Relationship between gonadosomatic index and spawning-capable status based on gonadal histology in the moonfish Mene maculata

في المحيط الشاسع للتنوع السمكي، تبرز بعض الأنواع ليس فقط لمظهرها، بل لوجودها المنفرد. فسمكة القمر (moonfish)، المعروفة علمياً باسم Mene maculata، هي العضو الوحيد الحي في عائلتها بأكملها، وهي سلالة تطورية فريدة منتشرة عبر المياه الدافئة في منطقة المحيط الهندي وغرب المحيط الهادئ. وبالنسبة للعلماء الذين يدرسون هذه الكائنات، فإن فهم كيفية تكاثرها هو المفتاح لفهم بقائها. ومن الأدوات الشائعة المستخدمة لتتبع التكاثر في الأسماك "مؤشر وزن الأعضاء التناسلية" (gonadosomatic index)، وهو قياس بسيط يقارن وزن الأعضاء التناسلية للسمكة بوزن جسمها الإجمالي. وعندما يرتفع هذا الرقم، فإنه يشير عادةً إلى أن السمكة تستعد لوضع البيض أو الحيوانات المنوية. ومع ذلك، فإن هذا الرقم ليس سوى لقطة للحجم؛ فهو لا يوضح ما يحدث فعلياً داخل الخلايا. ولكي يعرف الباحثون حقاً ما إذا كانت السمكة مستعدة لإطلاق البيض أو الحيوانات المنوية، يجب عليهم النظر في التطور المجهري لتلك الخلايا، وهي عملية تكشف ما إذا كانت السمكة قادرة حقاً على التكاثر أم أنها تحمل أعضاء ثقيلة فحسب.

بالنسبة لسمكة القمر، اعتمدت الدراسات السابقة على هذه القياسات القائمة على الوزن لتخمين متى تتكاثر الأسماك، مما يشير إلى ذروة موسمية حول أواخر الصيف وأوائل الخريف. حتى أن بعض الملاحظات السابقة لمحت إلى أن هذه الأسماك قد تطلق جميع بيوضها دفعة واحدة، وهي استراتيجية تُعرف باسم "التكاثر الكلي" (total spawning). ولكن بدون النظر داخل المبايض والخصى، ظلت هذه الأفكار غير مثبتة. وقد سعى فريق من الباحثين لسد هذه الفجوة من خلال فحص الأنسجة الفعلية لأسماك القمر التي جُمعت من المياه قبالة سواحل اليابان. أرادوا معرفة ما إذا كان وزن الأعضاء التناسلية يتطابق حقاً مع الجاهزية البيولوجية للسمكة، وتحديد ما إذا كان التاريخ التطوري الفريد لسمكة القمر قد أدى إلى أي هياكل تناسلية غير عادية.

قام العلماء بجمع أسماك القمر الحية والاحتفاظ بها في أحواض في متحف العلوم البحرية في فوكوشيما، مع إطعامها الكريل والروبيان للحفاظ على صحتها. ومع مرور الوقت، نفقت بعض الأسماك بشكل طبيعي، بينما تم قتل أخرى بعناً (euthanized) بعناً للدراسة. قام الفريق بقياس طول ووزن كل سمكة، ثم أزالوا الأعضاء التسلية بعناً. وحفظوا هذه الأنسجة في محاليل كيميائية، وقطعوها إلى شرائح رقيقة للغاية، وصبغوها بالملونات لجعل الخلايا مرئية تحت المجهر. سمح لهم ذلك برؤية مرحلة التطور الدقيقة لكل بيضة أو خلية منوية بالداخل، من البدايات الصغيرة الأولى إلى الخلايا الناضجة تماماً والجاهزة للإطلاق.

وعندما نظروا إلى ذكور أسماك القمر، وجدوا بنية عادية بشكل مفاجئ بالنسبة لهذا النوع الفريد. كانت الخصى منظمة في فصوص صغيرة، وكانت الخلايا الجذعية التي تنتج الحيوانات المنوية منتشرة بحرية في جميع أنحاء هذه الفصوص بدلاً من كونها محصورة في طرف واحد. هذا النمط شائع في العديد من الأسماك الحديثة، مما يشير إلى أن سمكة القمر لم تطور طريقة خاصة وفريدة لإنتاج الحيوانات المنوية. والأهم من ذلك، وجد الباحثون أن وزن الخصى لم يروِ القصة كاملة. فقد فحصوا سبعة من ذكور الأسماك ووجدوا أنه حتى تلك التي تمتلك أوزاناً منخفضة للأعضاء التناسلية، كانت لا تزال تمتلك حيوانات منوية ناضجة تماماً جاهزة للإطلاق. في الواقع، كل ذكر فحصوه، بغض النظر عن مدى ثقل خصاه بالنسبة لأجسامهم، كان جاهزاً بيولوجياً للتكاثر. وهذا يشير إلى أنه بالنسبة لذكر سمكة القمر، فإن قياس الوزن المنخفض لا يعني أنه ليس مستعداً للتكاثر؛ إذ يمكنهم الاحتفاظ بالحيوانات المنوية الناضجة دون الحاجة إلى تورم أعضائهم التناسلية بشكل كبير.

كانت القصة مختلفة بالنسبة للإناث. فقد وجد الباحثون أن وزن المبايض يزداد بالفعل مع كبر حجم السمكة، وحددوا أنثى واحدة ذات وزن مرتفع بشكل خاص للأعضاء التناسلية. وداخل هذه السمكة، رأوا مزيجاً معقداً من البيض في كل مرحلة ممكنة من مراحل التطور. كانت هناك بيوض صغيرة غير ناضجة بدأت للتو في النمو، وبيوض متوسطة الحجم تمتلئ بالمغذيات، وبيوض كبيرة ناضجة جاهزة للإطلاق. إن الوجود المتزامن للبيض في مراحل نمو مختلفة هو سمة مميزة لـ "متكاثر الدفعات" (batch spawner)، وهو نوع من الأسماك التي تطلق البيض في مجموعات على مدار فترة زمنية بدلاً من إفراغ كل شيء دفعة واحدة. هذا الاكتشاف يتحدى مباشرة الفكرة السابقة بأن سمكة القمر هي من نوع "التكاثر الكلي". أما الإناث الأخرى التي تم فحصها فكانت تمتلك معظم البيوض غير الناضجة، مما يشير إلى أنها لم تكن مستعدة بعد للتكاثر.

تخلص الدراسة إلى أنه بينما يمكن أن يكون وزن الأعضاء التناسلية دليلاً مفيداً، إلا أنه ليس مؤشراً مثالياً للجاهزية، خاصة بالنسبة للذكور. فبالنسبة لسمكة القمر، يمكن للذكر أن يكون قادراً تماماً على التكاثر حتى عندما تكون أعضاؤه التناسلية صغيرة، بينما ترتبط جاهزية الأنثى بحالة داخلية معقدة ومحددة حيث تنمو البيوض من مختلف الأحجام معاً. ومن خلال النظر في الخلايا الفعلية بدلاً من مجرد الوزن، قدم الباحثون صورة أوضح لكيفية تكاثر هذه السمكة الفريدة. لقد وجدوا أن سمكة القمر من المرجح أن تطلق بيوضها في دفعات طوال الموسم، وهي استراتيجية قد تساعد في ضمان بقاء نسلها في المحيط المفتوح. إن هذه النظرة التفصيلية داخل السمكة تؤكد أن سمكة القمر، رغم كونها آخر من نوعها، تتبع أنماطاً تكاثرية مشتركة مع العديد من أقاربها البعيدين، لتجمع بذلك بين المألوف والفريد.