صلة وراثية بين تدخين الأم وأثره على الأبناء الذكور مدى الحياة

دراسة جديدة تكشف عن تغيرات جينية مبكرة في أثناء الحمل

صلة وراثية بين تدخين الأم وأثره على الأبناء الذكور مدى الحياة
TT

صلة وراثية بين تدخين الأم وأثره على الأبناء الذكور مدى الحياة

صلة وراثية بين تدخين الأم وأثره على الأبناء الذكور مدى الحياة

كشفت دراسة رائدة أ من جامعة أبردين أُجريت على مستوى المملكة المتحدة، عن صلة وراثية بين تدخين الأم في أثناء الحمل وآثاره الصحية طويلة الأمد على الأبناء الذكور. وفي واحدة من كبرى الدراسات التي أُجريت على الإطلاق حول هذا الموضوع، حلل الباحثون بيانات أكثر من نصف مليون شخص، مُلقين الضوء على كيفية تأثير التعرض للتبغ قبل الولادة على الأفراد حتى مرحلة البلوغ.

نطاق دراسة غير مسبوق

استفادت الدراسة بقيادة البروفسور بول فاولر، رئيس قسم العلوم الطبية التطبيقية في جامعة أبردين في اسكوتلندا ونُشرت في مجلة «eBiomedicine» في 11 مارس (آذار) 2025، من الموارد الواسعة للبنك الحيوي البريطاني. وبالاعتماد على عينات من 500 ألف مشارك من 22 مركزاً في اسكوتلندا وإنجلترا وويلز، أجرى فريق البحث أول تحليل جيني واسع النطاق يربط تدخين الأم بالنتائج الصحية طويلة المدى على الأبناء. وحدد عمل الباحثين عدة متغيرات جينية لا تزيد فقط من خطر احتمالية تدخين الأم في أثناء الحمل بل قد تُعرّض الأطفال أيضاً لمشكلات صحية خطيرة في مراحل لاحقة من حياتهم.

اختلاف التأثير على الذكور والإناث

كان من أبرز نتائج الدراسة الاختلاف الملحوظ في كيفية تأثير تدخين الأم على ذريتها من الذكور والإناث. فقد اكتشف الباحثون أن الأجنَّة الذكور تُظهر تغيراً في التعبير الجيني في الكبد ابتداءً من الأسبوع السابع عشر من الحمل، وهو تغيير يبدو أنه يستمر حتى مرحلة البلوغ. وترتبط هذه التغيرات بارتفاع خطر الوفاة المبكرة لا سيما بين الرجال الذين سيختارون التدخين في مراحل لاحقة من حياتهم. وفي المقابل، في حين أن الإناث لسن بمنأى عن الضرر فإنهن أكثر تأثراً بمشكلات الجهاز الهضمي والإنجابي والصحة العقلية.

كما أوضح ميخائيل ميهوف، من معهد العلوم الطبية بكلية الطب العلوم الطبية والتغذية في الجامعة والمشارك في الدراسة، أن نتائج البحث تُظهر أن تدخين الأم يؤثر في صحة الطفل بدءاً من الثلث الثاني من الحمل.

والأهم من ذلك تكشف الدراسة عن أنه يمكن التخفيف من المخاطر المتزايدة على الذكور إذا تجنبوا التدخين بأنفسهم. وهذا يشير إلى أنه على الرغم من أن التعرض قبل الولادة يترك أثراً دائماً إلا أن خيارات نمط الحياة في مرحلة البلوغ لا تزال تلعب دوراً مهماً في الحد من المخاطر الصحية المرتبطة به.

علم الوراثة ومستقبل الإقلاع عن التدخين

يفتح تحديد المتغيرات الجينية المرتبطة بتدخين الأم آفاقاً جديدة واعدة لاستراتيجيات الإقلاع عن التدخين المستهدفة. ومن خلال فحص هذه العلامات الجينية يمكن لمقدمي الرعاية الصحية تقديم استشارات وتدخلات أكثر تخصيصاً، خصوصاً للنساء الحوامل الأكثر عرضة لخطر الاستمرار في التدخين.

وأكد البروفسور فاولر أهمية هذه النتائج، مشيراً إلى أن فهم الآثار الجزيئية لتدخين الأم بشكل أفضل يمكن أن يؤدي إلى حملات صحية وتدخلات علاجية أكثر فاعلية تهدف إلى الحد من العبء المجتمعي للتدخين.

