يُعدّ قمل البحر العملاق من نوع «باثينوميد» أحد أنواع القشريات متساوية الأرجل التي تعيش في أعماق البحار، وتشتهر بقدرتها على البقاء أكثر من 5 سنوات دون طعام. ورغم أنها تعيش في بيئة فقيرة للغاية بالعناصر الغذائية، تُظهر هذه الكائنات ضخامةً ملحوظة في أجسامها، وهي سمة تتطلب طاقةً كبيرة.
الأمر الذى يُثير مفارقةً عجيبة: كيف تحافظ هذه القشريات، التي تبدو متعطشةً للطاقة، على حجمها الهائل في ظل ندرة الغذاء في أعماق البحار؟
للإجابة عن هذا السؤال، كشف فريق بحثي من معهد علوم المحيطات التابع للأكاديمية الصينية للعلوم (IOCAS) عن الآليات التي تُمكّن هذه الكائنات العملاقة من الازدهار في الحجم في ظل ظروف غذائية قاسية.
وأفاد بيان، الجمعة، بأنه من خلال الجمع بين تحليلات متعددة للجينات وعلوم الأيض، اكتشف الباحثون أن قشريات أعماق البحار تمتلك استراتيجية بقاء مزدوجة للتكيف مع الظروف الفقيرة بالعناصر الغذائية؛ إذ تمتلك مَعِدة متضخمة قادرة على تخزين كميات كبيرة من الطعام، ومعدل أيض أساسياً منخفضاً للغاية يحول الطعام إلى طاقة، بالتوازي مع تصنيع مواد جديدة يحتاج إليها الجسم للنمو والإصلاح.
زيادة الموارد وتقليل النفقات
في دراستهم، حلل الباحثون نوعين من القشريات متساويات الأرجل من أعماق مختلفة، ومن خلال دمج علم الجينوم المقارن مع التحليلات السلوكية وتحليلات أخرى، كشفوا عن استراتيجية «زيادة الموارد وتقليل النفقات من الطاقة» للتكيف مع ظروف نقص الغذاء.
تشغل معدة قمل البحر في أعماق البحار نحو ثلثي جسمها، وهي أكبر كثيراً من معدة نظيراتها التي تعيش في المياه الضحلة أو في مناطق المد والجزر. وعندما تمتلئ المعدة بالطعام، تحتوي على خليط طيني ناعم مطحون ومهضوم بشكل كبير، يتضمن نسبة منخفضة نسبياً من البكتيريا الهاضمة مثل الفيرميكوتس، وغنية بالبكتيريا الكلاميدية، المرتبطة بتخزين الدهون.
تشير هذه الخصائص إلى أن قمل البحر في أعماق البحار قد يستهلك كميات كبيرة من الطعام عند تتوفر فرص التغذية، ثم يُخفّض معدل الأيض الأساسي لديه بشكل كبير؛ ما يسمح بهضم هذا المخزون الغذائي واستخدامه على مدى فترات طويلة.
حدد الباحثون أيضاً جيناً، يُدعى ND1، يلعب دوراً حاسماً في استقلاب الطاقة.
علاوة على ذلك، اكتشف الباحثون آلية لتنظيم التعبير الجيني في قمل البحر في أعماق البحار تُحقق «كفاءة عالية، وحفظاً للطاقة، وتحكماً دقيقاً»، في ظروف درجات الحرارة المنخفضة التي تحاكي بيئة أعماق البحار؛ ما يؤدي إلى كبح استقلاب الطاقة بشكل فعال وتقليل نشاط الميتوكوندريا – جهاز الطاقة في الخلية-، ومن ثم زيادة القدرة على تحمل الجوع.
ماذا تعني هذه النتائج؟
تشير هذه النتائج إلى أن الجين ND1 يُعدّل شبكة استقلاب الميتوكوندريا من خلال ضبط دقيق لدرجة كبح الاستقلاب، ومن ثم حل المفاضلة الأساسية بين الطلب العالي على الطاقة في وقت زيادة الموارد والحاجة إلى كبح الاستقلاب في وقت شيوع البيئات القاسية.
يقول يوان جيانبو، من معهد علوم المحيطات التابع للأكاديمية الصينية للعلوم، والمؤلف الأول للدراسة: «لا يقتصر عملنا على كشف لغز قدرة قشريات الأرجل في أعماق البحار على تحمل فترات الجوع الطويلة للغاية فحسب، بل يُقدّم أيضاً نموذجاً مهماً لفهم كيفية تحقيق التوازن بين النمو والبقاء في البيئات القاسية».
