كولين كافانو

كولين ماري كافانو عالمة أحياء دقيقة أكاديمية أمريكية، اشتهرت بدراساتها لأنظمة الفتحات الحرارية المائية . ^{[ 1 ]} منذ عام 2002، تشغل منصب أستاذة إدوارد سي. جيفري في علم الأحياء بقسم علم الأحياء العضوية والتطورية في جامعة هارفارد ، وهي منتسبة إلى مختبر الأحياء البحرية ومعهد وودز هول لعلوم المحيطات . ^{[ 2 ]} كانت كافانو أول من اقترح أن دودة الأنبوب العملاقة في أعماق البحار ، ريفتيا باتشيبتيلا ، تحصل على غذائها من البكتيريا التي تعيش داخل خلاياها ، وهي فكرة توصلت إليها خلال دراستها العليا في هارفارد. ^{[ 3 ]} ومن الجدير بالذكر أنها ربطت بين قدرة هذه البكتيريا الكيميائية ذاتية التغذية على أداء هذا الدور واستخدامها لعملية التخليق الكيميائي ، وهي الأكسدة البيولوجية للمركبات غير العضوية (مثل كبريتيد الهيدروجين ) لتخليق مواد عضوية من جزيئات بسيطة للغاية تحتوي على الكربون، مما يسمح لكائنات حية مثل هذه البكتيريا (والكائنات الحية المعتمدة عليها مثل الديدان الأنبوبية) بالعيش في أعماق المحيط دون ضوء الشمس . ^{[ 4 ]}

وُلد كافانو في ديترويت ، ميشيغان ، عام 1953. ^{[ 5 ]}

حصلت كافانو على شهادة البكالوريوس من جامعة ميشيغان عام ١٩٧٧، حيث درست الموسيقى في البداية، لكنها تخصصت لاحقًا في علم البيئة. ^{[ ٦ ]} تقول إن حياتها تغيرت في سنتها الثانية عندما سمعت عن دورة في علم البيئة البحرية في المركز الأوقيانوغرافي في وودز هول، ماساتشوستس . هناك، تضمن عملها الخوض في المياه الباردة لدراسة عادات التزاوج لسرطان حدوة الحصان ، ووصفت نفسها بأنها "وقعت في غرام" روح الزمالة الودية وتبادل الأفكار بين علماء الأحياء والجيولوجيا والعلماء من التخصصات الأخرى. ^{[ ٣ ]} التحقت كافانو بدورة في علم البيئة البحرية خلال دراستها الجامعية في جامعة ميشيغان، وبقيت في وودز هول بعد ذلك (لأن سيارتها كانت بحاجة إلى إصلاح) باحثةً عن عمل، وفي النهاية حلت محل زميلة لم تحضر في برنامج بحثي لطلاب البكالوريوس في جامعة بوسطن، مما أعادها للعمل مع سرطان حدوة الحصان المحلي.

ثم انتقلت كافانو إلى كيب كود للعمل في مختبر الأحياء البحرية في وودز هول. وخلال العامين التاليين، تحول تركيز اهتمامها من القشريات إلى البكتيريا ، "الكائنات التي أثارت إعجابها بقدرتها على العيش في أي مكان". ^{[ 3 ]}

تابعت كافانو دراستها العليا في علم الأحياء بجامعة هارفارد، بالتعاون مع متحف علم الحيوان المقارن . التحقت بجامعة هارفارد في خريف عام 1979، وحصلت على درجة الماجستير عام 1981، ثم نالت درجة الدكتوراه في علم الأحياء عام 1985. ^{[ 6 ] [ 7 ]} قُبلت أطروحتها للدكتوراه ، بعنوان "التكافل بين البكتيريا الكيميائية ذاتية التغذية واللافقاريات البحرية "، عام 1985. ^{[ 8 ]}

كان أول تعيين لكافانو كزميلة مبتدئة في جمعية الزملاء بجامعة هارفارد ، في الفترة من 1986 إلى 1989. ^{[ 9 ]} ثم رُقّيت إلى أستاذة مساعدة عام 1989، وأستاذة مشاركة عام 1993. وفي عام 1995، مُنحت التثبيت كأستاذة كاملة "لإسهاماتها البحثية وسمعتها كمعلمة وموجهة". ^{[ 3 ]} وشغلت كافانو منصب المديرة المشاركة لمبادرة علوم الأحياء الدقيقة بجامعة هارفارد ^{[ 10 ]} لمدة 17 عامًا. ^{[ 11 ] [ 12 ]}

واصلت كافانو بناء مسيرتها المهنية على دراسة بيئة الفتحات الحرارية المائية. واكتشفت كافانو شراكات تكافلية مماثلة بين محار سوليميداي الذي يعيش في أحواض الأعشاب البحرية الضحلة والمسطحات الطينية على طول ساحل نيو إنجلاند ، وفي الروبيان بالقرب من الينابيع تحت سطح البحر في وسط المحيط الأطلسي . ^{[ 3 ]}

يعتقد كافانو أن الحياة على الأرض ربما بدأت في ظل ظروف مماثلة ويقول "إن الفكرة منطقية لأن بعض أقدم أشكال البكتيريا الحرة المعيشة تظهر علامات على كونها كائنات محبة للحرارة". ^{[ 3 ]} وقد دفع عمل كافانو المجتمع العلمي إلى إعادة التفكير في نظرية " حساء الدجاج الدافئ " لأصول الحياة والتي كان فيها تراكم الجزيئات العضوية في المياه الضحلة نتيجة للكهرباء الناتجة عن البرق .