وأشار الباحث المشارك في الدراسة البروفسور فيليكس غراسمان، من جامعة الصحة والطب في بوتسدام بألمانيا، إلى أن الدراسات السابقة كانت محدودة بسبب صغر حجم العينات. وقال: «كانت لدينا القدرة الإحصائية على كشف الارتباطات التي لم تكن قابلة للاكتشاف سابقاً باستخدام البنك الحيوي البريطاني. ولم تُتِح هذه القدرة المُحسّنة للفريق تحديد كيفية تأثير تدخين الأم على البيئة المحيطة بالولادة، فحسب، بل تعريض الأبناء أيضاً، خصوصاً الذكور، لخطر الإصابة بالسرطان وداء السكري من النوع الثاني في مراحل لاحقة من الحياة».

رسم سياسات الصحة العامة

كانت لهذه النتائج آثارٌ بالغة الأهمية على الصحة العامة لا سيما في تصميم حملات الإقلاع عن التدخين. وفي هذا السياق رحّبت شيلا دافي، الرئيسة التنفيذية لمنظمة العمل ضد التدخين والصحة في اسكوتلندا، بهذا البحث إذ يُسلّط الضوء على التأثير طويل الأمد لتعاطي التبغ على الأجيال. وصرحت دافي التي لم تشارك في الدراسة قائلةً: «تُقدّم هذه الدراسة رؤىً رائدة عالمياً حول كيفية إتلاف سموم التبغ للجينات والنمو البشري. وتُؤكّد أهمية دعم النساء الحوامل للإقلاع عن التدخين ليس فقط من أجل صحتهن بل من أجل صحة أطفالهن في المستقبل».

وأكّد جون والدرون، مدير السياسات والشؤون العامة في منظمة العمل ضد التدخين والصحة في اسكوتلندا، أهمية هذه النتائج المُلحّة. وأشار إلى أنه على الرغم من وجود برامج حوافز مالية لمساعدة النساء الحوامل على الإقلاع عن التدخين في إنجلترا حالياً فإن هذا الدعم محدودٌ. وقال: «نحن بحاجة ماسة إلى تمديد هذه المخططات لما بعد تاريخ انتهائها الحالي لضمان حصول كل طفل على بداية حياة خالية من التدخين».

وأضافت وزيرة الصحة العامة جيني مينتو، أن حكومة المملكة المتحدة تعمل بنشاط على مشروع قانون التبغ والسجائر الإلكترونية. إذ يهدف هذا التشريع إلى رفع سن بيع منتجات التبغ وبالتالي تنشئة جيل «خالٍ» من التبغ، وهي خطوة تتماشى مع توصيات الدراسة بتقديم دعم أكثر صرامة للإقلاع عن التدخين.


مقالات ذات صلة

علوم خطوات محورية في دراسة السرطان واضطرابات المناعة

تطورات «كريسبر»: من قصّ الجينات إلى قراءة عقل الخلية

خطوات محورية في دراسة السرطان واضطرابات المناعة... حيث تتفاعل مسارات جينية متعددة لإحداث المرض

د. وفا جاسم الرجب (لندن)
علوم أداة حاسوبية جديدة تكشف عن الروابط الخفية بين الجينات وأدوية السرطان

أداة حاسوبية جديدة تكشف عن الروابط الخفية بين الجينات وأدوية السرطان

تسرع اكتشاف علاجات مخصّصة لكل مريض بشكل أكثر دقة وكفاءة

د. وفا جاسم الرجب
يوميات الشرق امرأة تبيع البطاطس في سوق بمدينة ليما في بيرو (رويترز)

كيف أثّر الاعتماد على البطاطس في جينات بعض البشر عبر الأجيال؟

تكشف الأبحاث الحديثة أن الاعتماد الطويل على هذا الغذاء النشوي لم يترك أثراً ثقافياً فحسب، بل امتد ليُحدث تغييرات عميقة في التركيبة الجينية البشرية.

