يوتيو المبتكر دببـة الماء tardigrades : مخلـوقات صغيـرة لـديهـا قـوى خارقـة - يوتيو المبتكر

أحدث المشاركات

Post Top Ad

Post Top Ad

الجمعة، 16 نوفمبر 2018

يوتيو المبتكر دببـة الماء tardigrades : مخلـوقات صغيـرة لـديهـا قـوى خارقـة

دببـة الماء,أقـوى حيـوان,الثلج,الجليـد,الإشعاع,الفضاء الخارجي,قـوى خارقـة,tardigrades,كائنات صغيـرة,بكتيـريا
إذا ذهبت يـوماً إلى الفضاء الخارجي بـدون حمايـة لجسـدك , فأنك سـوف تمـوت بالتأكيـد !
إن عـدم وجـود ضغط من شأنه أن يجعـل الفـراغ يقـوم بسحب الهـواء من جسمك إلى الخارج , كما أن الغازات الذائبـة في سـوائل جسمك ستتمـدد , مما يـدفع الجلـد إلى الخارج وسيجبـره على الانتفاخ مثـل البالـون , بينما ستتمزق طبلـة الأذن والشعيـرات الـدمـويـة , ومن ثم يبـدأ دمك في الغليان , وحتى لـو نجـوت من كـل ذلك , فإن الإشعاعات المتأينـة في الفضاء قـد تمزق حمضك النـووي داخـل خلاياك , ولكن لحسن الحظ , فانك ستفقـد الـوعي خلال 15 ثانيـة , بينما تمـوت بعـد 90 ثانيـة .

ولكن يمكن لمجمـوعـة واحـدة من الكائنات الحيـة البقاء على قيـد الحياة في تلك الظـروف في الفضاء الخارجي ودون حمايـة , تلك الكائنات هي مخلـوقات صغيـرة تُسمى  tardigrades  أو دببـة الماء والتي يبلغ طـولهـا حـوالي 1mm .
للـوهلـة الأولى - تبـدو كائنات الـ Tardigrades مخلـوقات مـروعـة , فهي تمتلك وجهـا قصيـراً بـديناً تتخلله طيات اللحم , ولـديهـا ثمانيـة أرجـل مع مخالب شـرسـة تشبه مخالب الـدببـة , كما تمتلك أسناناً تشبه الخناجـر تساعـدهـا على تناول الفـريسـة .
ولكن لا داعي للقلق - فـ  Tardigrades هي واحـدة من أصغـر الحيـوانات في الطبيعـة حيث لا يزيـد طـولهـا عن 1,5 مم , ولا يمكن رؤيتهـا إلا باستخـدام المجهـر  وهي معـروفـة باسم " الـدببـة المائيـة " .
هناك حـوالي 900 نـوع معـروف من تلك الحيـوانات الصغيـرة , ويتغذى معظمهـا عن طـريق امتصاص عصارة الطحالب , والأشنات , والنباتات الحزازيـة , بينا البعض الآخـر من آكلات اللحـوم , حيث يمكنهـا ان تتغذى على الأنـواع الأخـرى من الـ tardigrades .
دببـة الماء,أقـوى حيـوان,الثلج,الجليـد,الإشعاع,الفضاء الخارجي,قـوى خارقـة,tardigrades,كائنات صغيـرة,بكتيـريا
دببـة الماء هي حقاً كائنات ضاريـة في القـدم , فقـد تم تأريخ أحافيـرهـا إلى العصـر الكمبـري قبـل اكثـر من 500 مليـون سنـة , و كان من الـواضح أنهـا كائنات متميزة منذ اكتشافهـا .
تم اكتشاف دببـة الماء في عام 1773 م , من قِبـل قس ألماني يُدعى " يـوهان أغسطس أفـرايم "  , وبعـد 3 سنـوات , اكتشف رجـل الـدين البـريطاني والعالم Lazzaro Spallanzani أن تلك الكائنات تمتلك قـوى خارقـة .

في عام 2007 , تم إرفاق الآلاف من حيـوانات الـ  tardigrades بالقمـر الصناعي وتم إطلاقه في الفضاء , وبعـد عـودة القمـر الصناعي إلى الارض , فحصه العلماء ليجـدوا أن العـديـد من تلك الكائنات الصغيـرة قـد نجت , حتى ان بعض الإناث منهـا قـد وضعن البيض في الفضاء , وخـرج الصغار أصحاء تماماً .

لا يقتصـر الأمـر فقط على الفضاء الخارجي , ولكن يبـدو أن تلك المخلـوقات الصغيـرة بارعـة في العيش في بعض أقسى مناطق الأرض ظـروفاً , فقـد تم اكتشافهـا على ارتفاع 5546م (18,196 قـدم ) فـوق قمـة جبـل من سلسلـة جبال الهيمالايا , وكذلك تم العثـور عليهـا تعيش في الينابيع اليابانيـة الساخنـة , وفي قاع المحيط في القارة القطبيـة الجنـوبيـة المتجمـدة , ويمكن لتلك الكائنات أن تتحمـل كميات هائلـة من الإشعاع , وكذلك تتحمـل دراجات الحـرارة العاليـة , فيمكنهـا مثلا أن تبقى على قيـد الحياة إذا ما تم تسخينهـا إلى 150 درجـة مئويـة , كما يمكنهـا الحياة إذا ما تم تجميـدهـا إلى درجـة الصفـر المطلق تقـريباً .
فكيف تنجـو مثـل تلك المخلـوقات المتناهيـة الصغـر في ظـل تلك الظـروف القاسيـة ؟
وكيف طـورت مثـل هذه القـوى العظمى في مـواجهـة البيئة في كـل ظـروفهـا ؟
اتضح أن حيـوانات  tardigrades لـديهـا مجمـوعـة من الحيـل التي تساعـدهـا على الحفاظ على حياتهـا في ظـل تلك الظـروف , والتي تفتقـدهـا معظم الكائنات الحيـة الأخـرى .

كيف تعيش دببـة الماء بـدون ماء لفتـرات طـويلـة ؟

دببـة الماء,أقـوى حيـوان,الثلج,الجليـد,الإشعاع,الفضاء الخارجي,قـوى خارقـة,tardigrades,كائنات صغيـرة,بكتيـريا
ما أذهـل العلماء بشأن تلك الكائنات , قـدرتهـا على البقاء بـدون ماء لعـدة عقـود , ففي عام 1948 , زعمت عالمـة الحيـوان الإيطاليـة " تينا فـرانشيشي " أن دببـة الماء التي تم العثـور عليهـا في الطحالب المجففـة المـوجـودة من ضمن عينات المتحف والتي يزيـد عمـرهـا عن 120 عاماً - أمكن إحياءهـا بعـد إعادة تـرطيب درجـة حـرارة الطحالب , فقـد لاحظت أن دببـة الماء المـوجـودة بهـا تعـود للحياة وتحـرك ساقيهـا الأماميـة .
على الـرغم من أن تلك النتيجـة لم يتم تكـرارهـا إلا أن هذا لا يبـدو مستحيلاً , ففي عام 1995 , قام بعض العلماء بإعادة مجمـوعـة من حيـوانات دببـة الماء إلى الحياة بعـد 8 سنـوات من جفافهـا .
يشـرح " الباث تـوماس بـوثبي " - من جامعـة نـورق كارولينا في تشابـل هيـل - هذا الأمـر , فيقـول " أنه عنـدما تجف الخليـة في معظم الكائنات الحيـة فإن أغشيتهـا تتمزق وتسـرب سـوائلهـا وتتفكك بـروتيناتهـا وتتجمع معاً مما يجعلهـا عـديمـة الفائدة , كما سيبـدأ الحمض النـووي للخليـة في التفتت طالما ان الخليـة أصبحت جافـة "
" ولكن بطـريقـة ما فإن كائنات الـ tardigrades تتجنب كـل هذا , فبما أنهـا قادرة على البقاء على قيـد الحياة في عـدم وجـود الماء , فيجب أن يكـون لـديهـا حيـل قـويـة تمنع أو تصلح الأضـرار التي قـد تتعـرض لهـا خلاياهـا عنـد فقـد الماء " .
ولكن كيف تفعـل ذلك؟
واحـدة من الإكتشافات الـرئيسيـة التي قـد فسـرت هذا الأمـر ظهـرت عام 1922 , من قِبـل عالم ألماني يُدعى " H. Baumann " , حيث وجـد انه عنـدما يجف الـ tardigrade  فإن رأسهـا وأرجلهـا الثمانيـة تنكمش وتتقلص , ومن ثم تـدخـل في حالـة معلقـة تُشبه المـوت , حيث يتجعـد جسمهـا , ويصبج جلـدهـا كقشـرة جافـة , وسُميت تلك الحالـة باسم " tun " أو حالـة الإنضغاط , حيث يتباطيء الأيض إلى %0,01 عن المعـدل الطبيعي , ويمكنهـا أن تبقى في تلك الحالـة لعقـود , وتنشط فقط عنـدما تتلامس مع الماء .
دببـة الماء,أقـوى حيـوان,الثلج,الجليـد,الإشعاع,الفضاء الخارجي,قـوى خارقـة,tardigrades,كائنات صغيـرة,بكتيـريا
بالإضافـة إلى دببـة الماء ,فإن بعض الـديـدان الخيطيـة , وبعض أنـواع البكتيـريا يمكنهـا أيضاً أن  تنجـو من الجفاف , وتفعـل ذلك عن طـريق صنع الكثيـر من مادة سكـريـة معينـة تُسمى " طـرهالـوز trehalose " تعمـل على استقـرار المكـونات الـرئيسيـة للخليـة مثـل البـروتينات والأغشيـة , كما يمكن ان يلف الطـرهالـوز نفسه حـول أي جزيئات مائيـة متبقيـة داخـل الخليـة , ويـوقفهـا عن التـوسع السـريع إذا ارتفعت درجـة الحـرارة , حيث ان جزيئات الماء التي تتسع وتتمـدد بشكـل سـريع يمكنهـا أن تمزق الخلايا , وهذا قـد يكـون قاتلاً .
قـد تتـوقع أن الـ tardigrades تستخـدم تلك الحيلـة من أجـل البقاء على قيـد الحياة عنـد التعـرض لظـروف الجفاف , ولكن الحقيقـة - بعض الأنـواع منهـا فقط من تفعـل ذلك , بينما بقيـة الأنـواع لا تحتـوي أصلاً على سكـر الـ الطـرهالـوز , أو تنتجه بكميات قليلـة غيـر قابلـة للكشف .
وهذا يُشيـر إلى أن الـ tardigrades قـد يكـون لـديه حيلـة أخـرى فـريـدة تمكنه من البقاء على قيـد الحياة , فنحن نعلم أن تلك الكائنات تـدخـل في حالـة من السبات الأشبه بالمـوت , ولكن ما هي العمليات التي تؤدي لذلك - هذا ما زال يُشكـل لغزاً أمام العلماء .
على الـرغم من ذلك يعتقـد بعض الباحثين أن تلك الآليـة تعمـل عن طـريق صنع  الـ tardigrades للكثيـر من مضادات الأكسـدة , والتي تشمـل بعض المـواد الكيميائيـة مثـل فايتامينات  C  و  E  والي تعمـل على امتصاص المـواد الكيميائيـة الضارة التي  من شأنهـا أن تُنتج تفاعلات خطيـرة تضـر بالخليـة .
لذا فإن نظـريـة مضادات الأكسـدة قـد يفسـر واحـدة من قـدرات الـ tardigrades  الخارقـة , فعنـدما تتعـرض للجفاف لفتـرة طـويلـة , ويتضـرر الحمض النـووي الخاص بهـا , يمكنهـا أن تعيـد إصلاحه بعـدما تعـود للحياة بفضـل مضادات الأكسـدة التي تحافظ على الخليـة ومكـوناتهـا من التضـرر .
القـدرة على البقاء بـدون ماء لفتـرة طـويلـة , ليست هي القـدرة الخارقـة الـوحيـدة لـدببـة الماء .


