أسماك قرش النمر ترصد أكبر نظام بيئي للأعشاب البحرية في العالم

باحثو «كاوست» ومعهد «بي تي دبليو» يكتشفون أهم حوض لـ«الكربون الأزرق»

غالاغر يجمع بيانات عن أحواض الأعشاب البحرية في جزر الباهاما (تصوير: كريستينا ميترماير)
غالاغر يجمع بيانات عن أحواض الأعشاب البحرية في جزر الباهاما (تصوير: كريستينا ميترماير)
TT

أسماك قرش النمر ترصد أكبر نظام بيئي للأعشاب البحرية في العالم

غالاغر يجمع بيانات عن أحواض الأعشاب البحرية في جزر الباهاما (تصوير: كريستينا ميترماير)
غالاغر يجمع بيانات عن أحواض الأعشاب البحرية في جزر الباهاما (تصوير: كريستينا ميترماير)

في تطور مثير، اكتشف العلماء أخيراً أكبر نظام بيئي للأعشاب البحرية في العالم بمنطقة في جزر الباهاما على مساحة تقدر بنحو 92 ألف كيلومتر مربع. ورسم العلماء خريطة لهذه المنطقة ونشروا نتائج دراستهم في المجلة العلمية «نيتشر Nature Communications)».
وتوضح الدراسة؛ التي تحمل عنوان «مساهمات أسماك قرش النمر في توصيف أكبر نظام بيئي للأعشاب البحرية في العالم»، النهج المبتكر للباحثين، المتمثل في استخدام كاميرات الرصد لتتبع تحركات أسماك «قرش النمر» فوق مروج الأعشاب البحرية، مما ساعد العلماء على رسم خريطة لها والتحقق من صحة التقديرات المكانية السابقة عن هذه المنطقة، وبالتالي تأكيد وجود مخزونات هائلة من «الكربون الأزرق» في جزر الباهاما لأول مرة.
وتعدّ أسماك «قرش النمر» من أكبر الحيوانات المفترسة البحرية العدوانية والأكثر خطورة في البحار الاستوائية بالعالم، والتي تتمتع بحواس قوية جداً. وتُعد هذه الأسماك من الكائنات المحمية في جزر الباهاما لأكثر من عقد من الزمان، ويُدرس سلوكها بانتظام بواسطة معهد «Beneath The Waves-BTW»، وهو معهد غير حكومي مختص في أبحاث المحيطات، يركز على تحسين المناطق المحمية البحرية الحالية والمستقبلية للحفاظ على أسماك القرش.


تساعد الكاميرات المثبتة على «قرش النمر» في العثور على الأعشاب البحرية (تصوير: دييغو كاميجو)

