أكتوبوس سبرينغ

أوكتوبوس سبرينج  أي ينبوع الأخطبوط ، هو اسم الينابيع الساخنة القلوية الموجودة في [ Geysir-Becken]السفلي في متنزه يلوستون الوطني Sarah Bordenstein: Octopus Spring. Auf: Microbial Life, Stand: 2. März 2023.
 Octopus Spring. Auf Mapcarta (de).
  في الولايات المتحدة الأمريكية ، على بعد أقل بقليل من 10 كم من Old Faithful Geyser المعروف. تقع في مقاطعة تيتون في ولاية وايومنغ في الولايات المتحدة Octopus Spring. Auf Geonames.org (cc-by)
  على ارتفاع 2238 مترًا فوق مستوى سطح البحر. [A. 1]

أخذ الينبوع اسمه من قنوات التدفق الخارجة منه التي تنتشر مثل أذرع الأخطبوط .

تأتي البكتيريا والعتائق المعزولة من مصادرها في حديقة يلوستون الوطنية بإمكانات مالية هائلة لشركات الأدوية بشكل عام ؛ على سبيل المثال ، تبيع شركة Roche السويسرية بوليميراز DNA المتحمل الحرارة الموجود في بكتيريا من فصيلة Thermus aquaticus - وقد تم العثور على هذه البكتيريا لأول مرة في مشروم سبرينغ Mushroom Spring (أي ينبوع عيش الغراب) المجاور ، وفيما بعد هنا أيضًا. يحقق عائدات بالمليارات الدولار؛ Park Service may license microbe use. Auf: Billings Gazette vom 5. Oktober 2008. Memento im Webarchiv vom 23. März 2023. لأنه يٌستخدم في تفاعل البلمرة المتسلسل (PCR) للحمض النووي . بعد صدور حكم محكمة في عام 2000 ، تم السماح لخدمة المتنزهات القومية بتلقي مساهمات مالية مستقبلية من الأبحاث التي أجريت في حديقة يلوستون الوطنية.إدارة المتنزهات الوطنية: Benefit-Sharing in the National Parks Environmental Impact Statement (28. Oktober 2007). Memento im Webarchiv vom 10. Februar 2005.إدارة المتنزهات الوطنية: General Conditions for Scientific Research and Collecting Permit (28. Oktober 2007). Memento im Webarchiv vom 23. März 2023.

 الجغرافيا 
يصب الينبوع في نهر فايرهول عبر "وايت كريك" . المنطقة المحيطة بالمصدر (حوض السخان السفلي) مسطحة في الغالب وهناك عدة مصادر أخرى مثل Great Fountain Geyser و فايرهول سبرينغ و سربرايز بوول Surprise Pool  و مشروم سبرينغ .Vera Thiel1, Michael Hügler, David M. Ward, Donald A. Bryant: The Dark Side of the Mushroom Spring Microbial Mat: Life in the Shadow of Chlorophototrophs. II. Metabolic Functions of Abundant Community Members Predicted from Metagenomic Analyses. In: Frontiers in Microbiology, Band 8, 6. Juni 2017; doi:10.3389/fmicb.2017.00943. تقع منطقة المصدر في واد ، حول هذه المنطقة معظم التضاريس جبلية ، [A. 3] أعلى نقطة في المنطقة يبلغ ارتفاعها 2368 مترًا وهي حوالي 1.1 كم الى الشرق. [A. 2]

الكثافة السكانية حول المصدر منخفضة جدًا ، إذ يعيش أقل من شخصين لكل كيلومتر مربع في تلك المنطقة  Memento im Webarchiv vom 9. Februar 2016. ولا توجد مدينة ولا حتى قرية قريبة. Memento im Webarchiv vom 28. Februar 2016.