دببـة الماء في مـواجهـة درجات الحـرارة المختلفـة

دببـة الماء,أقـوى حيـوان,الثلج,الجليـد,الإشعاع,الفضاء الخارجي,قـوى خارقـة,tardigrades,كائنات صغيـرة,بكتيـريا
قام العلماء بغمـر الـ tardigrades في الهـواء السائل عنـد درجـة حـرارة -200 درجـة مئويـة لمـدة 21 شهـراً  , وفي النيتـروجين السائل عنـد درجـة حـرارة -253 درجـة مئويـة لمـدة 26 ساعـة , وفي الهيليـوم السائل عنـد -272 درجـة مئويـة لمـدة 8 ساعات , ومع ذلك تمكنت جميعهـا من العـودة إلى طبيعتهـا الحيـويـة بمجـرد اتصالهـا بالماء .
وعلى الـرغم من ذلك وجـد العلماء أن أكبـر خطـر قـد يـواجه الـ tardigrades هـو تعـرضهـا للجليـد الذي يمكن أن يُشكـل بلـورات ثلجيـة داخـل خلاياهـا مما يمكن أن يمزق مكـونات مهمـة مثـل الحمض النـووي في الخليـة .
وجـديـر بالذكـر أن بعض الحيـوانات بما في ذلك بعض الأسماك , تصنع بـروتينات مضادة للتجمـد تعمـل على خفض نقطـة التجمـد في خلاياهـا , مما يضمن عـدم تشكـل الثلج , ولكن هذه البـروتينات لم يتم العثـور عليهـا في tardigrades  .
ولكن يمكننا أن نـرى أن الـ tardigrades  يمكنهـا أن تتحمـل بالفعـل تكـون الجليـد داخـل خلاياهـا , فهي إما أنهـا تحمي نفسهـا من الأضـرار التي تسببهـا بلـورات الثلج أو أنهـا يمكنهـا إصلاح تلك الأضـرار .
ويعتقـد العلماء أن الـ Tardigrades تُنتج مـواد كيميائيـة تعمـل على إجبار بلـورات الجليـد على التشكـل خارج الخلايا بـدلاً من داخلهـا , وبالتالي حمايـة الجزيئات الحيـويـة , كما يمكن لسكـر الطـريهالـوز المـوجـود في بعض الأنـواع  ان يقـوم بذلك العمـل فيمنع تكـوين بلـورات الثلج الكبيـرة التي من شأنهـا أن تختـرق أغشيـة الخلايا .
وفي حين أن العلماء لـديهم فكـرة عن كيفيـة تعامـل الـ  tardigrades مع درجات الحـرارة المنخفضـة , إلا أنهم ليس لـديهم فكـرة عن كيفيـة تعاملهـا مع درجات الحـرارة المـرتفعـة مثـل 150 درجـة مئويـة مثلاً , والتي من المفتـرض أن تنحـل عنـدهـا البـروتينات وأغشيـة الخلايا في معظم الكائنات الحيـة , وتتـوقف كذلك التفاعلات الكيميائيـة التي تحافظ عى الحياة , ولكن الأمـر ليس كذلك بالنسبـة إلى دببـة الماء الخارقـة .
إن أكثـر الكائنات الحيـة المعـروفـة مقاومـة للحـرارة هي البكتيـريا التي تعيش حـول حـواف الفتحات الحـراريـة المائيـة في أعماق البحار , حيث بإمكانهـا العيش في درجـة حـرارة تصـل إلى 122 درجـة مئويـة .
العـديـد من تلك الكائنات التي تكيفت للعيش في الأماكن الساخنـة مثـل الينابيع الحارة والصحاري الحارقـة , تقـوم بإنتاج مـواد كيميائيـة تُسمى بـروتينات الصـدمـة الحـراريـة , والتي تقـوم بحمايـة البـروتينات المـوجـودة داخـل الخلايا , والمحافظـة على شكلهـا , وكذلك إصلاحهـا في حالـة تلفهـا بـواسطـة الحـرارة .
ولكن على الـرغم من ذلك لا يـوجـد دليـل قاطع على أن الـ tardigrades تُنتج مثـل تلك المـواد الكيميائيـة .