«الشرق الأوسط» (واشنطن)
علوم الجينات تحدد فاعلية خياراتنا اليومية في مواجهة الشيخوخة

الجينات تحدد فاعلية خياراتنا اليومية في مواجهة الشيخوخة

توظيف النظام الغذائي الصحي والنشاط البدني يختلف في تأثيراته بحسب الاستعداد الجيني لكل فرد

د. وفا جاسم الرجب (لندن)

هل تستمر «حلول الطبيعة» في تعزيز صمود المدن أمام تغير المناخ؟


الحلول القائمة على الطبيعة تقوم على توظيف الغابات والأراضي الرطبة والشعاب المرجانية لتعزيز صمود المدن أمام تغير المناخ (جامعة واشنطن)
الحلول القائمة على الطبيعة تقوم على توظيف الغابات والأراضي الرطبة والشعاب المرجانية لتعزيز صمود المدن أمام تغير المناخ (جامعة واشنطن)
TT

هل تستمر «حلول الطبيعة» في تعزيز صمود المدن أمام تغير المناخ؟


الحلول القائمة على الطبيعة تقوم على توظيف الغابات والأراضي الرطبة والشعاب المرجانية لتعزيز صمود المدن أمام تغير المناخ (جامعة واشنطن)
الحلول القائمة على الطبيعة تقوم على توظيف الغابات والأراضي الرطبة والشعاب المرجانية لتعزيز صمود المدن أمام تغير المناخ (جامعة واشنطن)

تعتمد المدن حول العالم بشكل متزايد على الطبيعة لمواجهة تداعيات التغير المناخي، من موجات الحر والفيضانات وارتفاع مستويات البحار. وقد برزت «الحلول القائمة على الطبيعة» كاتجاه رئيسي في التخطيط الحضري الحديث، يقوم على توظيف الغابات والأراضي الرطبة والشعاب المرجانية بوصفها بنية تحتية حيّة تعزز صمود المدن أمام الاضطرابات المناخية.

لكن دراسة دولية شارك فيها 24 باحثاً من جامعات في الولايات المتحدة وكندا وجنوب أفريقيا وهونغ كونغ تكشف فجوة علمية مهمة في تصميم هذه الحلول؛ إذ يفترض كثير من المخططين أن الطبيعة ثابتة، بينما الكائنات الحية التي تقوم عليها هذه الأنظمة تتطور باستمرار تحت ضغط البيئة الحضرية، ما قد يغيّر كفاءتها ووظائفها البيئية.

وتشير الدراسة إلى أن المشكلة لا تتعلق بسوء الإدارة فقط، بل بإغفال عامل بيولوجي أساسي هو التطور؛ فالكائنات التي تعتمد عليها المدن في التكيف مع تغير المناخ، من نباتات وكائنات مائية وميكروبات، ليست عناصر جامدة، بل تتغير وراثياً ووظيفياً استجابة للحرارة والتلوث وشح المياه والتحولات البيئية المتسارعة، وفق النتائج المنشورة بعدد 14 مايو (أيار) 2026 من مجلة «Science».

مشاريع تواجه الصعوبات

تتحول المدن الحديثة، وفق الدراسة، إلى ما يشبه «مختبرات للتطور السريع»، إذ تتعرض الكائنات لضغوط شديدة مثل التلوث والجزر الحرارية وتفتت الموائل وارتفاع الملوحة.

وهذا يدفعها لاكتساب صفات جديدة خلال أجيال قصيرة، إلاأهذا التطور قد يسير في اتجاهين متناقضين: فقد يعزز بقاء الأنواع، لكنه في الوقت نفسه قد يُضعف الوظيفة البيئية التي صُممت الحلول لتحقيقها.

وعلى الرغم من أن العالم أنفق نحو 200 مليار دولار على الحلول القائمة على الطبيعة في عام 2022، مثل الغابات الحضرية لتبريد المدن، والأراضي الرطبة لامتصاص الفيضانات، والشعاب المرجانية لحماية السواحل، فإن الدراسة تحذر من أن العديد من هذه المشاريع قد يواجه إخفاقاً على المدى البعيد بسبب افتراض ثبات الخصائص البيولوجية للكائنات، وهو ما لا تدعمه الحقائق العلمية.

وتقدم الدراسة أمثلة توضح هذا التعقيد؛ ففي البيئات الساحلية طورت نباتات المستنقعات كتلة جذرية أكبر ساهمت في تعزيز مقاومة ارتفاع مستوى البحر، بينما اتجهت نباتات أخرى إلى زيادة النمو فوق سطح الماء على حساب الجذور، ما أضعف قدرتها على تثبيت الشواطئ. وبالمثل، طورت قشريات «دافنيا» مقاومة أعلى للملوثات، لكنها فقدت جزءاً من قدرتها على ضبط نمو الطحالب، ما قد يؤدي إلى تدهور جودة المياه. أما الأشجار الحضرية في مدن مثل فينيكس ولوس أنجليس فأصبحت أكثر تحمّلاً للجفاف، لكنها أقل قدرة على تكوين مظلات كثيفة وامتصاص الكربون.

