ملاحظة المحرر: تم تحديث هذه القصة الساعة 11:20 صباحًا بتوقيت شرق الولايات المتحدة. يوم الجمعة 17 مايو
إن تحويل جزيئات الضوء إلى معلومات مرئية هو عمل شاق ، ويعتمد جسمك على الأكسجين لإنجاز المهمة. هذا صحيح سواء كنت تمشي الأرض على طرفين أو تسبح عبر البحر بثمانية.
في الواقع ، وفقًا لدراسة حديثة في مجلة علم الأحياء التجريبية ، فإن كمية الأكسجين المتاحة للافقاريات البحرية مثل الحبار وسرطان البحر والأخطبوطات قد تكون أكثر أهمية بالنسبة لرؤيتها مما كان يعتقد سابقًا. في الدراسة التي نشرت على الإنترنت في 24 أبريل ، رأى الباحثون انخفاضًا كبيرًا في نشاط شبكية العين في أربعة أنواع من اليرقات البحرية (سلطعون وأخطبوط وحبار) عندما تعرضت الحيوانات لبيئات منخفضة الأكسجين لمدة 30 دقيقة.
بالنسبة لبعض الأنواع ، حتى انخفاض ضئيل في مستويات الأكسجين أدى إلى فقدان الرؤية على الفور تقريبًا ، مما تسبب في نهاية المطاف في العمى شبه الكلي قبل إعادة تدوير الأكسجين مرة أخرى.
وفقًا لمؤلفة الدراسة الرئيسية ليليان ماكورميك ، وهي مرشحة للحصول على درجة الدكتوراه في معهد سكريبس لعلوم المحيطات في لا جولا ، كاليفورنيا ، قد يكون شكل من أشكال ضعف البصر حقيقة يومية لهذه الأنواع ، التي تهاجر بين سطح المحيط المشبع بالأكسجين الشديد ونقص الأكسجين. الأعماق (منخفضة الأكسجين) خلال روتينهم الغذائي اليومي. ومع استمرار انخفاض مستويات الأكسجين في المحيطات في جميع أنحاء العالم ، ويرجع ذلك جزئيًا إلى تغير المناخ ، يمكن أن تتزايد المخاطر على هذه المخلوقات.
وقال مكورميك لـ Live Science: "إنني قلق من أن تغير المناخ سيجعل هذه المشكلة أسوأ ، وأن ضعف البصر قد يحدث بشكل متكرر في البحر".
لكز رأس رأسي في العين
للدراسة الجديدة ، حققت ماكورميك وفريقها في حبار السوق (Doryteuthis opalescens) ، أخطبوط ذو نقطتين (الأخطبوط بيماكولاتوس) ، سلطعون التونة (Pleuroncodes Planipes) وسرطان الروك الرشيق (Metacarcinus gracilis). هذه الأنواع كلها محلية في المحيط الهادئ قبالة جنوب كاليفورنيا ، وجميعهم ينخرطون في روتين الغوص اليومي المعروف باسم الهجرة الرأسية. في الليل ، يسبحون بالقرب من السطح لإطعامهم. في النهار ، ينزلون إلى أعماق أكبر للاختباء من الشمس (والحيوانات المفترسة الجائعة التي تجلبها).
بينما تهاجر هذه المخلوقات إلى أعلى وأسفل عمود الماء ، يتغير توفر الأكسجين بشكل كبير. المحيط مليء بالأكسجين بالقرب من السطح ، حيث يلتقي الهواء والماء ، وأقل تشبعًا بالأكسجين على ارتفاع 165 قدمًا (50 مترًا) تحت السطح ، حيث يختبئ العديد من القشريات ورأسيات الأرجل بعيدًا خلال النهار.
لمعرفة ما إذا كانت هذه التقلبات اليومية في الأكسجين تؤثر على رؤية الحيوانات ، ربطت ماكورميك أقطاب كهربائية صغيرة في عيون كل يرقة اختبار لها ، لم يقاس أي منها أطول من 0.15 بوصة (4 مليمترات). قال ماكورميك إن هذه الأقطاب الكهربائية سجلت النشاط الكهربائي في عيون كل يرقة حيث تتفاعل شبكية العين مع الضوء - "مثل تخطيط كهربية القلب ، ولكن بالنسبة لعينيك بدلاً من قلبك".
