الروح من الفم إلى الفم، نسخة البحر الأحمر

كشفت دراسة إسرائيلية جديدة أن هناك أسماكاً مرجانية تضرب زعانفها طوال الليل لتحقن مياهاً غنية بالأكسجين في المرجان الذي تعيش فيه

ماريت سلون، هآرتس، والا نيوز

أسماك المرجان الهامشي خارج فروع المرجان خلال النهار. لا يبدو أنهم ينامون أبدًا. الصورة: إمزيا جنين

الرابط المباشر لهذه الصفحة: https://www.hayadan.org.il/fishcorlsymb.html

ملاحظة صدفة حدثت في مياه خليج إيلات أدت إلى اكتشاف نوع جديد من التعايش بين الأسماك والشعاب المرجانية في البحر الأحمر، ونشرت قبل أسبوع في قسم "اختيار المحرر" بمجلة "العلم" ". لاحظ مجموعة من الباحثين من المعهد المشترك بين الجامعات لعلوم البحار في إيلات خلال إحدى رحلاتهم الليلية ظاهرة غير عادية: الأسماك التي تعيش بشكل دائم بالقرب من الشعاب المرجانية وتبقى بين فروعها طوال الليل كانت تتصرف بطريقة غريبة. وبدلاً من النوم بلا حراك، كما تفعل معظم أسماك الشعاب المرجانية، تضرب الأسماك زعانفها بقوة.

تقول البروفيسور أميتسيا جانين، رئيسة قسم التطور والنظاميات والبيئة في الجامعة العبرية، والتي ترأست المجموعة: "لقد أثارت هذه الظاهرة الغريبة اهتمامنا وقررنا التحقق من السبب وراءها". "في البداية اعتقدنا أن رفرفة الزعانف كانت استجابة لضوء المصباح الذي أضاءنا به السمكة أثناء الغوص الليلي. ولاختبار ذلك، طلبنا من موردخاي أوهافيا، مسؤول التطوير البصري في مختبرنا، بناء نظام فيديو تحت الماء مزود بإضاءة بالأشعة تحت الحمراء لا تستطيع الأسماك تمييزها، وبالتالي يمكننا أن نشاهد على شاشة الفيديو في المختبر الحركة الطبيعية للأسماك على الشعاب المرجانية في جميع ساعات اليوم.

وسرعان ما أصبح من الواضح أن الأسماك لم تستريح للحظة. وهي ترفرف بزعانفها بلا هوادة طوال الليل، حتى تخرج من المرجان عند الفجر. كما أظهرت معالجة بيانات الفيديو أن الأسماك الموجودة في المجموعة تقسم المنطقة المرجانية إلى مناطق، بحيث يكون لكل سمكة منطقتها الخاصة وتتعرض جميع أجزاء المرجان لحركة الزعانف. تتم معظم الحركة عندما تبقى السمكة في مكانها، وبالتالي فهي تتسبب بشكل أساسي في تحرك الماء وليس تحرك السمكة.

يقول جانين: "مثل هذا الاستثمار الكبير في الجهد من جانب الأسماك ووجود هذه الظاهرة في أنواع مختلفة من الأسماك يشهدان على مكسب بيئي كبير للأسماك المرفرفة، والذي بفضله تطور هذا السلوك الغريب أثناء التطور". ولكن ما هو هذا الربح؟

داخل الشعاب المرجانية في العالم، هناك تفاعلات معقدة ووثيقة بين المخلوقات المختلفة: التكافل (التعاون الذي يستفيد منه كل طرف)، والتطفل، والمنافسة، والعلاقات بين المفترس والفريسة. تعيش العديد من أنواع الأسماك الصغيرة، من بينها المرجان الهامشي والمرجان المخطط والكروم المخضر، في مجموعات اجتماعية مكونة من 20-2 فردًا، على مقربة من الشعاب المرجانية بطريقة تشير إلى وجود تكافل. كل مجموعة من الأسماك لديها مرجانها الخاص، الذي تعيش بالقرب منه لعدة أشهر، وربما حتى سنوات. تجد الأسماك أماكن اختباء مجنونة بين فروع المرجان. ومن ناحية أخرى، ليس من الواضح ما الذي تعطيه السمكة للشعاب المرجانية. يقول جانين: "في عام 1995، وجدنا أن المرجان الذي يعيش بين أذرعه سمكة ينمو أكبر بكثير من المرجان الذي يعيش بدون أسماك، مما يعني أن السمكة بلا شك تعطي شيئًا للشعاب المرجانية".

المرجان هو حيوان يتغذى على العوالق (قشريات صغيرة ومخلوقات صغيرة أخرى تطفو في الماء وتحملها التيارات) والمواد العضوية التي تنتج في عملية التمثيل الضوئي بواسطة الطحالب وحيدة الخلية التي تعيش داخل الأنسجة المرجانية. "في البداية اعتقدنا أن الأسماك تقوم بتخصيب البيئة المرجانية بإفرازاتها وبالتالي تزيد من معدل التمثيل الضوئي للطحالب. ومن الممكن أيضًا أن تحمي السمكة المرجان من الجنون. لكن هاتين الفرضيتين لم يتم اختبارهما، وبعيداً عن ذلك، لم نرى صلة بينهما وبين الجهد الهائل الذي رأيناه السمكة تبذله وهي ترفرف بزعانفها طوال الليل"، يقول جانين.