مستشعرات على الأسماك
في عام 2019، بدأ الدكتور أوستن غالاغر، كبير العلماء والمدير التنفيذي لمعهد «BTW»، في تثبيت أجهزة استشعار خاصة بالتصوير عبر الكاميرات، على زعانف أسماك «قرش النمر» في جميع أنحاء جزر الباهاما، واستطاع من خلال مقاطع الفيديو المسجلة التي حصل عليها من هذه المستشعرات الحصول على دليل لعبور تلك الأسماك فوق مروج شاسعة وكثيفة من الأعشاب البحرية.
الخطوة الثانية كانت عرض تلك البيانات على البروفسور كارلوس دوارتي، أستاذ العلوم البحرية في «مركز أبحاث البحر الأحمر» في «جامعة الملك عبد الله للعلوم والتقنية (كاوست)»، وأحد العلماء المتعاونين في هذه الدراسة والمشاركين في تأليف هذه الورقة البحثية.
ويعد البروفسور دوارتي أحد أبرز خبراء العالم في النظام البيئي «للكربون الأزرق»، ولديه أبحاث كبيرة في هذا المجال صاغ من خلالها هذا المفهوم بصورة دقيقة، وهو إنجاز حصل من أجله على «جائزة آفاق المعرفة المتميزة في علم النظم البيئية وبيولوجيا حفظها» في عام 2020 والتي تمنحها مؤسسة «بنك بلباو فيزكايا أرجنتاريا (BBVA)»؛ إحدى كبرى المؤسسات المالية في العالم.
يقول دوارتي: «النظام البيئي البحري في جزر الباهاما يحتوي على أكبر ضفاف رملية في العالم، وهي موائل ضحلة مناسبة تماماً لزراعة الأعشاب البحرية. لقد اعتقدنا أن جزر الباهاما لديها على الأرجح نظام بيئي واسع النطاق للأعشاب البحرية، ولكن لم يتم تحديد التقدير المكاني الحقيقي بشكل صحيح؛ لأن مسح هذه المنطقة البحرية الشاسعة يمثل تحدياً كبيراً».
أجرى الفريق تحليل الاستشعار من بعد بهدف تحديد المساحة الإجمالية التي تغطيها الأعشاب البحرية في تلك الجزر، ودمجوا نتائجهم مع تقديرات صور الأقمار الصناعية السابقة، لتوليد تقدير مركب للنظام البيئي للأعشاب البحرية في المنطقة. وقُرنت هذه البيانات مع المسوحات الموثقة القديمة؛ بما في ذلك أكثر من 2400 مسح للأعشاب البحرية أجراها غواصون من جميع أنحاء المنطقة. وبالتالي استطاعوا رسم خرائط مفصلة لمناطق إضافية من قاع البحر بفضل «التعاون» مع تلك الأسماك.
يوضح دوارتي: «أظهرت الأبحاث التي أجراها معهد «BTW» أن أسماك (قرش النمر) تقضي نحو 77 في المائة من وقتها في القيام بدوريات في أحواض الأعشاب البحرية، وهو ما يمكن ملاحظته بواسطة الكاميرات بزاوية 360 درجة التي ثبتناها على تلك الأسماك. لقد وفر هذا فرصة لتوسيع نطاق استكشاف الأعماق الشاسعة والصعبة لضفاف جزر الباهاما، حيث تغطي تلك الأسماك نحو 70 كيلومتراً في اليوم الواحد. ساعد التحقق الإضافي الذي قدمته تلك الأسماك في رفع تقديراتنا عن منطقة موائل الأعشاب البحرية عبر ضفاف تلك الجزر من 66 ألف كيلومتر مربع في الحد الأدنى إلى 92 ألف كيلومتر مربع.

«تعاون الأحياء»
تقدم هذه الدراسة التي تجرى لأول مرة باستخدام أجهزة استشعار للتصوير المثبتة على تلك الأسماك نموذجاً للتعاون بين البشر والحيوانات البحرية الكبيرة لاستكشاف المحيطات. حيث جمع فريق البحث أيضاً عينات من الرواسب من النظام البيئي الشامل للأعشاب البحرية لتقييم كمية الكربون المخزنة في الرواسب، وكشف في النهاية أن جزر الباهاما تحتوي على الأرجح على 25 في المائة من المخزون العالمي من «الكربون الأزرق» القائم على الأعشاب البحرية.
تعليقاً على هذا البحث، قال رئيس وزراء جزر الباهاما، فيليب بريف ديفيس: «يمثل العمل المبتكر الذي قام به الفريق البحثي، بالشراكة مع جزر الباهاما، لرسم خريطة لمروج الأعشاب البحرية الشاسعة في بلادنا، تقدماً علمياً استثنائياً، يقدم مساهمة كبيرة للغاية في تنميتنا الوطنية وأمننا». ويضيف: «قد تكون جزر الباهاما في صدارة التصنيف بشأن قابلية تأثرها بالمناخ، ولكن لدينا الآن دليل على أننا أيضاً نتصدر قائمة النقاط الساخنة لـ(الكربون الأزرق) في العالم، مما يعني أن أعشابنا البحرية يمكن أن تلعب دوراً حاسماً في توليد الموارد التي نحتاجها للانتقال إلى الطاقة المتجددة والتكيف مع ظاهرة تغير المناخ».
يذكر أن جزر الباهاما - الواقعة في جنوب الولايات المتحدة الأميركية والتي تمثل حلماً لجميع عشاق البحار الزرقاء النقية - تُعدّ من أكثر الدول تضرراً نتيجة التغيرات المناخية؛ إذ تعاني هذه الجزر منذ 7 أعوام فيضانات وأعاصير مدمرة أبرزها «أرما» و«ماريا»، وآخرها إعصار «دوريان» الذي ضرب أباكو عام 2019 وتسبب في غرق 3 آلاف شخص من السكان المحليين، بالإضافة إلى خسائر فادحة لجزيرتي أباكو وباهاما الكبرى اللتين تُعدان من أكبر الجزر في البلاد.
من جانبه يؤكد غالاغر: «يجب أن يمنحنا هذا الاكتشاف الأمل في مستقبل محيطاتنا. فلقد كانت أسماك (قرش النمر) محمية في جزر الباهاما لسنوات عديدة، وبسببها تمكنا من دراسة ورصد العمليات القديمة التي كانت هذه الحيوانات منخرطة فيها لآلاف السنين واستطعنا اكتشاف نظام بيئي للأعشاب البحرية في هذه الجزر من المحتمل أن يكون أهم حوض لـ(الكربون الأزرق) على هذا الكوكب».