وعلى مستوى أكثر خطورة، قد تسهم بعض المجتمعات الميكروبية المستخدمة في معالجة مياه الصرف في انتشار مقاومة المضادات الحيوية عبر نقل الجينات، ما يحول بعض الأنظمة البيئية إلى مصادر محتملة لمخاطر صحية متصاعدة.

تغيّر خصائص الكائنات

توضح الدكتورة مارينا ألبرتي، أستاذة التخطيط الحضري والبيئي في جامعة واشنطن والباحثة الرئيسية، أن الحلول القائمة على الطبيعة تعتمد على كائنات حية تتغير خصائصها مع الزمن، وهو ما ينعكس مباشرة على كفاءتها البيئية. وأضافت لـ«الشرق الأوسط»، أن النباتات تساهم في تبريد المدن عبر الظل والنتح وامتصاص المياه وتخزين الكربون، بينما تبني الشعاب المرجانية والمحار هياكل تقلل من قوة الأمواج وتحمي السواحل، في حين تلعب الكائنات الدقيقة دوراً محورياً في تحليل الملوثات ودورة المغذيات.

لكن التحدي الأساسي، حسب ألبرتي، أن السمات التي تمكّن هذه الكائنات من أداء وظائفها ليست ثابتة، بل تتغير تحت ضغط الحرارة والجفاف والفيضانات والتلوث وتفتت الموائل والأمراض. وقد يؤدي ذلك إلى تغيّر في أداء الأنظمة البيئية نفسها، حتى لو استمرت الكائنات في البقاء.

فقد تتجه النباتات الحضرية مثلاً إلى بطء النمو وصِغر الأوراق وعمق الجذور وتغير توقيت الإزهار، ما يؤثر على قدرتها على التبريد وامتصاص المياه. وفي المقابل، قد تتغير معدلات نمو الشعاب المرجانية والمحار، بما يضعف دورها في حماية السواحل. كما أن تغير تركيب المجتمعات الميكروبية قد يؤثر على جودة المياه وكفاءة إزالة الملوثات.

وتدعو الدراسة إلى إعادة النظر في تصميم هذه الحلول عبر أربع فرضيات أساسية: عدم إمكانية نقل الحلول بيئياً بشكل مباشر بين المدن، أهمية التنوع الجيني لتعزيز القدرة على التكيف، إمكانية أن تمتلك الكائنات المتأقلمة حضرياً مزايا وقيوداً في آن واحد، وأخيراً ما يسمى «فخ الوظيفة»، حيث يضمن التطور بقاء الكائن لكنه قد يقلل من الوظيفة البيئية المطلوبة.

وفي رأي ألبرتي، فإن الحلول القائمة على الطبيعة ليست أنظمة ثابتة، بل بنى تحتية حيّة وديناميكية، وأن تعزيز فعاليتها لا يتحقق بمجرد إنشائها، بل بتصميمها بحيث تراعي التطور المستمر للكائنات وقدرتها على التكيف مع المستقبل.


توقيت الوجبات ونوع الدهون يعيدان رسم خريطة الجينات

توقيت الوجبات ونوع الدهون يعيدان رسم خريطة الجينات
TT

توقيت الوجبات ونوع الدهون يعيدان رسم خريطة الجينات

توقيت الوجبات ونوع الدهون يعيدان رسم خريطة الجينات

كشفت دراستان حديثتان أن الأنسجة الدهنية في الجسم ليست مجرد مخزن للطاقة بل عضو حيوي يتفاعل بدقة مع توقيت تناول الطعام ونوعه. وأن الاختلال في هذا التوازن قد يمهد الطريق لالتهابات مزمنة واضطرابات استقلابية مثل السمنة والسكري.

توقيت تناول الوجبات

الدراسة الأولى التي قادتها البروفسورة أولغا راميش من المعهد الألماني للتغذية البشرية «بوتسدام - ريبروك» (DIfE) بحثت في تأثير توقيت تناول الكربوهيدرات والدهون على نشاط الجينات في النسيج الدهني تحت الجلد لدى البشر ضمن إطار علم «التغذية الزمنية» (Chrononutrition) الذي يدرس العلاقة بين الإيقاع اليومي للجسم والتمثيل الغذائي.

هل يختلف تأثير الدهون صباحاً عنه مساء؟ شملت الدراسة 29 رجلاً يعانون من زيادة الوزن دون إصابتهم بالسكري. واتبع المشاركون نظامين غذائيين متساويين في السعرات الحرارية لمدة أربعة أسابيع لكل منهما. في النظام الأول تناولوا كربوهيدرات صباحاً ودهوناً مساءً بينما كان النظام الثاني عكس هذا الترتيب.

وخلال التجربة، التي نُشرت نتائجها في مجلة «Food Research International» في 26 فبراير (شباط) عام 2026، جمع الباحثون عينات من النسيج الدهني تحت الجلد في أوقات مختلفة من اليوم وحللوا «الترانسكريبتوم» (transcriptome)؛ أي صورة نشاط الجينات في لحظة معينة بالتعاون مع فريق من جامعة برلين للطب ومستشفى برلين ألمانيا. وأظهرت التحليلات أن 1386 جيناً في النسيج الدهني تخضع لإيقاع يومي يتكرر كل 24 ساعة؛ كثير منها مرتبط باستقلاب السكر والدهون أو بعمليات الالتهاب. والأهم أن توقيت تناول المغذيات أثّر في نحو ثلث هذه الجينات المتذبذبة، فبعضها تغير إيقاعه وبعضها فقد نمطه اليومي، بينما اكتسبت جينات أخرى إيقاعاً جديداً.من اللافت أن تناول وجبة غنية بالدهون صباحاً، والكربوهيدرات مساءً، حسّن مؤشرات حساسية الإنسولين في النسيج الدهني. أما نقل الدهون إلى المساء فزاد من نشاط جينات مرتبطة بالالتهاب ما قد يشير إلى بداية حالة التهابية مبكرة ترتبط بمخاطر السمنة والسكري من النوع الثانيوترى راميش أن النتائج تؤكد أن توقيت توزيع المغذيات خلال اليوم يؤثر بشكل ملموس في العمليات الجزيئية داخل الأنسجة الدهنية، مشيرة إلى أن الوجبات الغنية بالدهون في وقت متأخر قد تحفز مسارات غير مواتية على المدى الطويل.

الدهون ليست نوعاً واحداً

كانت دراسة سابقة كشفت أن نوع النسيج الدهني نفسه يلعب دوراً محورياً في تحديد المخاطر الصحية المرتبطة بالسمنة. ففي البحث الذي أجراه علماء من جامعة ديلاوير في نيوارك الولايات المتحدة الأميركية، ونُشر في مجلة «Physiological Genomics» في 25 نوفمبر(تشرين الثاني) 2024، قارن الباحثون بين نشاط الجينات في نوعين من الدهون لدى فئران نحيفة وأخرى بدينة بعد عام من اتباع أنظمة غذائية مختلفة.

ويُميّز العلماء بين نوعين رئيسيين من الدهون هما الدهون الحشوية (VAT) (Visceral adipose tissue) التي تحيط بالأعضاء في البطن وترتبط بالتهاب مزمن ومقاومة الإنسولين، والدهون تحت الجلد (SAT) (Subcutaneous adipose tissue) الموجودة أسفل الجلد التي تُعد أقل ارتباطاً بالالتهاب.

أظهرت النتائج وجود اختلافات واسعة في التعبير الجيني بين الفئران النحيفة والبدينة. فقد تم رصد 308 جينات مختلفة النشاط في الدهون تحت الجلد وأكثر من 600 جين في الدهون الحشوية. وغالبية الجينات التي ارتفع نشاطها في الدهون تحت الجلد كانت تدعم عمليات استقلاب الدهون ما قد يساعد في الحفاظ على وظيفتها.

في المقابل ارتبطت الجينات النشطة في الدهون الحشوية لدى الفئران البدينة بمسارات التهابية ما يعزز الفكرة القائلة إن هذا النوع من الدهون هو الأكثر خطورة على صحة القلب والتمثيل الغذائي.كما لاحظ الباحثون أن بعض الجينات التي ارتفع نشاطها في الدهون تحت الجلد وانخفض في الدهون الحشوية ترتبط بالحماية من أمراض القلب وبعض أنواع السرطان ما يبرز اختلافاً وظيفياً جوهرياً بين النوعين.

توصيات غذائية أكثر دقة

تجمع الدراستان على أن الأنسجة الدهنية كيان ديناميكي يتأثر بتوقيت الوجبات ونوعها، وكذلك بموقعها في الجسم. وتفتح هذه النتائج الباب أمام مقاربات أكثر دقة في الوقاية من السمنة والسكري لا تقتصر على عدد السعرات الحرارية فحسب، بل تمتد إلى توقيت تناولها ونوع الدهون المستهلكة.ويرى الباحثون أن الخطوة المقبلة تتمثل في إجراء دراسات طويلة الأمد وعلى فئات أوسع، بما في ذلك النساء ومرضى السكري لفهم التأثيرات الصحية الفعلية. كما أن الدراسات الخلوية والحيوانية قد تسهم في توضيح الآليات الدقيقة التي تربط بين الإيقاع البيولوجي وتوزيع الدهون وخطر الأمراض المزمنة.وفي ضوء هذه المعطيات يبدو أن السؤال لم يعد «كم نأكل؟» فقط، بل أيضاً «متى نأكل؟»، وأين تتراكم الدهون في أجسامنا، وهي أسئلة قد تعيد صياغة استراتيجيات الوقاية والعلاج في عصر الطب الشخصي


غواصات صغيرة جديدة لاستكشاف أعماق المحيطات

غواصات صغيرة جديدة لاستكشاف أعماق المحيطات
TT

غواصات صغيرة جديدة لاستكشاف أعماق المحيطات

غواصات صغيرة جديدة لاستكشاف أعماق المحيطات

تشارك سفينة «رينيير» البحثية، التابعة للإدارة الوطنية الأميركية للمحيطات والغلاف الجوي (NOAA) في الوقت الراهن، في بعثة طموحة لرسم خرائط لأكثر من 8000 ميل بحري مربع، من قاع المحيط الهادي بين أستراليا وأميركا الجنوبية، بحثاً عن رواسب معدنية حيوية. ويتمثل عنصر محوري في المهمة في غواصتين صغيرتين زاهيتي اللون من إنتاج «أورفيوس أوشن»، شركة ناشئة انبثقت عن «معهد وودز هول لعلوم المحيطات»، عام 2024.

مركبات الأعماق البحرية

جرى تصميم هذه المركبات للعمل في أعماق بعيدة للغاية وبكفاءة عالية؛ إذ يمكنها الغوص إلى عمق يقارب 6000 متر، و«التنقل قفزاً» على طول قاع البحر، مع جمع عينات من الرواسب والكائنات الحية، بما في ذلك الميكروبات والديدان والقواقع والعُقيدات المعدنية بحجم البيض، التي تحتوي على معادن، مثل النحاس والكوبالت والنيكل والمنغنيز، العناصر الضرورية للتكنولوجيا الحديثة.

وتهدف شركة «أورفيوس أوشن» إلى جعل استكشاف أعماق البحار أقل تكلفة؛ فعلى عكس الغواصات التقليدية، التي تتراوح تكلفتها بين خمسة وعشرة ملايين دولار، يجري تصنيع غواصات الشركة مقابل بضع مئات الآلاف من الدولارات فقط لكل واحدة.

في هذا الصدد، أوجز الرئيس التنفيذي للشركة، جيك راسل، في حديث نشرته مجلة «تكنولوجي ريفيو» فلسفة الشركة في عبارة: «أعماق كبيرة بتكلفة زهيدة». وقد يساهم هذا النهج، إلى جانب قدرة الغواصات على جمع عينات الرواسب والكائنات الحية معاً، في إتاحة أبحاث أعماق المحيطات لشريحة أوسع من الباحثين، من خلال تقليل الاعتماد على الأساطيل المحدودة والمكلفة، التابعة للحكومات والمؤسسات العلمية.

ويعكس تصميم غواصات «أورفيوس أوشن» سنوات من التجارب المكثفة، داخل مؤسسة «معهد وودز هول لعلوم المحيطات»، بالتعاون مع الإدارة الوطنية الأميركية للمحيطات والغلاف الجوي، ووكالة «ناسا». وكان باستطاعة النماذج الأولية المبكرة، نظرياً، الوصول إلى العمق الكامل لـ«خندق ماريانا» Mariana Trench (أعمق نقطة على سطح الأرض)، البالغ نحو أحد عشر ألف متر.

ورغم مشاركة الغواصات في عمليتي تشغيل تجاريتين من قبل، تشكل الرحلة الحالية الاختبار الأصعب لها حتى الآن؛ إذ تعمل عبر مسافات واسعة، ولمدة أسابيع متعددة، باستخدام عدة أدوات علمية في الوقت ذاته.

ومن على سطح السفينة الحاملة لها، تستطيع كل غواصة التحرك لمسافة تقارب 10 كيلومترات في كل مهمة، مع التقاط صور عالية الدقة كل ثانية، وجمع ما يصل إلى 8 عينات مادية في كل غوصة. وإذا نجحت المهمة، فسيجري اعتماد هذه الغواصات باعتبارها أدوات عملية للعلماء والوكالات الحكومية والشركات، التي تستكشف أعماق المحيطات، والتي لا يزال الجزء الأكبر منها مجهولاً حتى اليوم.

