كيف تمكّنت الحشرات المتزلجة من احتلال المُحيطات؟

علماء «كاوست» يدرسون أنواع الهالوبات البحرية المدهشة

كيف تمكّنت الحشرات المتزلجة من احتلال المُحيطات؟
TT

كيف تمكّنت الحشرات المتزلجة من احتلال المُحيطات؟

كيف تمكّنت الحشرات المتزلجة من احتلال المُحيطات؟

ظهرت الحشرات على كوكب الأرض قبل ظهور الإنسان بملايين السنين وتعد إجمالا من الكائنات التي لها من الصفات والوسائل التي تساعدها على البقاء والحفاظ على أنواعها من الانقراض. وتشكل الحشرات المجموعة الأكثر تنوعا من الكائنات الحية على سطح الأرض فهي تضم أكثر من 925 ألف نوع تم وصفها والكثير غير مصنف أكثر من أي مجموعة حيوانية أخرى، كما أنها توجد في جميع البيئات تقريبا.
حشرات البحار
ربما تُخبّئ حشرات مُتزلّجات البحار متناهية الصِغر - بوصفها رائدة حشرات المحيطات - بين طيّاتها سرّ تطوير مواد مُحسنة طاردة للمياه وهو ما يعد مصدرا فائقا للإلهام بالنسبة للعلماء. وفي دراسة أجرتها جامعة الملك عبد الله للعلوم والتقنية (كاوست) قدم الباحثون معلومات أكثر تفصيلاً حول السمات الجسدية لتلك الحشرة (المعروفة باسم الهالوبات)؛ لا سيّما الشعر، والغلاف الشمعي الذي يغطّي جسمها، فضلاً عن حركتها التي تُجنّبها أخطار البحار.
تقول الدكتورة جوري مهاديك، من مركز أبحاث البحر الأحمر التي عكفت على الدراسة بالتعاون مع زملائها تحت إشراف الدكتور هيمانشو ميشرا، والبروفسور كارلوس دوارتي، والبروفسور سيجوردور ثورودسن: دراستنا متعددة التخصصات هي الأولى من نوعها التي تدرس نوعين من المُتزلّجات البحرية؛ «هالوبات جرمانوس» Halobates germanus التي تسكن أسطح المحيطات، ونظيرتها التي تسكن أسطح الشواطئ «هالوبات هايانوس» H. hayanus. وقد أردنا فهم سُبل التطوّر التي سلكتها تلك الحشرات لتنجو في بيئات بحرية قاسية حيث لم يتسنّ لأنواع أخرى النجاة. تحتاج الحشرات إلى مجموعة خاصّة من أنماط التكيّف كي تظل على قيد الحياة في المحيطات، حيث تواجه الأمواج المتلاطمة، والأشعّة فوق البنفسجية، والأمطار، والمياه المالحة، والطيور والأسماك المفترسة. ولفهم المزيد عن هذه الحشرات جلب فريق الباحثين نوعي الهالوبات من البحر الأحمر والبحيرات الشاطئية الغنيّة بأشجار المانجروف التي يطل عليها حرم «كاوست»، وعكفوا على أقلمتهما ليألفا بيئة الأحواض المائية.
تقول جوري: «يتعذّر الإبقاء على الهالوبات البحرية داخل مُختبر، لذا جرّبنا وأخطأنا مرات عديدة قبل أن تنجح محاولاتنا. فهذه الحشرات تفترس أفراد نوعها، لذا كان من الضروري إشباعها على نحو جيد. وقد أمضينا ساعات نجاهد لتصوير مقطعٍ للسلوك الطبيعي لتلك الحشرات، لأنها تتقافز كثيراً».
أبحاث متعمقة
واستعان الباحثون بمعدات تصوير عالية الدقّة، من بينها مجهر إلكتروني وكاميرا التصوير بالفيديو فائقة السرعة لدراسة الشعيرات المتباينة التي تغطّي أجساد هذه الحشرات، وسلوك تنظيف أجسادها، وحركاتها في أثناء تفادي قطرات المطر والمُفترِسات التي تُحاكي بيئتها. ويُغطّي جسم الحشرة شعيرات متباينة الأشكال، والأطوال، والأقطار، ويُفرز جسدها مزيجاً شمعياً طارداً للمياه تستعين به الحشرة للعناية بنفسها.
تقول المؤلّفة المشاركة الدكتورة لانا تشينج، من معهد سكريبس لعلوم المحيطات، بجامعة كاليفورنيا في مدينة سان دييغو إن «الشعيرات متناهية الصِغر تتخذ شكل مضارب الجولف، وتتكاثف بإحكام لتحول دون توغّل المياه بينها. وفي حال غمرت المياه الحشرة عن طريق الخطأ، تُغلّفها تلك الطبقة المُشعِرة في فقاعة هوائية، مما يساعدها على التنفّس والطفو سريعاً».\ ويضيف ميشرا: «في حالات الراحة، بالكاد يُلامس الماء 5 في المائة من إجمالي سطح ساق الحشرة، لذا فهي - عملياً - تحوم على الهواء».
وإذا سقطت قطيرات من المياه على الحشرة، فإنها تتدحرج، أو، حسبما التقطت كاميرا الفريق البحثي، تقفز في حركات بهلوانية لتُزيح عنها القطرات. وقد اندهش الباحثون من مدى سرعة حركتها لتفادي المُفترِسات والأمواج الآتية.
يقول ثورودسن، المشرف على الدراسة: «لاحظنا أنه خلال انطلاق حشرات الهالوبات جرمانوس من على سطح المياه، تتسارع حركتها ليبلغ التعجيل 400 متر في الثانية المربّعة. وعيك أن تقارن تلك السرعة بنظيرتها لدى الفهد أو أسرع عدّاء في العالم؛ يُوسَين بولت، حيث تبلغ السُرعة 13 متراً في الثانية المربّعة و3 أمتار في الثانية المربّعة على التوالي. ويُعزى هذا التسارع الاستثنائي إلى ضآلة حجم الحشرة، والطريقة التي تطأ بها سطح المياه، التي تضاهي نسبياً استخدام الترمبولين لتُعزز قفزتها».
وكان الشمع الذي يفرزه جسد الحشرة محط اهتمام كبير لدى أعضاء الفريق البحثي من اختصاصيي علم المواد، الذين يعملون على اكتشاف مقاربات جديدة لتقنيات طرد السوائل، كما تُلهِم بنية شعيرات الحشرة بتصميم مواد جديدة.
يقول ميشرا: «تُطوّر مجموعتي البحثية تقنيات مُنخفضة التكلفة وأكثر صداقة للبيئة، لتقليل مقاومة الاحتكاك إبّان تحرك الأجسام في السوائل، وتنقية الأغشية، بإلهام من شعيرات حشرات الهالوبات التي تضاهي شكل عيش الغراب».


