اعدادات الموقع

الباحثون في سميثسونيان يضاعفون عدد أنواع ثعبان البحر الكهربائي ثلاثة أضعاف ، بما في ذلك الأنواع ذات القدرة على تسجيل الصدمات

وتضيء شجرة عيد الميلاد . ولكن خلال أكثر من 250 عامًا منذ أن تم وصف ثعبان البحر لأول مرة ، فقد افتقد العلماء شيئًا عن الأسماك: لا يوجد نوع فريد من ثعبان البحر الكهربائي ، ولكن هناك ثلاثة أنواع فقط. في ورقة بحثية في مجلة Nature Communications ، وصف باحثون من المتحف الوطني للتاريخ الطبيعي التابع لمعهد سميثسونيان نوعين جديدين من ثعبان البحر الكهربائي ، Electrophorus varii و Electrophorus voltai، ثلاثة أضعاف عدد الأنواع المعروفة. كما يتميز أحد الأنواع الجديدة بقدرة صدمية قياسية تبلغ 860 فولت ، مما يجعل E. voltai أقوى مولد كهربائي حيوي معروف في العالم.

يفسر C. David de Santana ، عالم الحيوان في متحف التاريخ الطبيعي ، اسم “ثعبان البحر الكهربائي” هو تسمية خاطئة . الحيوانات هي في الواقع السكاكين على شكل ثعبان البحر . على عكس الثعابين المناسبة ، يسكنون في المياه العذبة ، وليس المياه المالحة ، ويحتاجون إلى الأكسجين من أجل البقاء. تشكل ثلاثة أعضاء كهربائية 80 في المائة من الجسم وتنبعث نبضات كهربائية يمكن أن تكون ضعيفة (للتواصل والتنقل) أو قوية (لمطاردة أو الدفاع عن نفسها).

قبل هذا البحث ، اعتبر علماء الحيوان أن موائل ثعبان البحر الكهربائي تغطي جزءًا كبيرًا من شمال أمريكا الجنوبية حول نهري أمازون وأورينوكو. يقول دي سانتانا: “إن حجم الأسماك التي تمسك بها هذه المجموعة الشاذة هو أمر شاذ”: “إذا أخذت توزيع الأسماك الاستوائية الجديدة ، فمن النادر أن يكون لديك نوع فريد من نوعه موزع على نطاق واسع في جميع أنحاء القارة.” والتكنولوجيا مثل اختبار الحمض النووي والمسح الضوئي ثلاثي الأبعاد هي ابتكارات حديثة نسبيًا ، لذلك لعدة قرون ، توصل الإجماع العلمي إلى وجود نوع واحد فقط من ثعبان البحر الكهربائي ، كما يقول.

أراد دي سانتانا وزملاؤه أن ينظروا عن كثب إلى الأنواع الوحيدة المعروفة من ثعبان البحر الكهربائي ، Electrophorus electricus ، وجمعوا 107 عينة بالذهاب إلى أمريكا الجنوبية وتعقب الأسماك. طلبوا من المجتمعات المحلية المساعدة من خلال تحديد الموائل المعروفة ، واستخدموا “كاشف الأسماك” المصنوع من كابل الميكروفون ومكبر الصوت الذي التقط نبضات كهربائية في الماء. لقد احتاجوا إلى الأسماك على قيد الحياة لقياس جهد تصريف الأعضاء الكهربائية والحصول على عينات من الحمض النووي. بمجرد جمع الأسماك ، أرسل العلماء عينات صغيرة من لحم الحيوانات إلى واشنطن العاصمة لإجراء الاختبارات الجينية.

وكشف هذا الاختبار ، بالإضافة إلى المسح الإلكتروني التفصيلي للتشريح الداخلي للثعابين الكهربائية ، أنه كان هناك ما يكفي من الاختلاف الوراثي بين المجموعات السكانية المختلفة التي كانت في الواقع ثلاثة أنواع متميزة. في حين أن الأنواع الثلاثة لديها اختلافات فيزيائية خفية ، يقول دي سانتانا إنه “بدون امتلاك الحمض النووي ، سيكون من المستحيل تقريبًا تمييزها” والتأكد من أن هذه الاختلافات الخارجية لم تكن مجرد اختلافات داخل E. electricus .

ناثان لوفجوي ، المتخصص في أمراض الأسماك ، والذي قام مختبره بجامعة تورنتو سكاربورو بالبحث عن الجينوم الكهربائي للميتوكوندريا في ثعبان البحر ولكنه لم يشارك في هذا البحث ، ويصف مجموعة 107 أسماك كهربائية بأنها “غير مسبوقة”.

“على الرغم من أكثر من قرن من العمل الميداني العلمي على أسماك أمريكا الجنوبية ، فقد ظل فهمنا لتصنيف ثعبان البحر الكهربائي محدودًا للغاية ،” يكتب في رسالة بريد إلكتروني ، لذلك “اكتشاف نوعين جديدين من ثعبان البحر الكهربائي بشكل خاص مثيرة ، بالنظر إلى مدى هذه الأسماك الرائعة والمثيرة للإعجاب “.

