«غواصات فقاعية» لاستكشاف أعماق البحار

منتجعات مائية عميقة للبحث والسياحة

«غواصات فقاعية» لاستكشاف أعماق البحار
TT

«غواصات فقاعية» لاستكشاف أعماق البحار

«غواصات فقاعية» لاستكشاف أعماق البحار

في عام 1985، بدأ بروس إتش. روبينسون، عالم الأحياء البحرية في معهد «مونتيري باي أكواريوم» في كاليفورنيا، في التجوال في أعماق المحيط الهادي في مركبة ثورية على شكل فقاعة عملاقة من البلاستيك الشفّاف، تمنح راكبيها فرصة الاستمتاع بمشاهد رائعة بدل إجبارهم على التحديق عبر فتحة صغيرة.
وبعد مرور ثلاثة عقود ونيّف، تحوّلت الفقاعة إلى وسيلة شائعة يستكشف الآلاف أعماق البحار من خلالها. وفي الوقت الذي يسعى فيه إيلون ماسك وجيف بيزوس إلى توسيع آفاق السفر إلى الفضاء، سلك روّاد أعمال آخرون الاتجاه المعاكس واختاروا التوجّه نحو توسيع استكشاف أعماق البحار. أحياناً، يطلق عشّاق البحار العميقة على هذه الغواصات الجديدة المبتكرة اسم سفن الفضاء الداخلي.
يتمتّع الجيل الجديد من المركبات الفقاعية، والذي يتسع لنحو سبعة أشخاص، بالقدرة على الغوص على عمق 7500 قدم، أي على مسافة أعمق بكثير من آخر خيوط الأشعة الشمسية التي تنعكس في المياه. واليوم، يُقال إنّ «فقاعات» أكبر وبقدرات غوص أعمق تلوح في الأفق.
تفتح هذه الدوائر البلاستيكية العملاقة (ونصف دائرة في حالة واحدة على الأقلّ) عيون عشاق البحر على أعماق لا تصلها أشعّة الشمس في المحيطات، وتساهم في إحراز المزيد من الاكتشافات. وفي عام 2012، صوّرت مركبة فقاعية يابانية أوّل مقطع فيديو لحبّار عملاق، مخلوق بحري غير مألوف يملك عدداً مخيفاً من الأذرع. في ذلك الوقت، تتبّعت فقاعة تتسع لثلاثة أشخاص هذا المخلوق على عمق كيلومتر ونصف من السطح.
وفي عام 2016. صوّرت مركبة مشابهة غاصت في مياه جزر الأزور البرتغالية أنثى سمكة أبو الشصّ وذكرها في وضع التكاثر. وأشاد علماء الأحياء البحرية بالمقطع واعتبروه اختراقاً علمياً لعالم الأسرار السلوكية لأسماك أبو الشصّ، الطويلة والخطيرة ذات الأضواء الأمامية المغرية التي تغطّي أسناناً كالإبر.
وخلال الصيف الفائت، وصل علماء أبحروا في فقاعة في جزر الباهاما قمراً صناعياً بقرش بقري، حيوان عملاق يعيش في أعماق البحار افترس معظم أنواع الديناصورات في الماضي. وقال العلماء إنّ هذا الاتصال هو الأوّل من نوعه الذي يصل إلى موطن القرش وسيساعدهم على تعقّبه بدقّة أكبر.