وفي الوقت الراهن، تعتمد أبحاث أعماق البحار بشكل كبير على عدد محدود من الغواصات باهظة الثمن تملكها الحكومات. ويحد هذا الوضع من الدراسات، لتصبح مجرد «لقطات سريعة» لقاع المحيط، بدلاً من إجراء دراسات طويلة الأمد للأنظمة البيئية والكيميائية الحيوية هناك.

من جهته، أكد جيك راسل أن جزءاً كبيراً من المنطقة، التي تستكشفها سفينة «رينيير (Rainier)» لا يزال مجهولاً بالكامل تقريباً، وأن أي شيء يجري اكتشافه هناك سيكون على الأرجح جديداً على «الإدارة الوطنية الأميركية للمحيطات والغلاف الجوي»، وعلى المجتمع العلمي بأسره.

عمل ذاتي وبرامج متكيّفة

تُصنَّف مركبات «أورفيوس أوشن» ضمن فئة المركبات ذاتية العمل تحت الماء، ولديها القدرة على الحركة وفق برامج مسبقة أو بصورة تكيفية، من دون الحاجة إلى كابل يربطها بالسفينة. وعلى عكس المركبات التقليدية المصممة للانزلاق لمسافات طويلة، تتميز هذه الغواصات بصغر حجمها وبنيتها المتينة وامتلاكها أرجلاً صغيرة؛ ما يسمح لها بالهبوط بسلاسة على قاع البحر، واستخراج عينات من الرواسب. كما تتيح لها حركة «القفز» الارتفاع لفترات قصيرة عن القاع قبل الهبوط مجدداً، ما يحسن قدرتها على التنقل فوق التضاريس الرخوة أو غير المستوية.

ويجري تصنيع الغواصات بشكل أساسي من مادة رغوية صناعية تحتوي على كرات زجاجية مجوفة دقيقة تساعدها على تحمل الضغوط الهائلة في الأعماق السحيقة، بينما تُحمى أجهزتها الإلكترونية داخل كرات زجاجية سميكة.

وقد استخدمت هذه المادة الرغوية في بعثات شهيرة لاستكشاف أعماق البحار، من بينها رحلة المخرج جيمس كاميرون إلى خندق ماريانا عام 2012؛ حيث جرى التبرع ببقايا من تلك المادة لاستخدامها في النماذج الأولية المبكرة لغواصات «أورفيوس».

ويبلغ طول هذه الغواصات أقل من مترين، ويقل وزنها عن مئتين وسبعين كيلوغراماً؛ ما يجعلها أصغر مركبات غوص عميق قادرة على الوصول إلى عمق 6000 متر، كما يجعلها منخفضة التكلفة ومن السهل زيادة حجمها من أجل استخدامها ضمن أساطيل.

في هذا الصدد، أوضحت فيكتوريا أورفان، عالمة مختصة بعلمي الأحياء والجيولوجيا، من معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا (كالتيك)، أن أحد أكبر التحديات في استكشاف أعماق البحار، يكمن في خطر فقدان المركبات. وتجعل الغواصات الكبيرة باهظة الثمن، التي تديرها الهيئات الحكومية والمؤسسات العلمية خسارة أي معدات أمراً بالغ الخطورة، خاصة مع محدودية عدد هذه المركبات.

وقد اختبرت أورفان إحدى غواصات «أورفيوس» في ربيع 2024. قرب جزر ألوشيان التابعة لألاسكا، بهدف رسم خرائط لتسربات غاز الميثان، قبل إرسال غواصة مأهولة لإجراء دراسة تفصيلية.

ومع أن التجربة الأولى جابهت صعوبات ناجمة عن البرودة الشديدة وطبيعة التضاريس الوعرة، نجحت الغواصة خلال ثلاثة أسابيع في التقاط صور عالية الدقة؛ ما عزز الثقة بإمكاناتها العلمية.

من جهته، يتطلع جيك راسل إلى تزويد غواصات «أورفيوس» بحمولات متخصصة قادرة على اكتشاف التسربات الكيميائية، وسحب الرواسب، وآثار الحمض النووي للكائنات البحرية، أو الإشارات المغناطيسية للكابلات المدفونة تحت قاع البحر.

