العوالق الحيوانية، حيوانات بحرية صغيرة قادرة على السباحة ضد التيار

السباحة ضد التيار: طور الباحثون نظام تصوير صوتي ثلاثي الأبعاد Fish TV لرصد السلوك المفاجئ للمخلوقات البحرية الصغيرة * ستنشر الدراسة يوم الجمعة في مجلة Science

اكتشف فريق دولي من العلماء من إسرائيل والولايات المتحدة وألمانيا - بقيادة البروفيسور أميتسيا جانين من قسم التطور والنظاميات والبيئة في الجامعة العبرية في القدس والمعهد المشترك بين الجامعات لعلوم البحار في إيلات - للمرة الأولى زمن الديناميكيات غير العادية المسؤولة عن خلق تراكمات ضخمة من الكائنات البحرية الصغيرة في المحيط. سيتم نشر مقال حول أبحاثهم هذا الأسبوع في المجلة العلمية المرموقة Science.

تحت السطح، هناك عدد لا يحصى من المخلوقات الصغيرة شبه الشفافة التي تسمى "العوالق الحيوانية" تنجرف في تيارات المحيط وتتراكم. تظهر النتائج الجديدة أن العوالق الحيوانية تنجرف بشكل سلبي في التيار كما يشير اسمها (العوالق في اليونانية: انجرفت) ولكن في الاتجاه الأفقي فقط. ضد التيارات العمودية، تظهر هذه المخلوقات قدرة مذهلة على السباحة ضد التيار. على الرغم من أن العلماء يعرفون منذ فترة طويلة أن العوالق الحيوانية تعيش في بيئة تتدفق باستمرار، إلا أن استجاباتها لتيارات المحيطات كانت حتى الآن لغزا إلى حد كبير بسبب القيود التكنولوجية في تتبع تحركات مثل هذه المخلوقات الصغيرة والشفافة.

سمح نظام التصوير الصوتي ثلاثي الأبعاد الذي تم تطويره مؤخرًا في مختبر الدكتور جول يافي في معهد سكريبس لعلوم المحيطات بجامعة كاليفورنيا، سان دييغو، لفريق الباحثين بتتبع حركة مئات الآلاف من العوالق الحيوانية الفردية على شواطئ العالم. إيلات ورأس برقة في سيناء. ويستخدم النظام، المعروف باسم Fish TV والذي يشبه مبدأ تشغيله مبدأ الموجات فوق الصوتية الطبية، السونار لمراقبة حركة الحيوانات تحت الماء على مسافة تصل إلى 3 أمتار.

يظهر البحث أن هذه المخلوقات الصغيرة تحافظ بشكل فعال على عمق ثابت من خلال السباحة بنشاط ضد التيارات الصاعدة أو الهابطة بسرعات تصل إلى عشرات أضعاف طول جسمها في الثانية. يصاحب تدفق مياه المحيط إلى الأسفل تدفق أفقي ينقل باستمرار المزيد والمزيد من المخلوقات إلى منطقة التدفق الهبوطي. عندما تسبح العوالق الحيوانية للأعلى عكس التيار الهابط، تتشكل منطقة التحام حيث تتراكم الكائنات التي تحافظ على عمقها.

يقول جانين، الباحث الرئيسي في هذه الورقة: "يُظهر اكتشافنا أن هذه إحدى السمات المشتركة للعوالق الحيوانية التي تعيش في جميع أنحاء المحيط". "يتم إنشاء كتل (من الحيوانات الصغيرة) في هذه العملية على كل نطاق ممكن، من بضعة ملليمترات إلى مئات الكيلومترات. إن فهم الآليات التي تنتج مثل هذه المجاميع هو هدف مركزي في دراسة الأحياء البحرية."
وتم الحصول على نتائج المشروع البحثي متعدد الجنسيات من خلال ثلاث تجارب استمرت عدة أسابيع في موقعين في البحر الأحمر، بالقرب من الشعاب المرجانية في إيلات وعلى شاطئ رأس برقة في سيناء. قام الغواصون بتوصيل جهاز Fish TV بحامل ثلاثي القوائم كبير تحت الأرض يرتفع إلى ارتفاع 6 أمتار فوق قاع البحر. ويرتبط رأس السونار بوحدة التحكم وجمع البيانات المكونة من جهاز كمبيوتر وأجهزة إلكترونية إضافية.

"إن قدرة العوالق الحيوانية على البقاء على عمق ثابت يبلغ سنتيمترات بالضبط، أحيانًا في مواجهة التيارات العمودية القوية، تُظهر أن هذه المخلوقات الصغيرة لديها مستشعرات عمق حساسة للغاية لم تكن معروفة حتى الآن. إن الحفاظ على العمق بهذه الدقة الكبيرة وفي ظروف التدفق هذه أمر مفاجئ للغاية بالنسبة لمثل هذه المخلوقات الصغيرة. يقول جانين: "إن هذا السلوك له عواقب بيئية مهمة على معدلات نمو العديد من الأسماك التي تتغذى على العوالق الحيوانية وعلى غنائم الصيادين الذين يقتلون تلك الحيوانات المفترسة". "إن حقيقة تطور الحفاظ على العمق في العديد من الأنواع تشير إلى أن هذا السلوك المضني له مزايا حقيقية للمخلوقات الصغيرة، وهي مزايا لم يتم فهمها بالكامل حتى الآن. إن اكتشاف هذه المزايا وفهم كيفية تمكن العوالق الحيوانية الصغيرة من استشعار عمقها بهذه الدقة الكبيرة سيكون تحديًا مهمًا ومثيرًا للأبحاث المستقبلية في علم البيئة البحرية.
تم إجراء البحث المنشور في مجلة Science كجزء من "برنامج البحر الأحمر" الممول من وزارة العلوم والتكنولوجيا الألمانية والممول من المؤسسة الأمريكية الإسرائيلية الثنائية القومية. ويضم فريق الباحثين، بالإضافة إلى البروفيسور أميتسيا جانين من الجامعة العبرية، وطالبته روث موترو-ريف، والدكتور جول يافي والبروفيسور بيتر فرانكس من الولايات المتحدة الأمريكية والدكتور كلاوديو ريختر من ألمانيا.