علماء يفكون لغز غذاء الطيور أثناء رحلاتها الجماعية عبر القارات

علماء يفكون لغز غذاء الطيور أثناء رحلاتها الجماعية عبر القارات
TT

علماء يفكون لغز غذاء الطيور أثناء رحلاتها الجماعية عبر القارات

علماء يفكون لغز غذاء الطيور أثناء رحلاتها الجماعية عبر القارات

بمساعدة نفق هوائي وسرب من الطيور، تمكن فريق بقيادة علماء من جامعة ماساتشوستس أميرست الأميركية من اكتشاف أن الطيور المهاجرة تحرق كميات هائلة من البروتين في وقت مبكر من رحلاتها. وهذا يقلب النظرية التقليدية التي افترضت أن الطيور المهاجرة تزيد من استهلاك البروتين في نهاية رحلاتها رأسا على عقب.
واكتشف العلماء أيضا أن الطيور التي يقوم العديد منها مرتين في السنة برحلات دون توقف لأكثر من 1000 ميل للانتقال من نطاق التكاثر إلى نطاق الشتاء، تغذي نفسها عن طريق حرق الدهون بمعدل ثابت خلال رحلاتها، وأن بإمكانها حرق خُمس كتلة عضلاتها وإعادة بنائها مرة أخرى في غضون أيام.
ومن أجل مزيد من التوضيح، قال كوري إلوي المؤلف الرئيسي للورقة باحث ما بعد الدكتوراه بعلم الأحياء بجامعة ماساتشوستس أميرست حيث حصل على درجة الدكتوراه «ان الطيور مذهلة؛ فهي رياضية شديدة التحمل؛ فطائر يزن نصف أونصة يمكنه الطيران بلا توقف فيرفرف لمدة 100 ساعة في كل مرة من كندا إلى أميركا الجنوبية. كيف يمكن هذا؟ كيف تزود الطيور رحلتها بالوقود؟».
ولفترة طويلة جدا، افترض علماء الأحياء أن الطيور تغذي مثل هذه الأعمال البطولية عن طريق حرق احتياطيات الدهون. وبالفعل، تعد الدهون جزءا مهما من المزيج السري للطيور المهاجرة.
ويبين إلوي «لقد أحرقت الطيور في اختباراتنا الدهون بمعدل ثابت طوال رحلاتها الجوية. لكننا وجدنا أيضا أنها تحرق البروتين بمعدل مرتفع للغاية في وقت مبكر جدا من رحلاتها، وأن المعدل الذي تحرق به البروتين يتضاءل مع زيادة مدة الرحلة»، وذلك وفق ما نشر موقع «phys.org» العلمي المرموق.
من جانبه، يشرح ألكسندر غيرسون أستاذ علم الأحياء المشارك بجامعة ماساتشوستس أميرست كبير مؤلفي الورقة البحثية «ان هذه رؤية جديدة. لم يتمكن أحد من قياس حرق البروتين إلى هذا الحد في الطيور من قبل... علمنا أن الطيور تحرق البروتين، ولكن ليس بهذا المعدل، وليس في وقت مبكر جدا من رحلاتها. علاوة على ذلك، يمكن لهذه الطيور المغردة الصغيرة حرق 20 % من كتلة عضلاتها ثم إعادة بنائها بالكامل في غضون أيام».
ولتحقيق هذا الاختراق، تلقى إلوي مساعدة من مشغلي نطاقات الطيور بمرصد «Long Point Bird» بأونتاريو على طول الشاطئ الشمالي لبحيرة إري؛ ففي كل خريف، تتجمع ملايين الطيور بالقرب من المرصد في رحلتها إلى مناطق الشتاء، بما في ذلك طائر الغابة المغرد (blackpoll warbler)، وهو طائر مغرد صغير يسافر آلاف الأميال أثناء هجرته.
وبعد التقاط 20 طائرا من نوع طائر الغابة المغرد و44 طائراً من النقشارة الصفراء (yellow-rumped warblers)، وهو نوع من الطيور المغردة التي تهاجر لمسافة أقصر، باستخدام شباك الضباب، نقل إلوي وزملاؤه، الطيور إلى المنشأة المتقدمة لأبحاث الطيور في جامعة ويسترن، والتي تحتوي على نفق رياح متخصص تم بناؤه خصيصا لمراقبة الطيور في الرحلة. فقام إلوي بقياس كتلة الجسم الدهنية والنحيلة قبل الرحلة، ثم بعد غياب الشمس، لأن الطيور تهاجر في الليل فتركت بنفق الرياح.
وقد راقب العلماء الطيور لتحديد متى ترتاح ثم يقيسون مرة أخرى محتوى كتلة الجسم من الدهون والنحافة ويقارنونها بالبيانات الجديدة.
وحسب إلوي «كانت إحدى أكبر المفاجآت أن كل طائر كان ما يزال لديه الكثير من الدهون عندما اختار إنهاء رحلته. لكن عضلاتها كانت هزيلة. ويبدو أن البروتين، وليس الدهون، هو عامل مقيد في تحديد المدى الذي يمكن أن تطير فيه الطيور».
جدير بالذكر، ما زال العلماء لا يعرفون تماما سبب حرق الطيور لمثل هذا المخزون الهائل من البروتين في وقت مبكر جدا من رحلاتها، لكن الإجابات المحتملة تفتح مجموعة واسعة من طرق البحث المستقبلية.