«الكربون الأزرق»... أمل المستقبل

> تلعب النظم البيئية الساحلية والبحرية، مثل أشجار المانغروف والمستنقعات المالحة والأعشاب البحرية، دوراً حيوياً في امتصاص وعزل غاز ثاني أكسيد الكربون؛ إذ تعمل النباتات في تلك النظم على امتصاص الكربون ودفنه في الرواسب الساحلية، وهو ما بات يعرف بـ«الكربون الأزرق»، وهو مصطلح أصبح له تأثير متزايد في اجتماعات واستراتيجيات الحد من ظاهرة تغيّر المناخ الدولية.
وأوضح دوارتي أن هناك أبحاثاً عدة أجريت في موضوع «الكربون الأزرق»، جرى اعتماد نتائجها ضمن أطر اتفاقية الأمم المتحدة بشأن ظاهرة تغيّر المناخ، وإدراجها ضمن المساهمات الأساسية الرامية لتخفيف آثار ظاهرة الاحتباس الحراري على كوكب الأرض، إضافة إلى الاكتشافات العلمية في مجالات علوم البيئة البحرية والعلوم البيولوجية للمحيطات.


مقالات ذات صلة

ظهور جيفة حوت نادر على شاطئ بنيوزيلندا

يوميات الشرق جيفة الحوت النادر تُرفع بالقرب من مصب نهر في مقاطعة أوتاغو (هيئة الحفاظ على البيئة في نيوزيلندا)

ظهور جيفة حوت نادر على شاطئ بنيوزيلندا

كشف علماء أن الأمواج جرفت إلى شاطئ في نيوزيلندا جيفة حوت منقاري مجرفي الأسنان، وهو نوع نادر للغاية لم يُسبق رصده على قيد الحياة.

«الشرق الأوسط» (كرايستشيرتش)
الاقتصاد سفن شحن عملاقة تمر عبر قناة السويس في مصر (رويترز)

الذكاء الاصطناعي قد يخفّض انبعاثات الشحن البحري 47 مليون طن سنوياً

أظهرت دراسة حديثة أن استخدام الذكاء الاصطناعي في ملاحة السفن قد يؤدي إلى خفض انبعاثات الكربون لقطاع الشحن التجاري العالمي بنحو 47 مليون طن سنوياً.

«الشرق الأوسط» (لندن)
يوميات الشرق حجم الحيتان الرمادية يتقلّص (أ.ف.ب)

حجم حيتان المحيط الهادي تقلَّص 13%

شهدت الحيتان الرمادية في المحيط الهادي تقلّصاً في حجمها بنسبة 13 في المائة خلال عقدين من الزمن... إليكم التفاصيل.

«الشرق الأوسط» (واشنطن)
بيئة صورة نشرتها حديقة أسماك «سي سايد» الأميركية للسمكة النادرة في ولاية أوريغون (أ.ب)

المياه تجرف سمكة عملاقة ونادرة في ولاية أميركية (صور)

جرفت المياه سمكة كبيرة من فصيلة أسماك الشمس يُعتقد أنها نادرة على شاطئ ولاية أوريغون الأميركية

«الشرق الأوسط» (أوريغون)
يوميات الشرق المرجان الأحمر في مضيق ماجلان (أ.ف.ب)

اكتشاف نوع من المرجان الأحمر في المياه القليلة العمق لمضيق ماجلان

اكتُشِف نوع من المرجان الأحمر في أقصى جنوب باتاغونيا التشيلية، في منطقة مضيق ماجلان.

