أسماك الأعماق السحيقة

إعداد/محمد شهاب

قام العلماء الصينيون بفك تشفير جينوم أسماك الزعانف التي تعيش في أعمق جزء من المحيط العالمي، خندق ماريانا، من أجل تحمل الضغط أعلى بمئات المرات والغياب التام للضوء، خضع جسدها لعدة تغييرات خطيرة على مستوى الجينات في وقت قصير إلى حد ما. أظهرت الدراسات أن العديد من المخلوقات تعيش وتتكائر في هذه الهاوية.

أسطورة الأسماك المسطحة

تمت دراسة خنادق المياه العميقة )وتم اكتشاف الكثير منها) في أوائل الخمسينيات من قبل السفينة السوفيتية "فيتياز" و"غالاتيي" الدنماركية، أعمق مكان على هذا الكوكب هو الهاوية تشالنجر في خندق ماريانا، حتى الآن، المعلومات التي وردت من هناك تنتمي إلى بعثات منذ أكثر من نصف قرن.في عام 1960، نزلت غواصة الأعماق "ترييست" السويسرية لأول مرة إلى قاع الهاوية تشالنجر. ووصف الحدث قائد الغواصة وعالم المحيطات، جان بيكار كالآتي: "تحتنا كان شيء مشابه لسمكة مسطحة تشبه سمكة الروساف الأوروبي، كأن عينان دائريتان تحركت على طول القاع وكانت تحيط بها مادة مخاطية وماء واختفت في الليل".

شكك العلماء على الفور في هذا، خاصة أنه لم تكن هناك كاميرات على متن الغواصة. ومع ذلك، فقد أعجبت الصحفيون صورة "سمكة تريست المسطحة" إلى حد كبير، وعلى مدى عقود عديدة كانوا يتحدثون عنها للعامة. حتى تم تضليل بعض الأساتذة.ظهرت أسطورة الأسماك المسطحة مرة أخرى في عام 2012 بفضل مشروع المخرج جيمس كاميرون، وهو الشخص الثالث في العالم الذي يشاهد قاع الهاوية تشالنجر من غواصة أعماق. كاميرون، مثل المشاركين في البعثات السابقة، لم يلاحظ وجود الأسماك المسطحة هناك. لم يعثر عليها اليابانيون والأمريكيون والصينيون الذين وضعوا مصائد في أسفل خندق ماريانا. ولم يتكلم مساعد القائد في تريست عن ذلك بثقة.

في مقال في عام 2012، دحض عالم المحيطات الإنجليزي من جامعة أبردين، آلان جاميسون ، أخيرًا أسطورة "أسماك تريست المسطحة". أولاً، من المعروف أن الأسماك المسطحة الحقيقية، مثل الشفنينيات أو الروساف الأوروبي، تعيش في المياه الضحلة. ثانياً، من غير المرجح أن تنزل غواصة الأعماق مباشرة على الأسماك: وفقًا لإحصائيات المصائد، مع العمق، يزيد متوسط ​​وقت وصول أول سمكة إليهم ويصل إلى عشر ساعات لحوالي 11 كم. قضى تريست 20 دقيقة في القاع، ولم يكن لديه مصائد طعم.

الحجة الرئيسية هي الضغط الهيدروستاتيكي القوي. على ما يبدو ، فإنه يجعل من المستحيل عيش الأسماك على عمق أكثر من 8.5 كيلومتر. ولكن لكي توجد على هذه الأعماق، تحتاج إلى تغيير الجسم بشكل كبير.

شعاعيات الزعانف تسجل رقما قياسيا

لوقت طويل، كانت تعتبر الأسماك من فئة شعاعيات الزعانف القادرة على العيش في أعمق نقاط. تم اكتشافHolcomycteronus profundissimus  على عمق ستة كيلومترات. في السبعينيات من القرن الماضي، حطمت الرقم القياسي في أعماق البحار  (Abyssobrotula galatheae)  من نفس العائلة، التي اكتشفت في خندق بورتوريكو المحيطي في عمق 8370 متر. ومع ذلك، شكك جاميسون في هذا أيضا. وفقًا لسجل السمك، هناك 17 عينة من هذا النوع من البروتولا، منها اثنان فقط تم التقاطهما على أعماق كبيرة، لذلك من الممكن حدوث خطأ ولم يتم اكتشاف المخلوقات التي تعيش في أعمق نقاط.

حاليا، تعتبر Pseudoliparis swirei  حاملة الرقم القياسي. في عام 2013 ، اكتشفها الباحثون الصينيون من خلال اختبار غواصة أعماق على عمق سبعة كيلومترات. في عام 2017 ، قام الأمريكيون بجمع عشرات من هذه الأسماك من عمق 8178 مترًا.

هذه سمكة صغيرة يصل طولها إلى 28 سنتيمترًا ، لا يزيد وزنها عن 200 غرام. لديهم جلد شفاف، مغطى بالمخاط، والتي من خلاله تظهر الأعضاء الداخلية، على الرأس عينان سوداوتين صغيرتين. إنها عمياء تمامًا ولا تستجيب لإضاءة الفخاخ.

العلماء يكتشفون طفرات في أعماق البحار

هناك المزيد والمزيد من الأدلة على أن الجسم يجب أن يكون مهيئًا خصيصًا للسكن في أعماق كبيرة - دون ضوء، في البرد. سمحت أحدث أساليب البحث في الجينوم للعلماء بفتح حجاب السرية هنا.على سبيل المثال، اتضح أنه مع العمق في أنسجة أسماك العظم، تزداد كمية أكسيد تريميثيلامين - مركب عضوي بسيط يساعد الخلية على عدم فقدان شكلها والتعامل مع الضغط الخارجي. وتسمى هذه المواد الأسموليت.هناك أيضًا دليل على أن البروتينات الخلوية تفقد شكلها بسبب الضغط العالي، وهذا مميت بالنسبة للكائنات الحية. لذلك، يجب أن يكون هناك آلية لا تسمح بذلك. لذلك كانت هناك فرضية حول البيزوليت - المواد القابلة للذوبان التي تحمل شكل البروتينات أو تجمعها مرة أخرى إذا تم تدميرها.

في مقال نشر حديثاً في مجلة Nature ، قدم العلماء الصينيون نتائج فك تشفير جينوم pseudoliparis في خندق ماريانا وقارنوها مع جينوم تاناكا ليباريس العادي. كان الفرق بين النوعين حوالي 20 مليون سنة. تبين أن مجموعة الجينات في أسماك أعماق البحار كانت أكثر تنوعًا، وقبل حوالي 55 ألف عام ازداد عددها بسرعة. الجينوم نفسه أكبر بنسبة 22 في المائة من جينوم تاناكي ليباريس ويحتوي على عدد أقل من الطفرات.اتضح أن الأسماك فقدت العديد من مستقبلي الضوء المهمين. لا تميز الألوان ولا تلتقط الضوء. لقد فقدت جين تصبغ mc1r ، وهذا هو السبب في أنها عديمة اللون.هناك طفرات في جينات tfa و slc29a3، المسؤولة عن نقل الأيونات والحلول من الخلية. كل هذا يهدف بوضوح إلى جعل أغشية الخلايا الدهنية أكثر مرونة.يلاحظ مؤلفو العمل أن ليباريسيس خندق ماريانا كان عليها التكيف مع الظروف المعيشية الجديدة خلال بضعة ملايين من السنين. لتطور الفقاريات، هذا وقت قصير.