دببـة الماء في مـواجهـة الإشعاعات الضارة والضغط العالي

دببـة الماء,أقـوى حيـوان,الثلج,الجليـد,الإشعاع,الفضاء الخارجي,قـوى خارقـة,tardigrades,كائنات صغيـرة,بكتيـريا
في عام 1964 , قام العلماء بتعـريض الـ  tardigrades إلى جـرعات قاتلـة من الأشعـة السينيـة , ووجـدوا انهـا تمكنت من البقاء على قيـد الحياة , كما أظهـرت التجارب اللاحقـة أنه يمكن لـدببـة الماء التعامـل مع كميات زائدة من أشعـة ألفا وجاما و الأشعـة فـوق البنفسيجيـة - حتى إن لم تكن في حالـة الإنضغاط .
كما وجـد العلماء أن دببـة الماء يمكنهـا أن تتعامـل مع تعـرضهـا للضغط الشـديـد الذي قـد يسحق معظم الحيـوانات المسطحـة , فـوفقاً لـدراسـة عام 1998 قام بنشـرهـا كـونيهيـرو سيكي وماساتـو تـويـوشيما من جامعـة كاناغاوا في هيـراتسـوكا باليابان , وجـدوا أن الـ  tardigrades في حالـة tun أو حالـة الانضغاط يمكنهـا أن تنجـو تحت ضغط يصـل إلى 600 ميجا باسكال , وهذا أبعـد من أي ضغط قـد يـواجهه كائن في الطبيعـة , لذا فلا عجب في تمكن دببـة الماء من البقاء على قيـد الحياة في أعمق جزء من البحار في خنـدق مارينا في المحيط الهاديء , والذي ينخفض إلى 10994 م , بينما يصـل ضغط الماء هناك إلى 100 ميجاباسكال .
بالنسبـة لمعظم خلايا الكائنات الحيـة , فإن التعـرض لمثـل هذه الضغـوط الكبيـرة , من شأنهـا أن تؤدي إلى تكسيـر البـروتينات والحمض النـووي في الخليـة , وتصبح أغشيـة الخلايا التي تتكـون من الـدهـون كقـوام الزبـدة المـوضـوعـة في الثلاجـة , كما تتـوقف معظم الكائنات الحيـة الـدقيقـة عن التمثيـل الغذائي عنـد 30 ميجاباسكال فقط , بينما لا تستطيع البكتيـريا البقاء على قيـد الحياة عنـد 300 ميجاباسكال .
إذا ً كيف تتحمـل دببـة الماء كـل هذا الضغط ولا تتأثـر طبيعتهـا الحيـويـة ؟
يعتقـد العلماء أن دببـة الماء تقـوم بصنع مضادات الأكسـدة التي تعمـل على إصلاح الحمض النـووي التالف , أو أنهـا تستخـدم الحيلـة الأخـرى وهي الـدخـول في حالـة الانضغاط , كي تحافظ على خلاياهـا وحمضهـا النـووي .
دببـة الماء,أقـوى حيـوان,الثلج,الجليـد,الإشعاع,الفضاء الخارجي,قـوى خارقـة,tardigrades,كائنات صغيـرة,بكتيـريا
على الـرغم من نمط حياتهـا الممـل , إلا أن دببـة الماء هي المخلـوقات التي استطاعت بشكـل مميز أن تتـوائم مع ظـروف البيئات المتطـرفـة , التي ربما لا تتـواجـد حتى على الأرض , ولم يسبقهـا في ذلك كائنات بـدائيـة تعيش في عـدة ظـروف قاسيـة مثـل البكتيـريا .

مصـدر المقال /bbc.com
حقـوق التـرجمـة محفـوظـة لمـدونـة / عالم المعـرفـة 

ليست هناك تعليقات:

إرسال تعليق

Post Top Ad

تواصل معنا

أكثر من 600,000+ يتابعون موقعنا عبر وسائل التواصل الإجتماعي إنظم إلينا الآن

انـدرويـد

نموذج الاتصال

الاسم

بريد إلكتروني *

رسالة *

عن الموقع

author يوتيو المبتكر <<  نقوم بتقديـم شروحـات ومقالات وبرامج للويـندوز وتطبيقـات لنظام الاندرويـد وحلقـات .…! …!

تعرف على المزيد ←

نموذج الاتصال

الاسم

بريد إلكتروني *

رسالة *