينتجها النبات مثل السكريات، لا تدوم طويلاً في التربة

because they're food for many organisms, including the microbes.

لأنها تعتبر طعاماً للكثير من الأحياء من ضمنها الميكروبات.

But microbodies and biofilms are made up of complex chemicals.

ولكن تتكون الميكروبات وأغشيتها من مركبات كيميائية معقدة.

For example, many microbes build cell walls for protection,

على سبيل المثال، تبني العديد من الميكروبات جدراناً خلوية للحماية

so the wall material has to be resistant to biochemical attack.

فيجب على هذه الجدران أن تكون مقاومة للهجمات البيوكيميائية.

When the microbes die, their corpses, especially those cell walls,

وعندما يموت الميكروب يمكن لجثته وخاصة جدرانه الخلوية،

can stick around for a really long time, maybe even thousands of years.

أن يبقوا متواجدين لوقت طويل جداً ربما لآلاف السنين.

In this way, soil acts a lot like a bank vault for carbon.

وبهذه الطريقة تصبح التربة خزنة بانك بالنسبة للكربون.

More carbon in the bank means healthier soil

فكلما ازداد منسوب الكربون في البنك ازدادت عافية التربة

and less greenhouse gas buildup in the atmosphere.

ومما يعني انخفاض منسوب الغازات السامة في الجو.

Microbes are sort of like the Federal Reserve.

تشبه الميكروبات بمكان الاحتياطي الفيدرالي.

They can take cash off the street in the form of these plant sugars

تستطيع مصادرة المال من الشوارع بشكل السكريات التي تنتجها النبتة

and lock it away in a chemical vault for long-term storage.

وتقفل عليه في خزنة كيميائية للحفاظ عليه على المدى البعيد.

With the science of climate change becoming more and more obvious every day,

مع ازدياد الاقتناع بعلم تغيير المناخ كل يوم،

we need to figure out how to adapt, for sure.

علينا أن نجد طريقة للتأقلم بالتأكيد.

Some scary outcomes, like emerging microbial diseases,

يجب علينا التخطيط لسيناريوهات مخيفة، مثل أمراض الميكروبات المستجدة.

are definitely something we need to plan for.

But microbes can be a part of the climate solution

ولكن يمكن الميكروبات أن تكون جزءاً من الحل المناخي

if we figure out how to leverage all that microbiome diversity.

إذا ابتكرنا طرقاً لتحسين التنوع الميكروبي.

To be honest, though, making sense out of complex microbiomes

ولكن لكي أكون صادقاً، تحديد ماهية الميكروبيومات المعقدة

is still a big scientific challenge.

لازال تحدياً كبيراَ بالنسبة للعلماء.

Their complexity is both a blessing and a curse.

تعتبر تركيبتهم المعقد نعمة ونقمة في نفس الوقت.

We're only beginning to understand

نحن لازلنا نغرف في قشور فهم ماهية

all the strange and wonderful microbial lifestyles

أساليب الحياة الغريبة والرائعة للميكروبات

that have been evolving since the origins of life on Earth.

التي كانت و لا زالت تتحور منذ أن بدأت الحياة على كوكبنا.

This digital artwork called "Microbes Reimagined"

هذه اللوحة الرقمية التي تدعى “الميكروبات بنظرة أخرى”

does a great job of capturing that sense of mystery.

قامت بعمل رائع في تمثيل واقع ذلك اللغز.

But one thing we do know for sure is that microbes are not just pathogens.

ولكن الشيء الأكيد هو أن الميكروبات ليست تلك التي تسبب الأمراض فحسب.

Our lives literally depend on them.

فحياتنا تعتمد عليهم بكل معنى الكلمة.

So next time you take a breath outside,

فالمرة المقبلة التي تتنفس فيها هواء الخارج

imagine all those oxygen-spewing cyanobacteria

تخيل كل تلك البكتيريا الزرقاء التي تقذف الأوكسجين وتحوم في المحيط،

floating around in the ocean,

and when the time comes

وحينما تأتي النهاية وتلفظ أنفاسك الأخيرة،

and you draw in that last and final breath,

take comfort in knowing that soil microbes will be there

ارقد بسلام لمعرفة أن ميكروبات التربة ستكون حاضرة لتحويل جسدك إلى عناصر مغذية.

to turn your body into useful nutrients.

Even as we enjoy these benefits of microbiomes,

بينما يمكننا الاستمتاع بمزايا هذه الميكروبيومات

climate change remains a potentially existential threat to our well-being.

يشكل التغير المناخي دائماً أزمة وجودية محتملة تهدد صحة حياتنا.

But dangerous climate change is not inevitable, at least not yet.

ولكن التغير المناخي الخطير ليس محتوماً على الأقل ليس بعد.

With the right cutting-edge research,

فمع البحث العلمي المتطور والدقيق،

diverse microbiomes could become a big part of the solution

يمكن للميكروبيومات المتنوعة أن تصبح جزءاً من الحل لمشكلتنا المناخية.

to our climate problem.

Thank you.

شكراً لكم.