أُجريت اكتشافات كافانو حول بيولوجيا أعماق المحيط الهادئ في مختبر بجامعة هارفارد في كامبريدج، ماساتشوستس ، وعملت على الحياة البحرية في المختبر وعلى متن السفن لمدة اثني عشر عامًا قبل أن تحصل على مكان في الغواصة ألفين للغوص العميق ؛ وذهبت إلى قاع خليج المكسيك ، قبالة ساحل فلوريدا ، لأول مرة في عام 1992. وفقًا لمقال في صحيفة هارفارد جازيت :

لم يزر الكثيرون قاع المحيط المغلي حيث تعيش ديدان حمراء زاهية يبلغ طولها ستة أقدام. قد يبدو الأمر وكأنه من خيال جول فيرن ، لكن أستاذة علم الأحياء كولين كافانو، الحاصلة حديثًا على التثبيت الوظيفي، شاهدت هذه المخلوقات الغريبة وغيرها خلال رحلاتها إلى قاع البحر العميق. ^{[ 3 ]}

شاركت لاحقًا في المزيد من "الرحلات الاستكشافية المتطرفة"، مثل الغوص إلى عمق 8200 قدم قبالة الساحل الغربي للمكسيك [ ^{3 ] لجمع} الديدان الأنبوبية وبكتيرياها، والسوائل الغنية بالمواد الكيميائية التي تتدفق من الفتحات الحرارية، وعينات المعادن من قاع المحيط العميق . ^{[ 13 ]} تُعتبر كافانو، التي لُقّبت بـ" الكابتن نيمو العلمي " ^{[ 3 ]} ، شخصية بارزة في مجال علم الأحياء. يصف روبرت كونزيج، في مقال نُشر عام 2001 في مجلة ديسكفر ، عملها، ويصف زيارتها إلى "صدع ساخن في الأرض تحت المحيط الهندي ".

يواجه علماء الأحياء الذين يدرسون فسيولوجيا الكائنات الحية ضغطًا زمنيًا كبيرًا: إذ يجب عليهم تشريح الكائنات قبل أن تتدهور حالتها. تحتاج كولين كافانو، عالمة الأحياء الدقيقة من جامعة هارفارد، إلى حيوانات حية غير متضور جوعًا؛ فبمجرد ابتعادها عن فتحات التهوية لفترة طويلة، حتى لو كانت موجودة في صندوق في قاع المحيط، تبدأ في هضم البكتيريا التكافلية التي تهتم بها. ^{[ 14 ]}

كما ورد في فبراير 2000، اكتشفت كافانو نوعًا جديدًا من بلح البحر الذي يعيش في أعماق خليج المكسيك ، ويتشارك جسمه مع بكتيريا تكافلية تتغذى على غاز الميثان. ^{[ 3 ]} وانضمت إلى كريغ سميث من جامعة هاواي وزملاء آخرين في تقرير نُشر في مجلة نيتشر حول دراسة أجراها البرنامج الوطني لأبحاث أعماق البحار التابع للإدارة الوطنية للمحيطات والغلاف الجوي (NOAA) في مركز الساحل الغربي والمناطق القطبية التابع لها (في جامعة ألاسكا فيربانكس )، والتي تناولت الدور المهم الذي تلعبه جثث الحيتان التي تسقط في قاع المحيط - وعظامها على وجه الخصوص - في بيئة قاع المحيط . ^{[ 15 ] [ 16 ] [ 17 ]}

يعمل مختبر كافانو في جامعة هارفارد على عدد من المشاريع المتعلقة بالتكافل البكتيري في اللافقاريات البحرية من الفتحات الحرارية المائية في أعماق البحار ، وتسربات الميثان، والرواسب المختزلة الساحلية . ويولي الباحثون هناك اهتمامًا خاصًا بتوصيف القدرات الأيضية والوراثية للكائنات المتكافلة، وعلاقاتها التطورية مع البكتيريا الحرة، والتطور المشترك بين الكائن المتكافل والمضيف. ^{[ 18 ]}

• زميل الجمعية الأمريكية لتقدم العلوم (1996) ^{[ 19 ]}

• كافانو، سي إم؛ أبوت، إم إس؛ فينهاوس، إم (1988). "التحديد المناعي الكيميائي لموقع إنزيم ريبولوز-1،5-ثنائي فوسفات كربوكسيلاز في خياشيم سوليميا فيلوم (ذوات الصدفتين: الرخويات) المحتوية على المتعايش" (ملف PDF) . وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم في الولايات المتحدة الأمريكية . 85 (20): 7786-7789 . Bibcode : 1988PNAS...85.7786C . doi : 10.1073 / pnas.85.20.7786 . JSTOR 33030. PMC 282278. PMID 16593987 .   
• كافانو، سي إم؛ غاردينر، إس إل؛ جونز، إم إل؛ جاناش، إتش دبليو؛ ووتربري، جيه بي (1981). "الخلايا بدائية النواة في دودة الأنبوب الحرارية المائية ريفتيا باتشيبتيلا جونز: كائنات تكافلية كيميائية التغذية محتملة". مجلة ساينس . 213 (4505): 340-342 . رمز Bibcode : 1981Sci...213..340C . doi : 10.1126/science.213.4505.340 . PMID 17819907 . 

• الوسائط المتعلقة بكولين كافانو على ويكيميديا ​​كومنز
• صفحات أعضاء هيئة التدريس في قسم علم الأحياء العضوية والتطورية بجامعة هارفارد، بقلم سي إم كافانو.