تعتبر هذه المركبات البحرية نتاجاً لكثير من التطوّرات في علمي الإلكترونيات والمواد. وبحسب شركة «ترايتون سابمارين»، المتخصصة في صناعة الفقاعات البحرية في مدينة سيباستيان، فلوريدا، تتطلّب صناعة فقاعة بلاستيكية باتساع مترين وجدران بسماكة 6.5 بوصة، ثلاثة أطنان من مادّة الأكريليك. وتتسع هذه المركبة لثلاثة أشخاص وتغوص بهم على عمق 3280 قدماً تقريباً.
خلال الحرب الباردة، قادت البحرية الأميركية أوّل فقاعة مرخّصة للغوص العميق وأسمتها «نيمو»، تيمّناً بقبطان غواصة «نوتيلوس» في رواية «عشرون ألف فرسخ تحت الماء» لكاتبها جول فيرن.
بلغت «نيمو» 1.6 متر من الاتساع، وتألّفت من جدران بسماكة 2.5 بوصة، وتميّزت بالقدرة على نقل المكتشفين. خضعت المركبة لاختبارات بحرية في عام 1970. وأجرت نحو 600 عملية غوص في العقد الذي تلاها. أمّا الفقاعة التي قادها روبينسون في 1985، فكانت مركبة فريدة من نوعها، حملت اسم «ديب روفر»، صممها غراهام هاوكس من شركة «ديب أوشن إنجنيرنغ» في مدينة سان ليندرو، كاليفورنيا.
في سبتمبر (أيلول) الفائت، أعلنت «ترايتون» أنّ الملياردير النرويجي كجيل إنغي ريكي، الذي جمع ثروته من الصيد التجاري، اشترى فقاعة قادرة على الغوص على عمق 7500 قدم، واعتبرت هذه المسافة الأعمق لفقاعة بلاستيكية. وتخطّط شركة الملياردير المختصّة بالمحيطات استخدام مركبة تتسع لثلاثة مستكشفين للقيام بأبحاث علمية.
تقول المعلومات إنّ سماكة جدران الفقاعة الجديدة ستكون نحو 0.3 متر. وكان أحد مسؤولي «ترايتون» قد صرّح في إحدى مقابلاته بأنّ «صناعة فقاعة كهذه لم يكن ممكناً قبل بضع سنوات». وتجدر الإشارة إلى أنّ «ترايتون» أسندت إنتاج فقاعتها المنتظرة لشركة ألمانية تضمّ بين صفوفها روم، مخترع مادة البليكسيغلاس، وهو نوع من البلاستيك الشفاف الصلب.
وفي منشور عنوانه «الغواصات الفاخرة»، روّجت «ترايتون» لنموذج قادر على حمل سبعة أشخاص (ربّان وستة آخرين) ويمكن تشغيلها من سفينة بحرية.
كما اقترحت «ترايتون» بناء منتجع سياحي فاخر في عمق البحار يحمل اسم «بوسيدون». ومن المتوقّع أن يستقرّ هذا المنتجع في عمق بحيرة في فيجي بالقرب من الشعاب المرجانية، على أن يضمّ 24 غرفة للضيوف، ولكن على شكل قبب بلاستيكية وليس فقاعات.
اعتبر روبينسون أنّ صعود المركبات الفقاعية يعد بأرباح استكشافية كبيرة في العقود المقبلة، «بصرف النظر عن السائق، سواء كان ثرياً يملك يختاً، أو علماء يستخدمون أدواتهم، لأنّ الحقيقة هي أنّ هذه التقنية تشهد تقدّماً ثورياً، مما يعني أنّ استخدامها سيكون أسهل في الأبحاث العلمية المستقبلية».