أما أندرو سويتمان، عالم مختص بالبيئة البحرية في اسكوتلندا، فأكد أن هذه المركبات تجمع بين قدرة المركبات الذاتية على الاستكشاف لمسافات طويلة، ودقة المركبات الموجهة عن بُعد في جمع العينات، ما يجعلها مناسبة للمسوحات الواسعة والدراسات التفصيلية في الوقت نفسه. أضف إلى ذلك أن صغر حجمها يقلل الحاجة إلى سفن أبحاث ضخمة؛ ما قد يتيح للدول الصغيرة فرصة المشاركة في أبحاث أعماق البحار.

الاستخراج البحري

في الوقت الذي يشعر فيه العلماء بالحماس تجاه الإمكانات البحثية لهذه التكنولوجيا، جذبت تقنيات «أورفيوس» اهتماماً واسعاً من القطاع الصناعي؛ إذ تبدي شركات تعمل في مجالات التعدين والدفاع وطاقة الرياح البحرية والاتصالات والنفط والغاز، اهتماماً متكرراً بهذه الغواصات.

وأفادت شركة «أورفيوس» بأنها تعمل بمثابة مزود لخدمات جمع البيانات، وليس باعتبارها جهة تتخذ قرارات تتعلق باستخراج الموارد، مشيرة إلى أن توفير بيانات أدق، يساعد الحكومات على وضع لوائح تنظيمية ومعايير تشغيل أعلى كفاءة.

ومع ذلك، يثير التوسع في التعدين بأعماق البحار، في الوقت نفسه، مخاوف بيئية متزايدة. جدير بالذكر أن إدارة الرئيس الأميركي السابق دونالد ترمب، أقرت حديثاً تسريع وتيرة عمليات استكشاف المعادن ومعالجتها داخل الولايات المتحدة، مع إنشاء هيئة خاصة لإدارة المعادن البحرية، للإشراف على هذه الأنشطة.

وحذر أندرو سويتمان من أن التعدين في أعماق البحار قد يتقدم بسرعة تفوق مستوى المعرفة العلمية الحالية، بينما تشير فيكتوريا أورفان إلى أن الأنظمة البيئية في قاع البحر تُعد من أكثر البيئات استقراراً على كوكب الأرض، وأن الكائنات التي تعيش فيها ضعيفة التكيف مع الاضطرابات، وبطيئة في التعافي.

وتعتمد بعض أساليب التعدين المقترحة على آلات ضخمة تشبه الجرافات تقوم بكشط الرواسب من قاع البحر، ما يترك آثاراً طويلة الأمد وسحباً من الرواسب المنتشرة في المياه، ما يثير القلق بشأن التأثيرات البيئية المحتملة.

ويرى بعض الخبراء، مثل بريت هوبسون، من «معهد أبحاث خليج مونتيري للأحياء البحرية»، أن التقنيات المشابهة لغواصات «أورفيوس» قد تتيح جمع عينات أكثر دقة، مقارنة بعمليات التعدين الواسعة والمدمرة. وفي الوقت نفسه، تتواصل جهود تطوير غواصات مشابهة في دول عديدة، من بينها النرويج وفرنسا واليابان والصين والمملكة المتحدة.

ويرى هوبسون أن توسيع نطاق توفر هذه الأنظمة، سيكون مفيداً لكل من الأبحاث العلمية والقطاع الصناعي.

وستحدد نتائج أداء غواصات «أورفيوس» في العمل داخل المحيط الهادي، مدى جاهزيتها لإجراء مسوحات علمية وأخرى للموارد واسعة النطاق، خاصة أن كل عملية غوص تضيف بيانات جديدة بصورة تدريجية، مقدمة لمحات صغيرة، لكن مهمة، عن جزء لا يزال مجهولاً إلى حد كبير من كوكب الأرض.

ويمنح الجمع بين انخفاض التكلفة وصغر الحجم وتعدد القدرات التشغيلية، شركة «أورفيوس أوشن» فرصة للمساهمة في جعل علوم أعماق البحار متاحة لشريحة أوسع من الباحثين والدول.

وفي المقابل، يسلط ذلك الضوء على التوتر القائم بين الاستكشاف العلمي والمصالح التجارية وجهود الحفاظ على البيئة، موضحاً الطبيعة المزدوجة لهذه التقنيات، التي يمكن أن تسهم إما في كشف أسرار بعض أكثر النظم البيئية استقراراً وغموضاً على الأرض، أو في تعريضها للاضطراب والتدمير.