مقالات ذات صلة

رئيس «أبل» للمطورين الشباب في المنطقة: احتضنوا العملية... وابحثوا عن المتعة في الرحلة

تكنولوجيا تيم كوك في صورة جماعية مع طالبات أكاديمية «أبل» في العاصمة السعودية الرياض (الشرق الأوسط)

رئيس «أبل» للمطورين الشباب في المنطقة: احتضنوا العملية... وابحثوا عن المتعة في الرحلة

نصح تيم كوك، الرئيس التنفيذي لشركة «أبل»، مطوري التطبيقات في المنطقة باحتضان العملية بدلاً من التركيز على النتائج.

مساعد الزياني (دبي)
تكنولوجيا خوارزمية «تيك توك» تُحدث ثورة في تجربة المستخدم مقدمة محتوى مخصصاً بدقة عالية بفضل الذكاء الاصطناعي (أ.ف.ب)

خوارزمية «تيك توك» سر نجاح التطبيق وتحدياته المستقبلية

بينما تواجه «تيك توك» (TikTok) معركة قانونية مع الحكومة الأميركية، يظل العنصر الأبرز الذي ساهم في نجاح التطبيق عالمياً هو خوارزميته العبقرية. هذه الخوارزمية…

عبد العزيز الرشيد (الرياض)
خاص تم تحسين هذه النماذج لمحاكاة سيناريوهات المناخ مثل توقع مسارات الأعاصير مما يسهم في تعزيز الاستعداد للكوارث (شاترستوك)

خاص «آي بي إم» و«ناسا» تسخّران نماذج الذكاء الاصطناعي لمواجهة التحديات المناخية

«الشرق الأوسط» تزور مختبرات أبحاث «IBM» في زيوريخ وتطلع على أحدث نماذج الذكاء الاصطناعي لفهم ديناميكيات المناخ والتنبؤ به.