ثم تم وضع كل يرقة في خزان من الماء وتم إجراؤها للنظر إلى ضوء ساطع بينما انخفض مستوى الأكسجين في الماء بشكل مطرد. انخفضت المستويات من تشبع الهواء بنسبة 100 ٪ ، ومستويات الأكسجين التي تتوقع أن تجدها على سطح المحيط ، وصولًا إلى حوالي 20 ٪ من التشبع ، وهو أقل مما يعانيه حاليًا. بعد 30 دقيقة من حالة الأكسجين المنخفض ، تمت زيادة مستويات الأكسجين إلى 100٪.
في حين أظهر كل نوع من الأنواع الأربعة تفاوتًا مختلفًا بعض الشيء ، تلقت جميع الأنواع ضربة واضحة للرؤية عند تعرضها لبيئة منخفضة الأكسجين. بشكل عام ، انخفض نشاط شبكية كل يرقة بين 60٪ و 100٪ في ظروف انخفاض الأكسجين. أثبتت بعض الأنواع ، ولا سيما حبار السوق وسرطان البحر الصخري ، أنها حساسة للغاية لدرجة أنها بدأت تفقد رؤيتها بمجرد أن بدأ الباحثون في تقليل الأكسجين في الخزان.
قال مكورميك: "عندما وصلت إلى أدنى مستويات الأكسجين ، كانت هذه الحيوانات قد أصبحت أعمى تقريبًا".
الخبر السار هو أن فقدان الرؤية لم يكن دائمًا. في غضون حوالي ساعة من العودة إلى بيئة الأكسجين المشبعة بالكامل ، استعادت جميع اليرقات ما لا يقل عن 60٪ من رؤيتها ، مع ارتداد بعض الأنواع إلى وظائف 100٪.
أعمى في الماء
وقال ماكورميك إنه من المحتمل أنه نظرًا لأن المحيط الهادئ يعاني بشكل طبيعي من الكثير من حالات انخفاض الأكسجين بالقرب من جنوب كاليفورنيا ، فإن هذه الأنواع شديدة الحساسية تتصارع مع شكل من أشكال ضعف الرؤية كل يوم. (ما من حاجة إلى مزيد من البحث للتأكد من ذلك ، على الرغم من ذلك.) أضاف ماكورميك ، آمل أن هذه الأنواع المعرضة للخطر تطور سلوكيات تجنبية بشكل طبيعي بحيث تسبح إلى أجزاء أعلى من الأكسجين في المحيط عند ظهور ضعف شديد في الرؤية.
ومع ذلك ، قال ماكورميك ، فإن إزالة الأكسجين السريع التي يسببها تغير المناخ يمكن أن تجعل من الصعب على هذه الأنواع التكيف. وفقًا لدراسة أجريت عام 2017 في مجلة Nature ، انخفض إجمالي مستويات الأكسجين في المحيطات بنسبة 2٪ على مستوى العالم في الخمسين عامًا الماضية ومن المتوقع أن ينخفض بنسبة تصل إلى 7٪ إضافية بحلول عام 2100. يعد تغير المناخ عاملاً هامًا يقود هذه فقد وجدت دراسة الطبيعة ، خاصة في الأجزاء العليا من المحيط ، حيث تميل اليرقات التي تم دراستها إلى قضاء معظم حياتها.
يمكن أن يؤدي هذا الأكسجين الناجم عن الاحترار الناجم عن الاحترار - إلى جانب القوى الطبيعية مثل أنماط دوران الرياح والمياه التي تجعل مستويات الأكسجين القريبة من السطح غير متناسقة في المنطقة - إلى فقدان الكائنات الحية الضعيفة رؤيتها عندما تكون في أشد الحاجة إليها. وقال مكورميك إن الحيوانات المعرضة للخطر قد تصبح أقل فعالية في الصيد بحثًا عن الطعام بالقرب من السطح ، وقد تفقد علامات خفية من الحيوانات المفترسة في وسطها. إنه احتمال قاتم - ومع ذلك ، هناك حاجة إلى مزيد من البحث لتحديد مقدار فقدان الرؤية المرتبط بالأكسجين الذي يستغرقه حقًا قبل أن ترتكب هذه المخلوقات أخطاءً محتملة.
قال ماكورميك: "إذا أخرجت عدساتي اللاصقة في المنزل وتجولت ، فقد أصعق قدمي ، ولكنني سأمر." "السؤال التالي هو ، ما مقدار ضعف الشبكية الذي يساوي التغيير في السلوك البصري؟"
ملاحظة المحرر: تم تحديث هذه القصة لتصحيح قياس اليرقات. هم أقل من 0.15 بوصة ، وليس 1.5 بوصة ، طويلة. تم تحديث القصة أيضًا للإشارة إلى أن اللافقاريات البحرية لا تعاني عادةً من تشبع الأكسجين بنسبة 20 ٪ في بيئتها الطبيعية.