مقالات ذات صلة

حلُّ لغز العمر الحقيقي لأكبر تمساح في العالم

يوميات الشرق علاقة آلمها الفراق (إ.ب.أ)

حلُّ لغز العمر الحقيقي لأكبر تمساح في العالم

لعقود، تولّى حارس الحدائق جورج كريغ، رعاية تمساح طوله 5.5 متر، يُدعى «كاسيوس». وبعد تقاعده، توقّف التمساح عن الأكل، ودخل في حالة «تدهور سريع».

«الشرق الأوسط» (لندن)
يوميات الشرق الحب ليس بشرياً فقط (ناشيونال جيوغرافيك)

صداقة غير متوقَّعة بين قندس ورجل تُهوِّن يُتمهما

تغيَّرت حياة بيلي وسوزان ميل إلى الأبد بظهور شبل قندس صغيرة تتضوَّر جوعاً عند عتبة منزلهما في شيتلاند.

«الشرق الأوسط» (لندن)
يوميات الشرق جرذ أفريقي ضخم يتعرف على لغم أرضي أثناء التدريب على شم واكتشاف الألغام الأرضية في حقول الألغام بجامعة سوكويني في موروجورو بتنزانيا في 16 سبتمبر 2004 (رويترز)

دراسة: الفئران الأفريقية يمكن استخدامها في مكافحة تهريب الحيوانات

قال علماء إن الفئران الجرابية الأفريقية المعروفة بحاسة الشم الاستثنائية قادرة على رصد الحيوانات المهربة والتجارة غير القانونية في النباتات.

«الشرق الأوسط» (كيب تاون)
يوميات الشرق شكَّل رمزاً للأمل (مواقع التواصل)

القطّ الأكثر بدانة في العالم... وداعاً

«هذه خسارة كبيرة»... هكذا نعى القائم على رعاية القطّ «كرامبس»، المصنّف الأكثر بدانة في العالم، الذي جاء نفوقه بعد أسابيع من مشاركته في معسكر لإنقاص الوزن للقطط.

«الشرق الأوسط» (لندن)
يوميات الشرق «ميكي» يشاء أن يطمئنّ (مواقع التواصل)

جهود لإنقاذ ببغاء «يعيش على الخبز» منذ شهر داخل متجر أسترالي

طمأنت وزيرة البيئة في نيو ساوث ويلز، الجمهور، على «إطلاق سراح» ببغاء، بعد انتشار شائعات تتعلق بصدور «أوامر بقتله».

«الشرق الأوسط» (سيدني)

روبوتات ذكية تتفوق على البشر في مختبرات الدواء

تستخدم الروبوتات المتنقلة منطق الذكاء الاصطناعي لأداء مهام البحث الاستكشافي في مجال الكيمياء (جامعة ليفربول)
تستخدم الروبوتات المتنقلة منطق الذكاء الاصطناعي لأداء مهام البحث الاستكشافي في مجال الكيمياء (جامعة ليفربول)
TT

روبوتات ذكية تتفوق على البشر في مختبرات الدواء

تستخدم الروبوتات المتنقلة منطق الذكاء الاصطناعي لأداء مهام البحث الاستكشافي في مجال الكيمياء (جامعة ليفربول)
تستخدم الروبوتات المتنقلة منطق الذكاء الاصطناعي لأداء مهام البحث الاستكشافي في مجال الكيمياء (جامعة ليفربول)

طوّر باحثون من جامعة ليفربول الإنجليزية روبوتات متنقلة قادرة على الحركة تعمل بالذكاء الاصطناعي، ويمكنها إجراء أبحاث التركيب الكيميائي، وصناعة الدواء بكفاءة غير عادية.