 الجيولوجيا 
تصغير|تحويل المواد العضوية الذائبة الموجودة في المصادر المائية الساحنة الموجودة في باطن ارض ينابيع يلوستون YDOM ، وتسربها إلى أعلى سطح الأرض.
يتم تسخين ينبوع الأخطبوط بالحرارة الناتجة عن الصهارة الجوفية. يعود أصل مياه الينابيع والمواد المذابة فيها إلى نبع حراري عميق (ساخن بحوالي 195 درجة مئوية على عمق ~ 150 متر . وبالتالي فهي تمثل إحدى فتحات الخروج للمكونات العضوية وغير العضوية في النظام الحراري المائي.Michael Gonsior, Norbert Hertkorn, Nancy Hinman, Sabine  Dvorski, Mourad Harir, William J. Cooper, Philippe Schmitt-Kopplin: Yellowstone Hot Springs are Organic Chemodiversity Hot Spots. In: Nature: Scientific Reports, Band 8, Nr. 14155, 20. September 2018; doi:10.1038/s41598-018-32593-x, PDF.
  تذوب السيليكا (SiO 2 ) للصخور البركانية في  الماء الساخن وتترسب  مما يعطي رواسب السيليكات اللبيدة لونًا أبيضا باهتًا.Joyce Cheatham, Erica L. Glover, Lollie Garay, Mark McGaugh, Rob Shauger: Octopus Springs. Yellowstone National Park. Lunar and Planetary Institute. 2007. Memento im Webarchiv vom 4. Dezember 2008.Yellowstone Hot Springs §Yellowstone Hot Spring Regions. Auf MicrobeWiki, , Department of Biology. Stand: 20. August 2010. Anmerkung: Klassifizierung und Bezeichnungsweise wurden im Artikel hier aktualisiert/korrigiert.
  تبلغ درجة حرارة النبع نفسه بين 90 - 95 درجة مئوية    ، في قنوات الصرف الصاعدة يبرد الماء إلى 83 درجة مئوية ،  بالقرب من المصدر ثم ما يصل إلى حوالي 60 درجة مئوية  في الينبوع

يحتوي الماء أيضًا على تركيز منخفض لـ كبريتيد الهيدروجين (H 2S ) ، وبالتالي فهو قلوي برقم "باءهاء " (هيدروجيني) يبلغ حوالي 8.

 المناخ 
المناخ بارد معتدل (شمالي) ،  متوسط درجة حرارة الهواء هو -1  درجة مئوية . الشهر الأدفأ هو شهر يوليو حيث ترتفع درجة الحرارة إلى نحو 16 درجة مئوية وخلال الشهر البارد ديسمبر تهبط درجة الحرارة حتى -15 درجة مئوية. Memento im Webarchiv vom 3. Februar 2016. ومتوسط هطول الأمطار 401 ملم في السنة. أما شهر مايو فهو الأكثر هطولًا للأمطار ، إذ يبلغ 51 ملم من الأمطار ، ويكون يونيو الأكثر جفافاً بمقدار 23 ملم . Memento im Webarchiv vom 12. April 2016.

 علم البيئة 
نبع الأخطبوط محاط بالكامل تقريبًا بغابات الصنوبر .

التدفق الثابت للمياه منه المقدر بـ 75 إلى 100 لتر في الدقيقة ، يغذي الحصائر الميكروبية المحيطة الواسعة والملونة.

على بعد حوالي مترين من البركة الزرقاء الكريستالية ، تظهر مجتمعات ميكروبية خيطية وردية اللون . وفي قنوات التدفق السفلية تنخفض درجة الحرارة وتتغير الحصيرة الميكروبية ­ في أصنافها و ألوانها .

بشكل عام ، تتكون حصائر ينبوع الأخطبوط من مجموعات متنوعة من أنواع البكتيريا و الكائنات الحية ذات التغذية الضوئية ، والتغذية الكيميائية ، وغيرية التغذية . يحتوي ينبوع الأخطبوط على تركيز عالٍ من غاز الهيدروجين ، والذي تستخدمه البكتيريا المتخصصة في أيضها.Anne-Soisig Steunou, Devaki Bhaya, Mary M. Bateson, Melanie C. Melendrez, David M. Ward, Eric Brecht, John W. Peters, Michael Kühl, Arthur R. Grossman: 'In situ analysis of nitrogen fixation and metabolic switching in unicellular thermophilic cyanobacteria inhabiting hot spring microbial mats. In: PNAS, Band 103, Nr. 7, 7. Februar 2006, S. 2398-2403; doi:10.1073/pnas.0507513103, PMID 16467157, . Dazu:
</ref> تشمل البكتيريا المشاركة في المجتمعات الميكروبية أيضًا سيانو ­ بكتيريا ، و بكتيريا الكبريت الأخضر (كلوروبيا) والبكتيريا الخضراء غير الكبريتية (كلوروفليكسي).