واقترح فريق الباحثين، الذي ضم طالب الدراسات العليا روتم جولدشميت، وطالب الدكتوراه روي هولتزمان من الجامعة العبرية، وخبير حركة الأسماك البروفيسور داني فايس من التخنيون، فرضية جديدة: ربما ترفرف الأسماك بزعانفها "لتهوية" السمكة. المرجان عن طريق زيادة تدفق المياه عليه. "قمنا بقياس التيارات بين الفروع المرجانية مع الأسماك وبدونها ورأينا أن الأسماك تزيد بشكل كبير من تدفق المياه بين الفروع المرجانية. كما وجدنا أن المرجان يبطئ بشكل كبير تدفق مياه البحر بداخله - فمعظم المياه تتحرك حوله ولا تدخل بين فروعه"، يقول جانين.

"لقد ربطنا بعضها ببعض وتوصلنا إلى هذه الفرضية: من المعروف أن المرجان حيوان يستهلك الأكسجين. خلال النهار ليس لديه أي مشكلة لأن الطحالب الموجودة في جسمه تقوم بعملية التمثيل الضوئي وتزوده بالكثير من الأكسجين. لكن في الليل، عندما لا يكون هناك ضوء، لا تتم عملية التمثيل الضوئي، بل يستمر المرجان والطحالب في التنفس واستهلاك الأكسجين الموجود في البيئة. وعندما تكون التيارات البحرية ضعيفة، فإن الماء بين الأذرع المرجانية لا يتبادل، وينخفض ​​تركيز الأكسجين هناك بسرعة. حركة الأسماك ليلا يمكن أن تحل المشكلة. ومن الممكن أن يؤدي الرفرفة السريعة للزعانف إلى تبادل فعال بين الماء الفقير بالأكسجين بين الفروع المرجانية والمياه الغنية بالأكسجين خارجها، وبالتالي تستطيع الأسماك ضمان إمداد عالي بالأكسجين للشعاب المرجانية ولأنفسها. "

ولاختبار الفرضية، وضع الباحثون الشعاب المرجانية في خزانات بها مياه البحر وقاسوا تركيز الأكسجين في بيئتهم. يقول جينين: "رأينا أنه في الليل، بدون الأسماك، حدث نقص حاد في الأكسجين بين الفروع المرجانية". "وصل تركيز الأكسجين في المياه المحيطة بالمرجان إلى 30% من تركيزه في المياه المفتوحة. لكن عندما وضعنا الأسماك في الخزانات، رفرفت زعانفها وحافظت على تركيز ثابت للأكسجين، يصل إلى 80% أو أكثر من قيمته في الماء خارج المرجان. كما أن تحريك الماء على سطح المرجان يزيد من العمليات البيولوجية الأخرى، مثل إمداد الطحالب بالأسمدة، والتخلص من النفايات والرمل، وزيادة فرصة الاتصال بالفريسة. حتى الآن لم يكن من المفهوم كيف يزدهر الشعاب المرجانية حتى في المناطق التي تكون فيها التيارات البحرية ضعيفة مثل منطقة إيلات؛ والآن قمنا بحل اللغز."

ويشير جانين إلى أن هذا، على حد علمه، هو أول توثيق للتعايش القائم على الظروف المادية المتغيرة في البيئة المعيشية للشركاء. تعتمد حالات التكافل المعروفة حتى الآن في معظمها على العمليات البيولوجية، مثل الإمدادات الغذائية، والحماية من الحيوانات المفترسة، والقضاء على المنافسين والطفيليات.

هل تنام الأسماك التي ترفرف بزعانفها طوال الليل؟ كل شيء يعتمد بالطبع على تعريف مفهوم النوم، كما يقول جانين. يشير التعريف المقبول إلى النوم كحالة ينخفض ​​فيها مستوى النشاط الحركي وإمكانية استشعار الإشارات البيئية بشكل كبير. وهذان الشرطان غير متوافرين في الأسماك المدروسة - نشاطها الحركي مرتفع وتستشعر موقعها داخل المرجان طوال الليل وربما أيضًا موقع جيرانها. ويبدو أن هذه الأسماك لا تنام طوال حياتها. ومثل هذا النقص في النوم معروف حتى الآن لدى الأسماك التي تعيش في البحر المفتوح (مثل أسماك التونة)، ولكن ليس لدى أسماك الشعاب المرجانية.

وهم يعرفون التطور في العمل

https://www.hayadan.org.il/BuildaGate4/general2/data_card.php?Cat=~~~957173074~~~198&SiteName=hayadan