وفي الدراسة المنُشورة في دورية «نيتشر»، الأربعاء، أظهر الباحثون كيف تمكنت تلك الروبوتات التي تستخدم الذكاء الاصطناعي في اتخاذ القرارات، من أداء مهام البحث الاستكشافي في الكيمياء بمستوى أداء البشر، ولكن في وقت أسرع بكثير.

وتم تصميم الروبوتات المتنقلة التي يبلغ ارتفاعها 1.75 متر بواسطة فريق ليفربول لمعالجة 3 مشاكل أساسية هي: إجراء التفاعلات، وتحليل المنتجات، وتحديد ما يجب القيام به بعد ذلك بناءً على البيانات الناتجة. وقامت الروبوتات بأداء هذه المهام بطريقة تعاونية، حيث تناولت تلك المشكلات في 3 مجالات مختلفة تتعلق بالتركيب الكيميائي ذي الصلة باكتشاف الأدوية الصيدلانية.

وأظهرت النتائج أنه باستخدام الذكاء الاصطناعي، اتخذت الروبوتات القرارات الجديدة أو قرارات مماثلة للباحث البشري، ولكن في إطار زمني أسرع بكثير من الإنسان، الذي قد يستغرق ساعات كثيرة لاتخاذ القرارات نفسها. وأوضح البروفسور أندرو كوبر من قسم الكيمياء ومصنع ابتكار المواد بجامعة ليفربول، الذي قاد المشروع البحثي أن «البحث في التركيب الكيميائي مكلف ويستغرق وقتاً طويلاً، سواء في أثناء التجارب أو عند الحاجة إلى اتخاذ القرارات حول التجارب التي يجب القيام بها بعد ذلك، لذا فإن استخدام الروبوتات الذكية يوفر طريقة لتسريع هذه العملية».

وقال في بيان صادر الأربعاء: «عندما يفكر الناس في الروبوتات وأتمتة الكيمياء، فإنهم يميلون إلى التفكير في إجراء التفاعلات وما إلى ذلك، وهذا جزء منها، ولكن اتخاذ القرار يمكن أن يستغرق وقتاً طويلاً». وتابع: «هذه العملية تنطوي على قرارات دقيقة بناءً على مجموعات من البيانات الغزيرة. إنها مهمة تستغرق وقتاً طويلاً من الباحثين، ولكنها كانت مشكلة صعبة للذكاء الاصطناعي كذلك».

ووفق الدراسة، فإن اتخاذ القرار هو مشكلة رئيسية في الكيمياء الاستكشافية. فعلى سبيل المثال، قد يقوم الباحث بإجراء عدة تفاعلات تجريبية، ثم يقرر توسيع نطاق بعض من تلك التجارب التي تعطي نتائج تفاعل جيدة أو منتجات مثيرة للاهتمام فقط.

من جهته، قال سريرام فيجاياكريشنان، طالب الدكتوراه السابق في جامعة ليفربول، وباحث ما بعد الدكتوراه في قسم الكيمياء الذي قاد هذه التجارب: «عندما حصلت على الدكتوراه، أجريت كثيراً من التفاعلات الكيميائية يدوياً. غالباً ما يستغرق جمع البيانات التحليلية وفهمها الوقت نفسه الذي يستغرقه إعداد التجارب. وتصبح مشكلة تحليل البيانات هذه أكثر حدة. فقد ينتهي بك الأمر إلى الغرق في البيانات».

وأضاف: «لقد عالجنا هذا هنا من خلال بناء منطق الذكاء الاصطناعي للروبوتات. ويعالج ذلك مجموعات البيانات التحليلية لاتخاذ قرار مستقل، على سبيل المثال، ما إذا كان يجب المضي قدماً إلى الخطوة التالية في التفاعل أم لا». وأكد قائلاً: «إذا أجرى الروبوت التحليل في الساعة 3:00 صباحاً، فسوف يكون قد قرر بحلول الساعة 3:01 أي التفاعلات يجب أن تستمر. وعلى النقيض من ذلك، قد يستغرق الأمر ساعات من الكيميائي لتصفح وتحليل مجموعات البيانات نفسها».

وفي الختام، شدّد البروفسور كوبر على أنه «بالنسبة للمهام التي أعطيناها للروبوتات هنا، فقد اتخذ منطق الذكاء الاصطناعي القرارات نفسها تقريباً مثل الكيميائي خلال تعاطيه مع هذه المشاكل الكيميائية الثلاث في غمضة عين»، مضيفاً أن هناك أيضاً مجالاً كبيراً لزيادة قدرات الذكاء الاصطناعي في فهم هذه الظواهر الكيميائية.