«الشرق الأوسط» (سانتياغو)

سرطان الأمعاء يشغّل ويوقف «مفاتيح جينية» للتهرب من جهاز المناعة

سرطان الأمعاء يشغّل ويوقف «مفاتيح جينية» للتهرب من جهاز المناعة
TT

سرطان الأمعاء يشغّل ويوقف «مفاتيح جينية» للتهرب من جهاز المناعة

سرطان الأمعاء يشغّل ويوقف «مفاتيح جينية» للتهرب من جهاز المناعة

تتعمّق دراسة جديدة في الآليات التي تستغل بها الخلايا السرطانية الطفرات الجينية للتهرب من جهاز المناعة، مع التركيز على الطفرات في جينات إصلاح الحامض النووي (دي إن إيه) التي تعمل بصفتها مفاتيح للتحكم في معدلات الطفرات داخل الخلايا السرطانية. وهذا ما يسهّل نمو الورم والتهرب المناعي؛ إذ يمكن للسرطان إنشاء تلك الطفرات وإصلاحها بشكل متكرر، لتكون بمثابة «مفاتيح جينية» تعمل على كبح نمو الورم أو عدم كبحه اعتماداً على ما هو أكثر فائدة لتطور السرطان.

قانون التوازن التطوري

وكان يُعتقد سابقاً أن عدد الطفرات الجينية في الخلية السرطانية يرجع إلى الصدفة البحتة. لكن الدراسة الجديدة التي نُشرت في مجلة «نتشر جينتكس» (Nature Genetics) في 3 يوليو (تموز) 2024 قدّمت نظرة ثاقبة حول كيفية تعامل السرطان مع عمل «التوازن التطوري»، الذي يعني أن الخلايا السرطانية تستغل آليات إصلاح الحامض النووي المعيبة لتعزيز نمو الورم. ولكنها تعود مرة أخرى إلى وضع الإصلاح لحماية المناطق الجينومية الأساسية والتهرب من جهاز المناعة؛ إذ تتمتع خلايا سرطان الأمعاء بالقدرة على تنظيم نموها باستخدام مفتاح التشغيل والإيقاف الجيني لزيادة فرص بقائها على قيد الحياة إلى أقصى حد. وهي ظاهرة لُوحظت لأول مرة من قبل الباحثين في جامعة «كاليفورنيا» في لوس أنجليس في الولايات المتحدة و«المركز الطبي الجامعي» في أوتريخت بهولندا.

سرطان الأمعاء

السرطان هو مرض وراثي ناجم عن طفرات في الحامض النووي لدى البشر؛ إذ يحدث تلف الحامض النووي طوال الحياة سواء بشكل طبيعي أو بسبب العوامل البيئية.

وللتغلب على ذلك طوّرت الخلايا السليمة استراتيجيات لحماية سلامة الشفرة الوراثية. ولكن إذا تراكمت الطفرات في الجينات الرئيسية المرتبطة بالسرطان يمكن أن تتطور الأورام. ويُعد سرطان الأمعاء رابع أكثر أنواع السرطان شيوعاً في المملكة المتحدة؛ إذ يحدث نحو 43 ألف حالة سنوياً.

وعلى الرغم من أنه لا يزال سرطاناً يصيب كبار السن في الغالب فإن الحالات بين الأشخاص الذين تقل أعمارهم عن 50 عاماً تزايدت في العقود الأخيرة.

«مفاتيح جينية»

تسلّط الدراسة الضوء على الدور الحاسم لجينات إصلاح الحامض النووي خصوصاً جينات «MSH3» و«MSH6» في تعديل معدلات الطفرة. ووُجد أن الطفرات في هذه الجينات ترتبط بحجم كبير من الطفرات في الأورام؛ ما يشير إلى أن هذه المفاتيح الجينية يمكن أن تؤثر بصفة كبيرة على سلوك الورم.

واكتشف الباحثون أن طفرات إصلاح الحامض النووي هذه تعمل بمثابة «مفاتيح جينية». ومن خلال تشغيل آليات الإصلاح وإيقافها يمكن للخلايا السرطانية إدارة معدلات الطفرات الخاصة بها؛ لتعزيز النمو عندما يكون مفيداً، وقمعه لتجنب الكشف المناعي، وهذه الآلية تتيح للأورام تحقيق التوازن بين الطفرة السريعة للتطور والحفاظ على معدل طفرة منخفض بدرجة كافية لتجنب إثارة استجابة مناعية.