الكائنات الحية الدقيقة الخلوية في ينبوع الأخطبوط - فقط بدائيات النوى المعروفة (مثل البكتيريا والعتائق ) - تتطفل عليها فيروسات ، Marike Palmer, Brian P. Hedlund, Simon Roux, Philippos K. Tsourkas, Ryan K. Doss, Casey Stamereilers, Astha Mehta, Jeremy A. Dodsworth, Michael Lodes, Scott Monsma, Tijana Glavina del Rio, Thomas W. Schoenfeld, Emiley A. Eloe-Fadrosh, David A. Mead: Diversity and Distribution of a Novel Genus of Hyperthermophilic Aquificae Viruses Encoding a Proof-Reading Family-A DNA Polymerase. In: Frontiers in Microbiology, Band 11, Nr. 583361, 12. November 2020; doi:10.3389/fmicb.2020.583361, , PMID 33281778. والتي لا تزال أبحاثها في مهدها  (اعتبارًا من مارس 2023).

بعض الأمثلة:

 البكتيريا الزرقاء 

Synechococcus هو جنس من البكتيريا الزرقاء من عائلة Synechococcaceae وترتيب Synechococcales. دراسة عام 2006 قامت بها آن- يويسيغ ستينو وزملائها بينت اربعة أنواع من فصائل أنماط بيئية (A bis D) مختلفة وأنواع فرعية أخرى . تم تصنيف نوعين من هذه الأنواع (A و B') على أنهما Synecho­coccus محب للحرارة ­ من ينبوع أوكتوبوس (لذلك يشار إليها أيضًا باسم OS-A و 'OS-B). دراسة أخرى من نفس العام بواسطة الباحثة يسيكا أليوالت وزملائها ، فحصت المتغيرات A و B من نبع الأخطبوط (مع المتغيرات الفرعية) ، والمشار إليها هنا بالأنماط الجينية .

يتمتع هذان النوعان بأعلى درجات تحمل درجات الحرارة لأي بكتيريا زرقاء موجودة في هذا النظام البيئي ، حتى ما يزيد قليلاً عن 70 درجة مئوية كانت التسلسلات الشبيهة بـ A شائعة في درجات حرارة أعلى قليلاً وتسلسلات شبيهة بـ B في درجات حرارة منخفضة قليلاً.Jessica P. Allewalt, Mary M. Bateson, Niels Peter Revsbech, Kimberly Slack, David M. Ward: Effect of Temperature and Light on Growth of and Photosynthesis by Synechococcus Isolates Typical of Those Predominating in the Octopus Spring Microbial Mat Community of Yellowstone National Park. In: ASM Journals: Applied and Environmental Microbiology, Band 72, Nr. 1, 1. Januar 2006; doi:10.1128/AEM.72.1.544-550.2006, PMID 16391090, . أثبتت هذه الكائنات الحية الدقيقة أنها قادرة على تثبيت النيتروجين ، مع فصلها زمنياً عن عملية التمثيل الضوئي - حيث أن كلا العمليتين غير متوافقتين مع بعضهما البعض ولا يمكن أن يحدثا في نفس الوقت . من أجل تحقيق ذلك ، تحتوي البكتيريا الزرقاء قيد الدراسة على مفاتيح تنظيمية تتحكم في هاتين العمليتين وعمليات التمثيل الغذائي الأخرى داخل الخلايا. على وجه الخصوص ، مثل بكتيريا العقيدات ، يتم التعبير عن هذه الجينات عندما يصبح اللون المطفأ ناقص الأكسجين مع انخفاض السطوع في وقت متأخر من بعد الظهر. ويصاحب ذلك زيادة في نشاط إنزيم النيتروجين الذي يربط N أثناء الليل. يتطلب تثبيت النتروجين الكثير من الطاقة. من أجل الحصول على هذه الطاقة في الليل ، تعتمد البكتيريا على عمليات التخمير .