نسيم رمضان (زيوريخ)
خاص يمثل تحول الترميز الطبي في السعودية خطوة حاسمة نحو تحسين كفاءة النظام الصحي ودقته (شاترستوك)

خاص ما دور «الترميز الطبي» في تحقيق «رؤية 2030» لنظام صحي مستدام؟

من معالجة اللغة الطبيعية إلى التطبيب عن بُعد، يشكل «الترميز الطبي» عامل تغيير مهماً نحو قطاع طبي متطور ومستدام في السعودية.

نسيم رمضان (لندن)
خاص من خلال الاستثمارات الاستراتيجية والشراكات وتطوير البنية التحتية ترسم السعودية مساراً نحو أن تصبح قائداً عالمياً في التكنولوجيا (شاترستوك)

خاص كيف يحقق «الاستقلال في الذكاء الاصطناعي» رؤية السعودية للمستقبل؟

يُعد «استقلال الذكاء الاصطناعي» ركيزة أساسية في استراتيجية المملكة مستفيدة من قوتها الاقتصادية والمبادرات المستقبلية لتوطين إنتاج رقائق الذكاء الاصطناعي.

نسيم رمضان (لندن)

«مرايا» الذكاء الاصطناعي تعكس دواخلها «مع كل التحيزات»

«بوابة السحاب» مرآة تعكس الحياة وتشوهاتها
«بوابة السحاب» مرآة تعكس الحياة وتشوهاتها
TT

«مرايا» الذكاء الاصطناعي تعكس دواخلها «مع كل التحيزات»

«بوابة السحاب» مرآة تعكس الحياة وتشوهاتها
«بوابة السحاب» مرآة تعكس الحياة وتشوهاتها

قبل بضع سنوات، وجدت شانون فالور نفسها أمام تمثال «بوابة السحاب (Cloud Gate)»، الضخم المُصمَّم على شكل قطرة زئبقية من تصميم أنيش كابور، في حديقة الألفية في شيكاغو. وبينما كانت تحدق في سطحه اللامع المرآتي، لاحظت شيئاً، كما كتب أليكس باستيرناك (*).

وتتذكر قائلة: «كنت أرى كيف أنه لا يعكس أشكال الأفراد فحسب، بل والحشود الكبيرة، وحتى الهياكل البشرية الأكبر مثل أفق شيكاغو... ولكن أيضاً كانت هذه الهياكل مشوَّهة؛ بعضها مُكبَّر، وبعضها الآخر منكمش أو ملتوٍ».

الفيلسوفة البريطانية شانون فالور

تشويهات التعلم الآلي

بالنسبة لفالور، أستاذة الفلسفة في جامعة أدنبره، كان هذا يذكِّرنا بالتعلم الآلي، «الذي يعكس الأنماط الموجودة في بياناتنا، ولكن بطرق ليست محايدة أو موضوعية أبداً»، كما تقول. أصبحت الاستعارة جزءاً شائعاً من محاضراتها، ومع ظهور نماذج اللغة الكبيرة (والأدوات الكثيرة للذكاء الاصطناعي التي تعمل بها)، اكتسبت مزيداً من القوة.

مرايا الذكاء الاصطناعي مثل البشر

تبدو «مرايا» الذكاء الاصطناعي مثلنا كثيراً؛ لأنها تعكس مدخلاتها وبيانات التدريب، مع كل التحيزات والخصائص التي يستلزمها ذلك. وبينما قد تنقل القياسات الأخرى للذكاء الاصطناعي شعوراً بالذكاء الحي، فإن «المرآة» تعبير أكثر ملاءمة، كما تقول فالور: «الذكاء الاصطناعي ليس واعياً، بل مجرد سطح مسطح خامل، يأسرنا بأوهامه المرحة بالعمق».

غلاف كتاب «مرايا الذكاء الاصطناعي»

النرجسية تبحث عن صورتها

كتابها الأخير «مرآة الذكاء الاصطناعي (The AI Mirror)»، هو نقد حاد وذكي يحطِّم عدداً من الأوهام السائدة التي لدينا حول الآلات «الذكية». يوجه بعض الاهتمام الثمين إلينا نحن البشر. في الحكايات عن لقاءاتنا المبكرة مع برامج الدردشة الآلية، تسمع أصداء نرجس، الصياد في الأساطير اليونانية الذي وقع في حب الوجه الجميل الذي رآه عندما نظر في بركة من الماء، معتقداً بأنه شخص آخر. تقول فالور، مثله، «إن إنسانيتنا مُعرَّضة للتضحية من أجل هذا الانعكاس».

تقول الفيلسوفة إنها ليست ضد الذكاء الاصطناعي، لكي نكون واضحين. وسواء بشكل فردي، أو بصفتها المديرة المشارِكة لمنظمة «BRAID»، غير الربحية في جميع أنحاء المملكة المتحدة المكرسة لدمج التكنولوجيا والعلوم الإنسانية، قدَّمت فالور المشورة لشركات وادي السيليكون بشأن الذكاء الاصطناعي المسؤول.

نماذج «مسؤولة» ومختبرة

وهي ترى بعض القيمة في «نماذج الذكاء الاصطناعي المستهدفة بشكل ضيق والآمنة والمختبرة جيداً والمبررة أخلاقياً وبيئياً» لمعالجة المشكلات الصحية والبيئية الصعبة. ولكن بينما كانت تراقب صعود الخوارزميات، من وسائل التواصل الاجتماعي إلى رفاق الذكاء الاصطناعي، تعترف بأن ارتباطها بالتكنولوجيا كان مؤخراً «أشبه بالوجود في علاقة تحوَّلت ببطء إلى علاقة سيئة. أنك لا تملك خيار الانفصال».

فضائل وقيم إنسانية

بالنسبة لفالور، إحدى الطرق للتنقل وإرشاد علاقاتنا المتزايدة عدم اليقين بالتكنولوجيا الرقمية، هي الاستفادة من فضائلنا وقيمنا، مثل العدالة والحكمة العملية. وتشير إلى أن الفضيلة لا تتعلق بمَن نحن، بل بما نفعله، وهذا جزء من «صراع» صنع الذات، بينما نختبر العالم، في علاقة مع أشخاص آخرين. من ناحية أخرى، قد تعكس أنظمة الذكاء الاصطناعي صورة للسلوك أو القيم البشرية، ولكن كما كتبت في كتابها، فإنها «لا تعرف عن التجربة الحية للتفكير والشعور أكثر مما تعرف مرايا غرف نومنا آلامنا وأوجاعنا الداخلية».

الخوارزميات والعنصرية وعدم المساواة

في الوقت نفسه تعمل الخوارزميات المدربة على البيانات التاريخية، بهدوء، على تقييد مستقبلنا بالتفكير نفسه الذي ترك العالم «مليئاً بالعنصرية والفقر، وعدم المساواة، والتمييز، وكارثة المناخ».

«كيف سنتعامل مع تلك المشكلات الناشئة التي ليست لها سابقة؟»، تتساءل فالور، وتشير: «مرايانا الرقمية الجديدة تشير إلى الوراء».

الاعتماد على السمات البشرية المفيدة

مع اعتمادنا بشكل أكبر على الآلات، وتحسينها وفقاً لمعايير معينة مثل الكفاءة والربح، تخشى فالور أننا نخاطر بإضعاف عضلاتنا الأخلاقية أيضاً، وفقدان المسار للقيم التي تجعل الحياة تستحق العناء.

مع اكتشافنا لما يمكن أن يفعله الذكاء الاصطناعي، سنحتاج إلى التركيز على الاستفادة من السمات البشرية الفريدة أيضاً، مثل التفكير القائم على السياق والحكم الأخلاقي، وعلى تنمية قدراتنا البشرية المتميزة. كما تعلمون. وهي تقول: «لسنا بحاجة إلى هزيمة الذكاء الاصطناعي. نحن بحاجة إلى عدم هزيمة أنفسنا».

* مجلة «فاست كومباني» - خدمات «تريبيون ميديا»

اقرأ أيضاً