التهرب المناعي

وقال الدكتور مارنيكس يانسن، كبير مؤلفي الدراسة من معهد «UCL» للسرطان في جامعة «كوليدج لندن» بالمملكة المتحدة، إن قدرة الخلايا السرطانية على تعديل معدلات الطفرة بشكل مباشر تؤثر في تهربها من جهاز المناعة. ويمكن لمعدلات الطفرات المرتفعة أن تولد مستضدات جديدة تجذب الخلايا المناعية، ولكن من خلال التحكم في هذه المعدلات يمكن للأورام تقليل ظهورها لجهاز المناعة، وبالتالي تجنّب المراقبة المناعية وتدميرها. وهذه الآلية لها آثار كبيرة في العلاج المناعي، نظراً لأن العلاجات المناعية غالباً ما تستهدف الأورام شديدة التحور؛ لذلك فإن فهم كيفية تنظيم الأورام لمعدلات الطفرات الخاصة بها يمكن أن يساعد في التنبؤ بفاعلية هذه العلاجات.

وتشير الدراسة إلى أن استهداف هذه المفاتيح الجينية قد يعزّز فاعلية العلاجات المناعية عن طريق منع الأورام من تقليل معدلات الطفرات الخاصة بها لتجنب الكشف المناعي.

تحليل العينات

هناك نحو 20 بالمائة من حالات سرطان الأمعاء تكون ناجمة عن طفرات في جينات إصلاح الحامض النووي، في حين أن هذه الطفرات تساعد الأورام على النمو من خلال السماح بتغييرات جينية سريعة، فإنها تجعل الورم أكثر قابلية للاكتشاف بوساطة الجهاز المناعي، بسبب اختلافه عن الخلايا الطبيعية. والطفرات في جينات «MSH3» و«MSH6» لها أهمية خاصة ترتبط بالحجم الكبير للطفرات في الأورام. ولأجل التحقق من صحة النتائج التي توصلوا إليها استخدم الباحثون نماذج خلايا معقدة تُعرف باسم «العضيات» organoids التي تمت زراعتها في المختبر من عينات ورم المريض؛ إذ ساعدت هذه النماذج في إثبات التأثير الوظيفي لطفرات إصلاح الحامض النووي على معدلات الطفرة والتهرب المناعي.

الفوضى الجينية

وقال الدكتور حمزة كايهانيان، المؤلف الأول للدراسة من معهد «UCL» للسرطان، إنه كان يُعتقد سابقاً أن درجة الفوضى الجينية في السرطان ترجع فقط إلى تراكم الطفرات بالصدفة على مدى سنوات كثيرة.

لكن الخلايا السرطانية تمكنت من إعادة توظيف هذه المساحات المتكررة في الحامض النووي سراً، مثل مفاتيح تطورية لضبط مدى سرعة تراكم الطفرات في الخلايا السرطانية.

ومن المثير للاهتمام أنه تم العثور على هذه الآلية التطورية سابقاً بصفتها محركاً رئيسياً لمقاومة العلاج المضاد للبكتريا لدى المرضى الذين عُولجوا بالمضادات الحيوية، مثلها مثل الخلايا السرطانية، فقد طوّرت البكتيريا مفاتيح وراثية تزيد من تكرر الطفرات عندما يكون التطور السريع هو المفتاح عند مواجهة المضادات الحيوية.

وبالتالي فإن نتائج الدراسة تؤكد بشكل أكبر أوجه التشابه بين تطور البكتيريا والخلايا السرطانية البشرية، وهو مجال رئيسي لأبحاث السرطان النشطة. وأخيراً، توفر دراسة مفاتيح التشغيل الجينية التي تدعم عملية التهرب المناعي للسرطان رؤى جديدة حول الاستراتيجيات التكيفية للخلايا السرطانية، من خلال الاستفادة من المفاتيح الجينية في جينات إصلاح الحامض النووي؛ إذ يمكن للأورام ضبط معدلات الطفرات الخاصة بها لتحقيق التوازن بين النمو والتهرب المناعي.

وهذا الاكتشاف يفتح آفاقاً جديدة لتعزيز علاج السرطان خصوصاً من خلال تطوير علاجات تستهدف هذه المفاتيح الجينية لتحسين فاعلية العلاج المناعي.