بعد مرور 165 عامًا على وضع والد نظرية التطور في رأسه، أثبت العلماء أخيرًا أن فرضية داروين حول سبب كون العديد من الحشرات بلا أجنحة صحيحة - على الأقل في معظمها
بقلم نيتا نسيم زواتا – وكالة أنباء العلوم والبيئة
يتم الاحتفال في 12 فبراير من كل عام بـ "يوم داروين" في جميع أنحاء العالم، والذي يصادف عيد ميلاد والد نظرية التطور تشارلز داروين. حظيت العديد من فرضيات (فرضيات) داروين بدعم علمي واسع النطاق في السنوات العديدة التي تلت تصوره لها، لكن إحداها، والتي تسمى "فرضية الرياح" والتي طورها منذ حوالي 165 عامًا، ظلت مجرد فرضية معللة حتى يومنا هذا حقًا.
وفقًا لهذه الفرضية، فإن الحشرات التي ليس لها أجنحة تكون أكثر قدرة على العيش في الجزر العاصفة من الحشرات المجنحة، لأن الحشرات المجنحة يمكن أن تجتاحها تيارات الرياح القوية أثناء العواصف. كان منطق داروين في هذه الفرضية ناقصًا إلى حد ما، لكن تمكن الباحثون مؤخرًا من إثبات ادعائه.
إن مسألة ما هي الضغوط البيئية التي تحدد ما إذا كانت أنواع معينة من الحشرات ستطور أجنحة أم لا قد أثارت اهتمام العلماء لفترة طويلة. فكر داروين في هذه القضية لأول مرة في يناير 1831، أثناء زيارته لجزيرة ماديرا، وهي جزيرة تابعة للبرتغال وتقع قبالة سواحل المغرب. بعد رحلة بحرية حول شواطئ الجزيرة، لاحظ داروين شيئًا غريبًا: العديد من الخنافس المحلية كانت بلا أجنحة. وأشار إلى أنه إذا كانت الخنافس عديمة الأجنحة قادرة على الطيران، لكانت قد تم إبعادها عن الجزيرة أثناء الرحلة بسبب الرياح القوية التي سادت هناك. لذلك، افترض أن الخنافس عديمة الأجنحة أكثر تكيفًا مع هذه البيئة، وبالتالي، كما تقول نظرية التطور، تعيش أكثر.
الآن، بم نشرت مؤخرا في المجلة العلمية وقائع الجمعية الملكية Bفقد وجد أن للرياح تأثيرًا تطوريًا واسع النطاق على بنية جسم الحشرات، وكان داروين على حق - على الأقل جزئيًا.
يقول الدكتور جوناثان مارسمان، الباحث: "إن تطور الأجنحة لدى الحشرات سمح لها بالوصول إلى العديد من الأماكن الجديدة واستعمار بيئات مختلفة". في متحف شتاينهارت للطبيعة وفي كلية علم الحيوان في جامعة تل أبيب تحت إشراف د. نيتا دورشين ود.جال ريفاك. "لقد سمحت الأجنحة للحشرات بالوصول إلى مسافة أبعد والتكيف مع البيئة الجديدة."
تم إلغاء الرحلة بسبب الرياح القوية
وفي الدراسة الجديدة، فحص الباحثون البيانات التي تم جمعها على مدى ثلاثة عقود حول الخصائص المختلفة للعديد من الحشرات، واستقرار موائلها والمناخ السائد فيها (المناخ المحلي). وركز الباحثون على أنواع مختلفة من الحشرات التي تعيش في القارة القطبية الجنوبية و28 جزيرة في المحيط الجنوبي (التي تقع تقريبا في منتصف الطريق بين القارة القطبية الجنوبية وأستراليا)، والتي تعتبر من بعض الجزر. من أكثر الأماكن عاصفة على الارض.
ووجد الباحثون أن نحو 47 بالمئة من أنواع الحشرات التي تطورت في المناطق المدروسة لم يكن لها أجنحة. وهذا رقم استثنائي - ما يقرب من عشرة أضعاف معدل الانتشار العالمي للحشرات عديمة الأجنحة، والذي يبلغ حوالي 5 بالمائة. ووجدوا أن الرياح القوية في هذه المناطق، بالإضافة إلى انخفاض ضغط الهواء ودرجات الحرارة المتجمدة، جعلت الطيران شبه مستحيل بالنسبة للحشرات المحلية.
