«ورق ترشيح» للكشف عن الكائنات تحت سطح البحر

الدكتورة سيندي بيسي تحمل ورقة الترشيح
الدكتورة سيندي بيسي تحمل ورقة الترشيح
TT

«ورق ترشيح» للكشف عن الكائنات تحت سطح البحر

الدكتورة سيندي بيسي تحمل ورقة الترشيح
الدكتورة سيندي بيسي تحمل ورقة الترشيح

أظهرت دراسة جديدة أجرتها وكالة العلوم الوطنية الأسترالية في المياه الواقعة قبالة الساحل الأسترالي الغربي، أن تعويم نوع خاص من ورق الترشيح في مياه البحر يمكن أن يكشف عن أنواع الكائنات الموجودة في المنطقة.
ونجح الباحثون باستخدام هذا الورق المبتكر، في الكشف عن (الحمض النووي البيئي)، الذي تفرزه النباتات والحيوانات في البيئات المائية، بما يعطي تصوراً عن الأنواع الموجودة في البيئة.
وبدلاً من أخذ العينات من كائن بعينه، كما يحدث في الحمض النووي التقليدي، فإن مصطلح الحمض النووي البيئي أو ما يُعرف علمياً باسم (eDNA)، يشير إلى جمع عينات من البيئة (مثل مياه البحر) لاكتشاف أنواع الكائنات التي تعيش في المياه، وهو بديل إنساني للصيد بشِباك الجر، وأكثر أماناً من استخدام الغواصين، لاكتشاف الأنواع وتقييم التنوع البيولوجي.
وحتى الآن، فإن جمع الحمض النووي البيئي يستغرق وقتاً طويلاً، حيث يتم جمع المياه وترشيحها بفاعلية من خلال أغشية كبيرة، وهو أمر يتطلب مضخات ومعدات أخرى لتصفية العينات، ويستغرق ذلك وقتاً طويلاً ويتطلب معدات متخصصة، وغالباً ما تتطلب الدراسات البيئية التي تبحث في وفرة الأنواع أو توزيعها، عينات أكثر مما يمكن جمعه عملياً باستخدام طرق الترشيح الحالية.
ولكنّ أوراق الترشيح الجديدة التي ابتكرها الفريق الأسترالي، وتم الإعلان عن تفاصيلها أول من أمس في دورية «كومينيكيشن بيولوجي» تتجاوز هذه المشكلات، حيث يتم غمر هذه الأوراق المصنوعة من (النايلون المشحون إيجابياً وإستر السليلوز غير المشحون) في الماء.
وباستخدام آثار التمثيل الغذائي للأسماك التي تختلف من نوع لآخر، ويمكن أن تظهر علامات لها على ورق الترشيح، أظهر الباحثون أن طريقتهم الجديدة فعّالة في الكشف عن أنواع الأسماك، ويمكن أن تكون مفيدة في تقديم تقديرات للتنوع البيولوجي الكلي للأسماك.
وتقول الدكتورة سيندي بيسي، وهي عالمة بحرية تعمل بمنصة علوم مستقبل البيئة التابعة لوكالة العلوم الوطنية الأسترالية، في تقرير نشره الموقع الإلكتروني للوكالة بالتزامن مع نشر الدراسة: «طريقتنا الجديدة تعني أنه لم يعد من الضروري تصفية مياه البحر لجمع الحمض النووي البيئي، وتوفير الوقت والاستغناء عن التكنولوجيا التي يمكن أن يكون الوصول إليها في بعض الأماكن محدوداً، فضلاً عن حاجتها إلى الطاقة».


مقالات ذات صلة

الاقتصاد مجموعة من الأسماك بعد الصيد في إحدى الأسواق الوطنية (واس)

ارتفاع إنتاج الاستزراع السمكي بالسعودية إلى 140 ألف طن خلال 2023

ارتفع إنتاج مشروعات الاستزراع السمكي في المياه المالحة والمياه الداخلية بالسعودية إلى 56.4 في المائة.

«الشرق الأوسط» (الرياض)
بيئة تأتي الحيتان الحدباء لتتكاثر وتضع صغارها في مياه بولينيزيا الفرنسية (أ.ف.ب)

طفرة في سياحة الحيتان تثير قلقاً في بولينيزيا الفرنسية

بدأ موسم الحيتان في بولينيزيا الفرنسية جنوب المحيط الهادئ، حيث تزدهر الرحلات البحرية لمشاهدة الحيتان والسباحة معها، ما يثير تساؤلات ومخاوف بشأن صحتها.

«الشرق الأوسط» (بابييتيه (فرنسا))
يوميات الشرق فرخ البطريق الملكي الضخم «بيستو» في حوض بأستراليا في 3 سبتمبر 2024 (أ.ب)

فرخ بطريق ملكي ضخم يصبح نجماً على وسائل التواصل الاجتماعي

أصبح فرخ البطريق الملكي الضخم المسمى «بيستو»، الذي يزن بقدر والديه مجتمعين، من مشاهير وسائل التواصل الاجتماعي وعنصر جذب في حوض أسماك أسترالي.