- خدمة «نيويورك تايمز».


مقالات ذات صلة

علماء ينتجون «نموذج جنين بشري» في المختبر

علوم النموذج تم تطويره باستخدام الخلايا الجذعية (أرشيف - رويترز)

علماء ينتجون «نموذج جنين بشري» في المختبر

أنتجت مجموعة من العلماء هيكلاً يشبه إلى حد كبير الجنين البشري، وذلك في المختبر، دون استخدام حيوانات منوية أو بويضات.

«الشرق الأوسط» (لندن)
علوم الهياكل الشبيهة بالأجنة البشرية تم إنشاؤها في المختبر باستخدام الخلايا الجذعية (أرشيف - رويترز)

علماء يطورون «نماذج أجنة بشرية» في المختبر

قال فريق من الباحثين في الولايات المتحدة والمملكة المتحدة إنهم ابتكروا أول هياكل صناعية في العالم شبيهة بالأجنة البشرية باستخدام الخلايا الجذعية.

«الشرق الأوسط» (لندن)
علوم علماء يتمكنون من جمع حمض نووي بشري من الهواء والرمال والمياه

علماء يتمكنون من جمع حمض نووي بشري من الهواء والرمال والمياه

تمكنت مجموعة من العلماء من جمع وتحليل الحمض النووي البشري من الهواء في غرفة مزدحمة ومن آثار الأقدام على رمال الشواطئ ومياه المحيطات والأنهار.

«الشرق الأوسط» (نيويورك)
علوم صورة لنموذج يمثل إنسان «نياندرتال» معروضاً في «المتحف الوطني لعصور ما قبل التاريخ» بفرنسا (أ.ف.ب)

دراسة: شكل أنف البشر حالياً تأثر بجينات إنسان «نياندرتال»

أظهرت دراسة جديدة أن شكل أنف الإنسان الحديث قد يكون تأثر جزئياً بالجينات الموروثة من إنسان «نياندرتال».

«الشرق الأوسط» (لندن)
علوم دراسة تطرح نظرية جديدة بشأن كيفية نشأة القارات

دراسة تطرح نظرية جديدة بشأن كيفية نشأة القارات

توصلت دراسة جديدة إلى نظرية جديدة بشأن كيفية نشأة القارات على كوكب الأرض مشيرة إلى أن نظرية «تبلور العقيق المعدني» الشهيرة تعتبر تفسيراً بعيد الاحتمال للغاية.

«الشرق الأوسط» (لندن)

كيف يساعد نقص الأكسجين على انتشار السرطان؟

كيف يساعد نقص الأكسجين على انتشار السرطان؟
TT

كيف يساعد نقص الأكسجين على انتشار السرطان؟

كيف يساعد نقص الأكسجين على انتشار السرطان؟

تمكن علماء في مركز السرطان بجامعة «جونز هوبكنز» في الولايات المتحدة من تحديد 16 جيناً تستخدمها خلايا سرطان الثدي للبقاء على قيد الحياة في مجرى الدم، بعد هروبها من المناطق منخفضة الأكسجين في الورم.

جينات تحمي خلايا السرطانوتعد هذه النتيجة خطوة مهمة في فهم كيفية بقاء خلايا سرطان الثدي بعد مغادرتها للورم الأولي وانتقالها إلى مجرى الدم؛ حيث يمكن أن تبدأ في الانتشار من موقعها الأصلي إلى أماكن أخرى من الجسم.

وقد يفتح التعرف على الجينات المسؤولة عن حماية الخلايا السرطانية من الأضرار الناتجة عن «الأكسدة» بسبب أنواع الأكسجين التفاعلية «Reactive oxygen species ROS» (هي منتجات ثانوية لعملية الاستقلاب الغذائي الطبيعي للأكسجين)، آفاقاً جديدة للعلاج؛ خصوصاً في الحالات التي تُظهِر مقاومة عالية، مثل سرطان الثدي الثلاثي السلبي.

وحددت الباحثة الرئيسية دانييل جيلكس (أستاذة مساعدة في قسم الأورام، ضمن برنامج سرطان الثدي والمبيض، في كلية الطب بالجامعة) في الدراسة التي نشرت في مجلة «Nature Communications» في 28 سبتمبر (أيلول) 2024، 16 جيناً تستخدمها خلايا سرطان الثدي للبقاء على قيد الحياة في مجرى الدم، بعد هروبها من المناطق منخفضة الأكسجين في الورم.

وعلى الرغم من أن الخلايا التي تعاني من نقص الأكسجين توجد فيما تسمى «المنطقة المحيطة بالورم»، أي أنها تجلس بجوار الخلايا الميتة؛ فإن هناك اعتقاداً بأنها قادرة على الهجرة إلى مناطق ذات مستويات أعلى من الأكسجين؛ حيث يمكنها بالفعل العثور على مجرى الدم.