يحتل Electrophorus electricus ، الذي كان يعتقد منذ فترة طويلة أنه النوع الوحيد من ثعبان البحر ، في الواقع مجموعة أصغر في المرتفعات من درع غيانا.(سي. إيون)قام العلماء بقياس قوة الصدمات الكهربائية للأسماك في أحواض السباحة القابلة للنفخ ، ولاحظوا أن E. voltai برز بقوة 860 فولت من الكهرباء ، أي أكثر من 200 فولت فوق الحد الأقصى المسجل مسبقًا. (يبلغ متوسط ​​بطارية السيارة حوالي 12 أو 13 فولتًا ، بينما تعمل معظم الأسوار الكهربائية على 2000 فولت على الأقل). أطلق العلماء اسم E. voltai على عالم الفيزياء في أوائل القرن التاسع عشر أليساندرو فولتا ، الذي ابتكر البطارية الكهربائية المستوحاة من الأنقليس. الأنواع الأخرى ، E. varii ، تكرم عالِم السمكة الراحل سميثسونيان ريتشارد فاري ، الذي ساهم في هذا البحث وكان أحد مشرفي دي سانتانا في مرحلة ما بعد التخرج.

لفهم كيفية ارتباط الأنواع الثلاثة بشكل أفضل ، قام الباحثون بتصميم هندسي لشجرة عائلة أجدادهم باستخدام الحمض النووي الميتوكوندريا الموروثة بالأمومة وكذلك الحمض النووي النووي الذي يأتي من كلا الوالدين. يتوقع العلماء أن يتراكم التغير الوراثي بمعدل ثابت ، مثل الساعة ، لذا فإن المزيد من الاختلافات الوراثية تعني أن المزيد من الوقت قد انقضى منذ تقاسم نوعان من الجد المشترك. بناءً على هذه الحسابات ، ابتعد E. varii عن أسلاف الأنواع الأخرى من ثعبان البحر الكهربائي قبل 7.1 مليون سنة ، أي قليلاً قبل أن يعيش أول البشر البشريون المعروفين. انقسم E. electricus و E. voltai إلى نوعين في وقت لاحق ، منذ حوالي 3.6 مليون سنة.

في حين يحذر دي سانتانا من أنه في هذه المرحلة ، لا يمكن للعلماء إلا أن يفترضوا ما قد يكون سبب نشوء أنواع مختلفة ، وقد يكون تطوير المسار الحالي لنهر الأمازون قد خلق حاجزًا جغرافيًا يعزل السكان الذين قد يتحولون في النهاية إلى E. voltai و E الكهرباء .

اليوم ، يعيش E. varii في الأراضي المنخفضة لحوض الأمازون ، حيث يتم توصيل المياه البطيئة بشكل أفضل ، بينما يعيش E. electricus و E. voltai في مرتفعات غيانا والبرازيل ، على التوالي. يقول دي سانتانا ، إن وضع ثعبان البحر الكهربائي باعتباره “مفترسًا في أعلى السلسلة” ، يعني أنه “من غير المحتمل أن تحدث الأنواع معًا” ، على الرغم من حدوث مثل هذه التداخلات من حين لآخر.

في حين أن دي سانتانا وزملاؤه دخلوا في بحثهم بتشكك صحي في إمكانية وجود نوع واحد من الأسماك الكهربائية في جميع أنحاء أمريكا الجنوبية العليا ، فقد فوجئوا بالقفزة في جهد الصدمة الكهربائية التي وجدواها بين الأنواع. يقول دي سانتانا إن إجراء المزيد من البحوث قد يكشف المزيد عن تطور هذه التصريفات الكهربائية عالية الطاقة ، ويتوقع أن سلوك الصيد أو التوصيلية المائية ربما ساعدت في تشكيل هذه الخاصية.

وفي الوقت نفسه ، يقول لوفجوي إن هذا الاكتشاف هو تذكير بأن أمريكا الجنوبية تقدم المزيد من الألغاز العلمية والعلمية للكشف عنها. “ما هي الحيوانات الكبيرة الأخرى التي تنتظر الاكتشاف؟” ، يكتب قائلاً ، “هل سنجدها قبل أن تمحوها وموائلها بسبب النشاط البشري؟”

وبالمثل ، يضع De Santana نتائج فريقه كجزء من قصة أكبر حول التنوع البيولوجي غير المستكشف. ويقول إن البحث “يشير إلى أن هناك كمية هائلة من الأنواع تنتظر اكتشافها”. وبما أن إصدار الدراسة يتبع موجة حرائق الغابات التي أحرقت غابات الأمازون المطيرة ، يقول عالم الحيوان إن هذا الاكتشاف يؤكد أن هناك “حرجًا” بحاجة إلى حماية النقاط الساخنة للتنوع البيولوجي على الأرض. “

driss 100
drissمدير322019-10-20115686
مزيد من المقالات