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 «سمكة يوم القيامة» الغامضة على شاطئ كاليفورنيا

يوميات الشرق السمكة المجدافية كما أعلن عنها معهد سكريبس لعلوم المحيطات بجامعة كاليفورنيا

ظهور «سمكة يوم القيامة» الغامضة على شاطئ كاليفورنيا

جرف البحر سمكة نادرة تعيش في أعماق البحار، إلى أحد شواطئ جنوب كاليفورنيا، بالولايات المتحدة.

«الشرق الأوسط» (كاليفورنيا)
الاقتصاد د. خالد أصفهاني الرئيس التنفيذي لـ«المؤسسة العامة للمحافظة على الشعب المرجانية» وعدد من الشخصيات عند انطلاق المؤتمر

دراسة مع «البنك الدولي» لتحديد القيمة الفعلية للشعاب المرجانية في السعودية

تقترب السعودية من معرفة القيمة الفعلية لمواردها الطبيعية من «الشعاب المرجانية» في البحر الأحمر.

سعيد الأبيض (جدة)
يوميات الشرق يأتي الاكتشاف ضمن سلسلة الجهود لتعزيز المعرفة بالسلاحف البحرية وبيئاتها الطبيعية (واس)

اكتشاف أكبر موقع تعشيش لـ«السلاحف» في البحر الأحمر بالسعودية

أعلنت السعودية، السبت، عن اكتشاف أكبر موقع تعشيش للسلاحف البحرية يتم تسجيله على الإطلاق في المياه السعودية بالبحر الأحمر، وذلك في جزر الأخوات الأربع.

«الشرق الأوسط» (جدة)
يوميات الشرق يمكن أن يتحول فَردان من قناديل البحر بسهولة فرداً واحداً (سيل برس)

قناديل البحر قد تندمج في جسد واحد عند الإصابة

توصل باحثون إلى اكتشاف مدهش يفيد بأن أحد أنواع قناديل البحر المعروف بـ«قنديل المشط» يمكن أن تندمج أفراده في جسد واحد.

«الشرق الأوسط» (القاهرة)
يوميات الشرق الدلافين دائماً ما تفتح فمها بصورة تظهرها مبتسمة أثناء لعبها مع بعضها بعضاً (رويترز)

دراسة: الدلافين تبتسم لبعضها بعضاً «لتجنب سوء الفهم»

كشفت دراسة جديدة، عن أن الدلافين تبتسم لبعضها بعضاً أثناء اللعب لتجنب سوء الفهم.

«الشرق الأوسط» (روما)

نظام «كريسبر» جديد لإسكات الجينات بدلاً من «قصّها»

نظام «كريسبر» جديد لإسكات الجينات بدلاً من «قصّها»
TT

نظام «كريسبر» جديد لإسكات الجينات بدلاً من «قصّها»

نظام «كريسبر» جديد لإسكات الجينات بدلاً من «قصّها»

توصَّل باحثون في «مركز علوم الحياة بجامعة» فيلنيوس في ليتوانيا، إلى اكتشاف طريقة جديدة رائدة في مجال البحث الجيني تسمح بإسكات (أو إيقاف عمل) جينات معينة دون إجراء قطع دائم للحمض النووي (دي إن إيه).

وتُقدِّم الدراسة مساراً جديداً محتملاً لتعديل الجينات بشكل أكثر أماناً يشبه الضغط على زر «إيقاف مؤقت» على التعليمات الجينية داخل الخلايا.

آلية عمل نظام «كريسبر» الجديد

اكتشف فريق البروفسور باتريك باوش من معهد الشراكة لتقنيات تحرير الجينوم بمركز العلوم الحياتية في جامعة فيلنيوس بليتوانيا، بالتعاون مع خبراء دوليين في البحث المنشور في مجلة «Nature Communications» في 29 أكتوبر (تشرين الأول) 2024، نظاماً جديداً مختلفاً للتعديل الجيني.

وعلى عكس نظام «كريسبر كاس9 (CRISPR-Cas9)»، المعروف الذي اشتهر بقدرته على قطع الحمض النووي (DNA)، يعمل نظام «كريسبر» من النوع «آي في إيه» (IV-A CRISPR) بشكل مختلف، حيث يستخدم مركباً موجهاً بالحمض النووي الريبي لإسكات الجينات دون انشقاق خيوط الحمض النووي «دي إن إيه (DNA)».