«الشرق الأوسط» (ملبورن)
آسيا صورة أرشيفية تظهر حوتاً زعنفياً أمام جبال جليدية على الساحل الشمالي لجزيرة إليفانت في القارة القطبية الجنوبية (أرشيفية - أ.ف.ب)

اصطياد أول حوت زعنفي لأغراض تجارية منذ نصف قرن في المجال البحري الياباني

نشرت الشركة الرئيسية لصيد الحيتان في اليابان صوراً اليوم الأربعاء لأول حوت زعنفي يتم اصطياده لأغراض تجارية في المجال البحري الياباني منذ نحو 50 عاماً.


الذكاء الصناعي يقرأ الأفكار وينصّها

فك تشفير إعادة بناء الكلام باستخدام بيانات مسح الرنين المغناطيسي (جامعة تكساس)
فك تشفير إعادة بناء الكلام باستخدام بيانات مسح الرنين المغناطيسي (جامعة تكساس)
TT

الذكاء الصناعي يقرأ الأفكار وينصّها

فك تشفير إعادة بناء الكلام باستخدام بيانات مسح الرنين المغناطيسي (جامعة تكساس)
فك تشفير إعادة بناء الكلام باستخدام بيانات مسح الرنين المغناطيسي (جامعة تكساس)

طُوّر جهاز فك ترميز يعتمد على الذكاء الصناعي، قادر على ترجمة نشاط الدماغ إلى نص متدفق باستمرار، في اختراق يتيح قراءة أفكار المرء بطريقة غير جراحية، وذلك للمرة الأولى على الإطلاق، حسب صحيفة «الغارديان» البريطانية.
وبمقدور جهاز فك الترميز إعادة بناء الكلام بمستوى هائل من الدقة، أثناء استماع الأشخاص لقصة ما - أو حتى تخيلها في صمت - وذلك بالاعتماد فقط على مسح البيانات بالتصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي فقط.
وجدير بالذكر أن أنظمة فك ترميز اللغة السابقة استلزمت عمليات زراعة جراحية. ويثير هذا التطور الأخير إمكانية ابتكار سبل جديدة لاستعادة القدرة على الكلام لدى المرضى الذين يجابهون صعوبة بالغة في التواصل، جراء تعرضهم لسكتة دماغية أو مرض العصبون الحركي.
في هذا الصدد، قال الدكتور ألكسندر هوث، عالم الأعصاب الذي تولى قيادة العمل داخل جامعة تكساس في أوستن: «شعرنا بالصدمة نوعاً ما؛ لأنه أبلى بلاءً حسناً. عكفت على العمل على هذا الأمر طيلة 15 عاماً... لذلك كان الأمر صادماً ومثيراً عندما نجح أخيراً».
ويذكر أنه من المثير في هذا الإنجاز أنه يتغلب على قيود أساسية مرتبطة بالتصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي، وترتبط بحقيقة أنه بينما يمكن لهذه التكنولوجيا تعيين نشاط الدماغ إلى موقع معين بدقة عالية على نحو مذهل، يبقى هناك تأخير زمني كجزء أصيل من العملية، ما يجعل تتبع النشاط في الوقت الفعلي في حكم المستحيل.
ويقع هذا التأخير لأن فحوصات التصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي تقيس استجابة تدفق الدم لنشاط الدماغ، والتي تبلغ ذروتها وتعود إلى خط الأساس خلال قرابة 10 ثوانٍ، الأمر الذي يعني أنه حتى أقوى جهاز فحص لا يمكنه تقديم أداء أفضل من ذلك.
وتسبب هذا القيد الصعب في إعاقة القدرة على تفسير نشاط الدماغ استجابة للكلام الطبيعي؛ لأنه يقدم «مزيجاً من المعلومات» منتشراً عبر بضع ثوانٍ.
ورغم ذلك، نجحت نماذج اللغة الكبيرة - المقصود هنا نمط الذكاء الصناعي الذي يوجه «تشات جي بي تي» - في طرح سبل جديدة. وتتمتع هذه النماذج بالقدرة على تمثيل المعنى الدلالي للكلمات بالأرقام، الأمر الذي يسمح للعلماء بالنظر في أي من أنماط النشاط العصبي تتوافق مع سلاسل كلمات تحمل معنى معيناً، بدلاً من محاولة قراءة النشاط كلمة بكلمة.
وجاءت عملية التعلم مكثفة؛ إذ طُلب من ثلاثة متطوعين الاستلقاء داخل جهاز ماسح ضوئي لمدة 16 ساعة لكل منهم، والاستماع إلى مدونات صوتية. وجرى تدريب وحدة فك الترميز على مطابقة نشاط الدماغ للمعنى باستخدام نموذج لغة كبير أطلق عليه «جي بي تي - 1»، الذي يعتبر سلف «تشات جي بي تي».