خلال النهار تعتمد أنواع المكورات المتزامنة Synechococcus المحبة للحرارة على التمثيل الضوئي والتنفس الخلوي ، وبالتالي فإن محتوى الأكسجين (O2) مرتفع ؛ فقط في الليل يتحولون إلى التخمر وتثبيت N 2 .

 ثرموستيكوس و Synechococcus_A“ 
في عام 2020 ، قدم الباحث جيري كوماريك وزملاؤه إعادة تنظيم جنس Synechococcus واسع النطاق آنذاك ، نظرًا لأن الأنواع والسلالات المخصصة له في ذلك الوقت كانت تتميز بانحرافات قوية في الرنا الريباسي 16S وكان التشابه موجودًا فقط في شكلها الخارجي. في سياق عملية إعادة التنظيم هذه ، تم فصل المتغيرات المحبة للحرارة (الأنواع ، ولكن أيضًا بعض السلالات الفردية) ونقلها إلى الأجناس الجديدة Thermosynechococcus و Thermostichus ، بما في ذلك عائلة وترتيب جديدين ­ توزيع.Jiří Komárek, Jeffrey R. Johansen, Jan Šmarda, Otakar Strunecký: Phylogeny and taxonomy of Synechococcus-like cyanobacteria. In: Fottea, Band 20, Nr. 2, S. 171–191; doi:10.5507/fot.2020.006. لا تزال تفاصيل إعادة التنظيم هذه قيد المناقشة: في حين أن تصنيف المركز القومي للتكنولوجيا الحيوية ، يرى جنس ثرموستيكوس في عائلة أخرى منفصلة .

 ميثانو ثرموبكتيريا 
يُنسب سابقًا إلى جنس Methanobacterium مثل Methanobacterium thermautotrophicum ) عبارة عن آركونات ذاتية التغذية لا هوائية تمامًا لها شكل قضبان منحنية بشكل غير منتظم ; تشن وغالبا ما تشكل خيوط طويلة.<ref name="Zeikus1972">
Joseph G. Zeikus, Ralph S. Wolfe: 'Methanobacterium thermoautotrophicus sp. n., an Anaerobic, Autotrophic, Extreme Thermophile. In: ASM Journals: Journal of Bacteriology, Band 102, Nr. 2, Februar 1972, S. 707–713/715; doi:10.1128/jb.109.2.707-713.1972, PMID 4550816, . M. thermautotrophicus لها درجة حرارة مثالية للنمو وتكوين الميثان تبلغ 65درجة مئوية إلى 70 درجة مئوية تستخدم الكائنات الحية الأمونيا كمصدر للنيتروجين ، والكبريتيد كمصدر للكبريت ، والهيدروجين كمصدر رئيسي للطاقة ، وثاني أكسيد الكربون كمصدر للكربون. قدرتهم على استخدام الهيدروجين كعامل اختزال وكذلك ثاني أكسيد الكربون تصنفهم على أنهم مؤكسدون للهيدروجين. قدرة ريبوسوماتها على زيادة فرط لونها بمقدار 20 تلعب زيادة النسبة المئوية وتحمل الحرارة العالية دورًا مهمًا في الحصول على أقصى قدر من الشمع بدرجة الحرارة حسب البيئة.

 روابط انترنت 

 سارة بوردنشتاين: ينبوع الأخطبوط . في الحياة الميكروبية ، مركز تعليم العلوم ، كلية كارلتون . الحالة: 14. مارس 2023.

 المراجع 
 Memento im Webarchiv vom 9. Februar 2016.
 Memento im Webarchiv vom 28. Februar 2016.
 Memento im Webarchiv vom 12. April 2016.
 Memento im Webarchiv vom 3. Februar 2016.