كما يستخدم النظام الجديد مركباً مؤثراً يجنِّد إنزيماً يُعرف باسم «دين جي (DinG)». ويعمل هذا الإنزيم عن طريق التحرك على طول خيط الحمض النووي (DNA)، وتسهيل إسكات الجينات من خلال عملية غير جراحية.

تقنية «كريسبر-كاس9» للقص الجيني

هي أداة تعمل كمقص جزيئي لقص تسلسلات معينة من الحمض النووي (دي إن إيه). وتستخدم الحمض النووي الريبي الموجه للعثور على الحمض النووي المستهدف. و«كاس9» هو البروتين الذي يقوم بالقص، وهذا ما يسمح للعلماء بتعديل الجينات عن طريق إضافة أو إزالة أو تغيير أجزاء من الحمض النووي، وهو ما قد يساعد على علاج الأمراض الوراثية، وتعزيز الأبحاث.

** آفاق جديدة لتعديل الجينات بشكل أكثر أماناً وغير جراحي

بروتينات وحلقات

يستخدم نظام «كريسبر» من النوع «IV-A» بروتينين مهمين، هما «Cas8»، و«Cas5» للعثور على بقع محددة على الحمض النووي (DNA). ويبحث هذان البروتينان عن تسلسل قصير من الحمض النووي بجوار المنطقة المستهدفة التي تتطابق مع دليل الحمض النووي الريبي. وبمجرد العثور عليه يبدآن في فك الحمض النووي وإنشاء هياكل تسمى حلقات «آر (R)».

وحلقات «آر» هي الأماكن التي يلتصق فيها الحمض النووي الريبي بخيط واحد من الحمض النووي (DNA)، وتعمل بوصفها إشارةً للنظام لبدء إيقاف أو إسكات الجين.

وكما أوضح البروفسور باوش، فإن «آر» في حلقة «R» تعني الحمض النووي الريبي. وهذه الهياكل أساسية لأنها تخبر النظام متى وأين يبدأ العمل. ولكي تكون حلقات «آر» مستقرةً وفعالةً يجب أن يتطابق الحمض النووي، ودليل الحمض النووي الريبي بشكل صحيح.

وظيفة إنزيم «دين جي»

يساعد إنزيم «DinG» نظام «كريسبر» على العمل بشكل أفضل من خلال فك خيوط الحمض النووي (DNA). وهذا يجعل من الأسهل على النظام التأثير على قسم أكبر من هذا الحمض النووي، ما يجعل عملية إسكات الجينات أكثر فعالية وتستمر لفترة أطول.

وأشار البروفسور باوش إلى أنه نظراً لأن إنزيم «DinG» يمكنه تغيير كيفية التعبير عن الجينات دون قطع الحمض النووي، فقد يؤدي ذلك إلى تطوير أدوات وراثية أكثر أماناً في المستقبل.

تطبيقات محتملة لتخفيف تلف الحمض النووي

يحمل الاكتشاف إمكانات هائلة لتحرير الجينوم والبحث في المستقبل، إذ يمكن أن تخفف الطبيعة غير القاطعة لهذه الطريقة من المخاطر المرتبطة بتلف الحمض النووي( DNA). وهو مصدر قلق عند توظيف تقنيات تحرير الجينات الحالية.

ومن خلال تمكين تعديل الجينات دون إحداث تغييرات دائمة في الحمض النووي( DNA) يمكن أن يكون هذا النهج الجديد مفيداً بشكل خاص في التطبيقات السريرية مثل العلاج الجيني للاضطرابات الوراثية. كما أن القدرة الفريدة لهذا النظام على عبور الحمض النووي دون إجراء قطع، أمر مثير للاهتمام لتطبيقات تحرير الجينات المتقدمة.

الدقة والسلامة

ويعتقد فريق البحث بأن هذه الطريقة يمكن أن تزوِّد العلماء وخبراء التكنولوجيا الحيوية بأدوات أكثر دقة لدراسة وظائف الجينات وتصحيح التشوهات الجينية بطريقة خاضعة للرقابة.

ويمثل الاكتشاف تقدماً كبيراً في مجال البحث الجيني؛ حيث يفتح نظام «كريسبر» من النوع «IV-A» آفاقاً جديدة لتعديل الجينات بشكل أكثر أماناً وغير جراحي، ويمكن أن تحدث هذه الطريقة ثورةً في كيفية دراسة الأمراض الوراثية وعلاجها، مع التركيز على الدقة والسلامة.