نقص الأكسجين

وانتشار الورمتعمل ظروف نقص الأكسجين في المناطق المحيطة بالأورام على تعزيز هجرة الخلايا السرطانية نحو مناطق أكثر ثراءً بالأكسجين، مثل مجرى الدم؛ إذ يمكن أن تؤدي عملية الهجرة هذه إلى انتشار الخلايا السرطانية من موقعها الأصلي إلى أجزاء أخرى من الجسم، ما يساهم في تكرار الإصابة بالسرطان حتى بعد إزالة الورم الأولي. أما الخلايا التي تتكيف للبقاء في ظل مثل هذه الظروف منخفضة الأكسجين، فتكون أكثر قدرة على التعامل مع الإجهاد التأكسدي «oxidative stress» (هو حالة عدم التوازن في نظام العوامل المؤكسدة والعوامل المضادة للتأكسد) في مجرى الدم، ما يمنحها ميزة البقاء.

وقد أظهرت الدراسة أن الخلايا السرطانية المعرضة لنقص الأكسجين لفترات طويلة (على سبيل المثال لفترة 5 أيام) حافظت على التعبير عن الجينات الناجمة عن نقص الأكسجين، حتى بعد الانتقال إلى مناطق ذات أكسجين أفضل، ما يشير إلى أن هذه الخلايا تحتفظ بـ«ذاكرة» لحالة نقص الأكسجين، وهو ما يتناقض مع الاستجابات قصيرة المدى التي شوهدت في مزارع المختبر القياسية.

دور بروتين «ميوسين»وكانت نتائج الدراسة تنبؤية بشكل خاص لسرطان الثدي الثلاثي السلبي «triple-negative breast cancer» الذي يتميز بمعدل تكرار مرتفع. فقد اكتشف الباحثون أن خزعات المرضى من هذا السرطان الذي تكرر في غضون 3 سنوات، تحتوي على مستويات أعلى من بروتين يسمى «ميوسين» (MUC1 glycoprotein mucin). وقام الباحثون بحجب بروتين «ميوسين» لتحديد ما إذا كان سيقلل من انتشار خلايا سرطان الثدي إلى الرئة، وكان هدفهم هو القضاء على الخلايا الخبيثة العدوانية بعد نقص الأكسجين على وجه التحديد.

وأكدت دانييل جيلكس أنه عند تخفيض مستوى بروتين «ميوسين» في هذه الخلايا التي تعاني من نقص الأكسجين، فإنها تفقد القدرة على البقاء في مجرى الدم، أو في ظروف وجود مركبات الأكسجين التفاعلي. كما أنها تشكل عدداً أقل من النقائل السرطانية «Cancer metastases» في الفئران (وهذا المصطلح يستخدم لوصف انتشار السرطان، إذ إن الخلايا السرطانية -على عكس الخلايا الطبيعية- تتمتع بالقدرة على النمو خارج المكان الذي نشأت فيه بالجسم).

ولا يزال الباحثون يجهلون أسباب الإصابة بسرطان الثدي الثلاثي السلبي بشكلٍ دقيق؛ لكنهم يعتقدون أن الطَّفرة الجينية المسماة «BRCA1» هي السبب؛ لأن وجودها يؤدي لانعكاس مبدأ عمل الجين السليم، وتصبح الخلايا أكثر عرضة للإصابة بالسرطان.

وتؤكد النتائج إمكانية استهداف بروتين «ميوسين» لمنع انتشار الخلايا السرطانية، وتحسين النتائج للمرضى، وخصوصاً أولئك الذين يعانون من أنواع سرطان عدوانية.

وقد تمهد التجربة السريرية الحالية في المرحلتين الأولى والثانية لعلاجات تستهدف بروتين «ميوسين» في أنواع مختلفة من السرطان، الطريق لتطبيقات أوسع إذا ثبتت فعاليتها.

ويعزز هذا البحث فهم كيفية مساهمة الظروف التي تسبب نقص الأكسجين داخل الأورام في حدوث النقائل، ويسلط الضوء على بروتين «ميوسين» كهدف علاجي واعد لمنع انتشار السرطان.