Promontory Tip. Auf Mapcarta (de).

The Promontory. Auf: Google Maps.


NCBI Taxonomy Browser: Chloracidobacterium thermophilum (species), dazu: NCBI Nucleotide: Chloracidobacterium thermophilum strain B … USA: Octopus Spring, Yellowstone National Park, Wyoming.

NCBI Taxonomy Browser: Candidatus Thermochlorobacter aerophilum (species), dazu: NCBI Nucleotide: MAG: Candidatus Thermochlorobacter aerophilum isolate OS,…. Isolation source: Yellowstone National Park Mushroom and Octopus hot spring.

NCBI Nucleotdie: Sulfolobus sp. (from Octopus Spring 1) ….

NCBI Taxonomy Browser: Thermostichus lividus PCC 6715 (strain), syn. Synechococcus lividus PCC 6715. Dazu: NCBI Nucleotide: Thermostichus lividus PCC 6715 chromosome, …. Die angegebenen Koordinaten zeigen auf die Promontory-Halbinsel.

NCBI Taxonomy Browser: Thermostichus lividus C1 (strain), syn. Synechococcus lividus C1. Dazu: NCBI Nucleotide: Synechococcus lividus C1 isolation-source Octopus Spring cyanobacterial mat, Yellowstone National Park ….

NCBI Taxonomy Browser: Thermosynechococcus.

Thermus sp. (from Octopus Spring 3) 5S rRNA 
GTDB: Chloracidobacterium thermophilum (species).

GTDB: Thermochlorobacter aerophilum (species), dazu: GCA_002794105.1: Thermochlorobacter aerophilum – NCBI strain identifiers: OS.

GTDB: Synechococcus lividus (species). Dazu: GCF_002754935.1: Synechococcus_A lividus (NCBI strain id: PCC 6715).

GTDB: Thermosynechococcus (genus).

قائمة أسماء بدائيات النوى المنشورة بشكل صحيح: Species "Chloracidobacterium thermophilum" – Type strain: ATCC BAA-2647; B; JCM 30199.

قائمة أسماء بدائيات النوى المنشورة بشكل صحيح: Species "Candidatus Thermochlorobacter aerophilus", synonym "Candidatus Thermochlorobacter aerophilum" – Type strain: OS GSB.

قائمة أسماء بدائيات النوى المنشورة بشكل صحيح: Species "Thermus flavus"

قائمة أسماء بدائيات النوى المنشورة بشكل صحيح: Genus "Thermosynechococcus" Katoh et al. 2001.

Thermocrinis albus OC 1/4. Auf: Bacdive.

Catherine C. Helm-Clark: MERRY BLOGMAS FOR DECEMBER 9: DNA AND YELLOWSTONE. THE BIRTHPLACE OF DNA FINGERPRINTING BY THE PCR METHOD. Blog auf: Gnarly Science vom 9. Dezember 2017.

Thermus. Lexikon der Biologie auf spektrum.de, 1999.

Taq-DNA-Polymerase. Lexikon der Biologie auf spektrum.de, 1999.


Roche:  (pdf – 28. Oktober 2007; 353 kB),

Arie Ben-Bassat, Joseph G. Zeikus: ''Thermobacteroides acetoethylicus gen. nov. and spec. nov., a new chemoorganotrophic, anaerobic, thermophilic bacterium. In: Archives of Microbiology'', Band 128, Nr. 4, 1981, S. 365–370; doi:10.1007/BF00405914.
طوماس دايل بروك, Hudson Freeze: ''Thermus aquaticus gen. n. and sp. n., a nonsporulating extreme thermophile. In: ASM Journals: Journal of Bacteriology'', Band 98, Nr. 1, S. 289–297, April/August 1969; doi:10.1128/jb.98.1.289-297.1969, PMID 5781580, , PDF. Siehe insbes. Tbl. 1 (Fundort YT-1: Mushroom Spring, Station I).


Michael Gonsior, Norbert Hertkorn, Nancy Hinman, Sabine  Dvorski, Mourad Harir, William J. Cooper, Philippe Schmitt-Kopplin: Yellowstone Hot Springs are Organic Chemodiversity Hot Spots. In: طبيعة: Scientific Reports, Band 8, Nr. 14155, 20. September 2018; doi:10.1038/s41598-018-32593-x, PDF.

Rafael R. de la Haba, André Antunes,, Brian P. Hedlund: Editorial: Extremophiles: Microbial genomics and taxogenomics. In: Frontiers in Microbiology: Sec. Extreme Microbiology, Extremophiles: Microbial Genomics and Taxogenomics, Band 13, 2. August 2022; doi:10.3389/fmicb.2022.984632, PMID 35983330, .
Robert Huber, Wolfgang Eder, Stefan Heldwein, Gerhard Wanner, Harald Huber, Reinhard Rachel, Karl O. Stetter: ''Thermocrinis ruber gen. nov., sp. nov., a Pink-Filament-Forming Hyperthermophilic Bacterium Isolated from Yellowstone National Park. In: Applied and Environmental Microbiology (AEM''), Band 65, Nr. 10, S. 3576–3583, 1. Oktober 1998; doi:10.1128/AEM.64.10.3576-3583.1998, PMID 9758770, .

Zhenfeng Liu, Christian G. Klatt, Marcus Ludwig, Douglas B. Rusch, Sheila I. Jensen, Michael Kühl, David M. Ward, Donald A. Bryant: ‘Candidatus Thermochlorobacter aerophilum:’ an aerobic chlorophotoheterotrophic member of the phylum Chlorobi defined by metagenomics and metatranscriptomics. In: طبيعة: The ISME Journal, Band 6, S. 1869–1882, 29. März 2012; doi:10.1038/ismej.2012.24, PMID 22456447, .
Luke J. McKay, Olivia D. Nigro, Mensur Dlakić, Karen M. Luttrell, Douglas B. Rusch, Matthew W. Fields, William P. Inskeep: Sulfur cycling and host-virus interactions in Aquificales-dominated biofilms from Yellowstone’s hottest ecosystems. In: طبيعة: The ISME Journal, Band 16, 14. Oktober 2021, S. 842–855; doi:10.1038/s41396-021-01132-4.
Stephen C. Nold, David M. Ward: Diverse Thermus Species Inhabit a Single Hot Spring Microbial Mat. In: Systematic and Applied Microbiology, Band 18, Nr. 2, 1. Januar 1995, S. 274–278; doi:10.1016/s0723-2020(11)80398-x, PMID 11539573. Anm.: Abhängig von der Plattform kann im Titel Thermus als Thermlus verschrieben sein (korrekt auf PubMed und im PDF).

Fred A. Rainey, Erko Stackebrandt: Transfer of the Type Species of the Genus Thermobacteroides to the Genus Thermoanaerobacter as Thermoanaerobacter acetoethylicus (Ben-Bassat and Zeikus 1981) comb. nov., Description of Coprothermobacter gen. nov., and Reclassification of Thermobacteroides proteolyticus as Coprothermobacter proteolyticus (Ollivier et al. 1985) comb. nov. In: International Journal of Systematic Bacteriology, Band 43, Nr. 4, Oktober 1993, S. 857–859; doi:10.1099/00207713-43-4-857.

D. A. Stahl, D. J. Lane, G. J, Olsen, N. R. Pace: Characterization of a Yellowstone hot spring microbial community by 5S rRNA sequences. In: ASM Journals: Applied and Environmental Microbiology, Band 49, Nr. 6, 1. Juni 1985; doi:10.1128/aem.49.6.1379-1384.1, PMID 2409920, .

تصنيف:مسطحات مائية في وايومنغ
تصنيف:مقاطعة تيتون (وايومنغ)
تصنيف:ينابيع الولايات المتحدة
تصنيف:بركانية الولايات المتحدة
تصنيف:ينابيع حارة
تصنيف:علم المياه الجوفية
تصنيف:جبال روكي
تصنيف:متنزه يلوستون الوطني
تصنيف:سياحة