ومع ذلك، وجد الباحثون أيضًا أنه على الرغم من التحقق من فرضيته، إلا أن داروين لم يكن على حق تمامًا - لأنه كان يعتقد أن التكيفات التطورية كانت ترجع فقط إلى قوة الرياح في الجزر التي يمكن أن تهب الحشرات الطائرة بعيدًا في المحيط، بينما وجد الباحثون أنه بالإضافة إلى التأثير المباشر للرياح، فإن حقيقة أن ظروف الرياح القاسية أصبحت تجعل طيران الحشرات أكثر صعوبة في الأداء وأكثر "تكلفة" من حيث الطاقة يعني أن الحشرات الطائرة لديها طاقة أقل للعثور على شركاء، رفيق. وإنتاج حيوانات منوية سليمة وإنتاج البويضات وإنتاج ذرية. ولذلك، فإن الحشرات التي ليس لها أجنحة نشطة والتي توقفت عن استثمار الطاقة في عملية الطيران وفي صيانة "آلاتها" المستهلكة للطاقة (الأجنحة، على عضلاتها المتطورة)، اكتسبت ميزة، ويمكنها توجيه هذه الموارد، من بين أمور أخرى ، للتكاثر، وبالتالي تصبح المهيمنة بشكل غير عادي في هذه البيئة.
يقول مارسمان: "الطيران هو بالتأكيد وسيلة نقل باهظة الثمن". "إنها حركة غير مستقرة، وهناك حاجة إلى الكثير من الطاقة للحفاظ على الاستقرار والاتجاه في الهواء. ومن ناحية أخرى، فهو فعال في جانب استغلال الزمان والمكان."
قم بمطابقة الأجنحة مع الطعام
تؤثر خصائص الطيران والجناح لدى الحشرات وتتأثر بشكل كبير بأسلوب حياتها والبيئة التي تعيش فيها واحتياجاتها التطورية. على سبيل المثال، في مجال البحوث في تعامل مارسمان، سيتم فحص كيفية ارتباط بنية الأجنحة والمرونة التي توفرها لها بأسلوب طيران الزبالين (الجعرانيات )، مجموعة متنوعة من الخنافس تنتمي إليها معظم الأنواع المعروفة باسم "خنافس الروث".
"في أحد طرفي مقياس تخصص خنفساء الروث توجد خنافس تتغذى على روث الحيوانات، وتطير بالقرب من مصدر الغذاء ولكنها تبحث عنه عن طريق المشي على الأرض، وفي الطرف الآخر توجد خنافس الروث التي تتغذى على حبوب لقاح الزهور، والتي يجب أن تهبط بدقة كبيرة على سطح الزهور"، كما يقول مارسمان. "وبعبارة أخرى، هناك حاجة لإجراء تعديلات في طيران الخنافس حتى تتمكن من الوصول إلى نوع الطعام الذي تستهلكه واستخدامه بالطريقة الأكثر دقة".
البق التي لا تتكيف
يعد نجاح البحث في إثبات فرضية داروين أمرًا مهمًا لأنه مثال آخر على كيفية تشكيل البيئات للحيوانات التي تعيش فيها. ليس هناك شك في أنه في كثير من الحالات يمكن للحيوانات أن تتكيف بشكل جيد مع بيئتها، حتى لو تغيرت (وفي حالة البشر - تؤثر أيضًا بشكل كبير عليها مرة أخرى).
ومع ذلك، فإن الحيوانات، بما في ذلك الحشرات، غير قادرة على التعامل مع أي وجميع التغييرات. سلسلة من الدراسات وقد كشفت في السنوات الأخيرة عن أضرار جسيمة تلحق بتعداد الحشرات في العالم بسبب النشاط البشري. ففي ألمانيا، على سبيل المثال، انخفض معدل ما لا يقل عن 76 بالمئة في التجمعات الحشرية المختلفة في المحميات الطبيعية بالدولة خلال الأعوام 2016-1989. كما تم العثور على أرقام مماثلة في بلدان أخرى حول العالم.
إن هذه الحشرات صغيرة بالفعل، ولكنها مهمة للبيئة وللبشر أكثر بكثير مما نعتقد، لأن جميع النظم البيئية الأرضية تعتمد عليها. إحدى وظائفها الرئيسية هي تلقيح الزهور، وهي عملية يعتمد عليها جزء كبير من المحاصيل الزراعية التي توفر غذائنا. كما أن لبعض الحشرات دور كبير في مكافحة الآفات الزراعية باعتبارها الأعداء الطبيعيين لتلك الآفات. علاوة على ذلك، فهي تشكل طبقة مهمة في الشبكة الغذائية، وقد يؤثر الضرر الذي يلحق بتكرارها على الشبكة بأكملها. ويجب اتخاذ تدابير مختلفة لضمان الحفاظ على أنواع الحشرات المعرضة للخطر، مثل حماية بيئتها، والحد من استخدام المبيدات الحشرية ودمج الموائل الطبيعية في الفضاء الزراعي، بحيث سواء طارت أم لا - لن تحمل الريح الحشرات النافعة.
المزيد عن الموضوع على موقع العلوم:
