The green menace: non-native green seaweed detected in Western Antarctica using molecular tools
من خلال الجمع بين التشفير الشريطي للحمض النووي للعينات والتشفير الشريطي للحمض النووي البيئي، تضع هذه الدراسة خطاً مرجعياً جزيئياً للطحالب الخضراء في غرب القارة القطبية الجنوبية، مما يكشف عن سلالة من جنس *Ulva* قد تكون مستوطنة، بينما تكتشف في الوقت نفسه سلالات عالمية غير أصلية تم نقلها عبر الشحن والتطفل، مما يسلط الضوء على الضعف المتزايد للمنطقة تجاه الغزوات البيولوجية.
البحث الأصلي مرخَّص بموجب CC BY 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/). هذا شرح مولَّده بالذكاء الاصطناعي لبحث مسبق لم يخضع لمراجعة الأقران. وهو ليس نصيحة طبية. لا تتخذ أي قرارات تتعلق بصحتك بناءً على هذا المحتوى. اقرأ إخلاء المسؤولية الكامل
ليست المحيطات مجرد خلفيات ساكنة، بل هي طرق سريعة ديناميكية تنتقل عبرها الحياة، أحياناً بمساعدة السفن البشرية وأحياناً أخرى عبر ركوب الحطام العائم. لعقود من الزمن، ظل العلماء قلقين بشأن "الأنواع الغازية" — وهي نباتات وحيوانات تستغل الرحلات للوصول إلى أماكن جديدة، لتنافس السكان المحليين وتزعزع الأنظمة البيئية. هذه مشكلة رئيسية في المياه المعتدلة والاستوائية، لكن المياه الجليدية للقارة القطبية الجنوبية (أنتاركتيكا) طالما اعتُبرت حصناً، محمية بدرجات حرارة متجمدة لا تستطيع معظم الكائنات الخارجية البقاء على قيد الحياة فيها. ومع ذلك، ومع ارتفاع درجة حرارة المناخ، بدأت تلك الحاجز الجليدي يترقق. وتعد شبه جزيرة أنتاركتيكا الغربية واحدة من أسرع الأماكن ارتفاعاً في درجة الحرارة على وجه الأرض، والجليد الذي كان يبقي الغرباء بعيداً يتراجع الآن. وهذا يثير سؤالاً حاسماً: هل بدأت أنواع الأعشاب البحرية غير المحلية، التي تنمو بسرعة وتتكيف بسهولة، في التسلل عبر الشقوق والتجذر في القارة القطبية الجنوبية؟ وللإجابة على ذلك، يجب على الباحثين أولاً معرفة ما هو موجود بالفعل هناك بدقة. لفترة طويلة، كان تحديد نوع الأعشاب البحرية في القارة القطبية الجنوبية يشبه محاولة التعرف على شخص في مرآة ضبابية؛ فقد اعتمد العلماء على شكل النباتات ولونها، لكن الكثير منها يبدو متشابهاً جداً لدرجة أنه من السهل الخلط بين نوع محلي وآخر غريب. وبدون خريطة جينية واضحة، كان من المستحب مستحيلاً معرفة ما إذا كانت بقعة خضراء جديدة على صخرة هي مقيمة محلية أم زائر غير مرحب به.
لقد شرع فريق من العلماء في إزالة هذا الضباب عبر الجمع بين أداتين قويتين: فحص عينات فعلية من الأعشاب البحرية تحت المجهر وقراءة "البصمات" الجينية التي تتركها في الماء وعلى الأجسام العائمة. وقد ركزوا على الأعشاب البحرية الخضراء، وهي مجموعة معروفة بكونها غازية انتهازية، في المياه المحيطة بشبه جزيرة أنتاركتيكا الغربية والجزر المجاورة لشبه القطب الجنوبي. وبدلاً من مجرد التخمين بناءً على مظهر النباتات، قاموا باستخراج الحمض النووي من الأعشاب البحرية ومن عينات المياه التي جُمعت بالقرب من السفن السياحية ومحطات الأبحاث والحطام العائم. سمح لهم ذلك برؤية الاختلافات الجينية غير المرئية التي تفصل بين نبات أنتاركتيكي أصيل وبين مسافر عالمي وصل من مياه أكثر دفئاً. كان الهدف هو بناء مكتبة جينية موثوقة لما ينتمي إلى القارة القطبية الجنوبية، ومسح البيئة بحثاً عن أي علامات لوصول وافدين جدد قد يحاولون الاستقرار هناك.
جمع الباحثون مئات العينات من المياه الجليدية لشبه جزيرة أنتاركتيكا ومن مناطق أكثر دفئاً مثل تشيلي ونيوزيلندا وجزر فوكلاند. وجمعوا عينات من أعشاب بحرية بالغة لإنشاء مكتبة مرجعية للحمض النووي، كما قاموا بمسح البلاستيك العائم، والأعشاب البحرية الطافية، وهياكل السفن. حتى أنهم قاموا بتصفية لترات من مياه البحر لالتقاط الآثار المجهرية للمادة الجينية التي تفرزها الكائنات الحية التي تعيش في مكان قريب. ومن خلال مقارنة الحمض النووي من هذه العينات بقاعدة بيانات عالمية، تمكنوا من تحديد الأنواع الموجودة بدقة. كشفت النتة قصة مفاجئة من العزلة والاختراق؛ ففي مياه القارة القطبية الجنوبية، وجدوا سلالة واحدة متميزة من الأعشاب البحرية الخضراء التي تبدو فريدة من نوعها في المنطقة. وقد أطلقوا على هذه المجموعة اسم Ulva sp. "Antarctica". هذا النبات مختلف جينياً عن أي عشب بحري يوجد في مناطق شبه القطب الجنوبي أو المناطق المعتدلة، مما يشير إلى أنه نبات أصيل حقيقي تطور في عزلة. وتتعارض هذه النتيجة مع السجلات القديمة التي زعمت أن العشب البحري الشائع والواسع الانتشار Ulva intestinalis موجود في القرت القطبية الجنوبية؛ حيث وجد الباحثون أن ما كان يُعتقد سابقاً أنه هذا النوع الشائع هو في الواقع هذا النوع الأصيل الفريد من أنتاركتيكا.
ومع ذلك، فإن القصة لا تنتهي عند المقيم الأصلي. فقد كشفت عمليات المسح الجيني للمياه والأجسام العائمة قصة مختلفة، موضحة أن مياه القارة القطبية الجنوبية ليست خالية من الزوار الأجانب كما كان يُعتقد سابقاً. رصد الباحثون الحمض النووي لعدة أنواع من الأعشاب البحرية الخضراء المعروفة في نصف الكرة الشمالي وأجزاء أخرى من العالم. وشمل ذلك أنواعاً مثل Ulva maeotica و Ulva shanxiensis، والتي تنحدر من البحر الأسود والصين على التوالي. وُجدت آثار الحمض النووي الأجنبي هذه على هياكل السفن، وعلى البلاستيك العائم، وحتى على الأعشاب البحرية الأصلية التي تجرفها التيارات. يشير هذا إلى أن "البروتوبلازمات" (أو الأبواغ/الخلاប التكاثرية) — وهي الخلايا التكاثرية الصغيرة أو قطع الأعشاب البحرية القادرة على بدء حياة جديدة — تصل إلى القارة القطبية الجنوبية عبر الشحن والطفو الطبيعي. وبينما لم يجد الباحثون دليلاً على أن هذه الأنواع الأجنبية قد شكلت بعد مجموعات كبيرة ومستقرة في قاع البحر، فإن وجودها في الماء يشير إلى أنها تصل بوتيرة متزايدة. كما وجدت الدراسة أن بعض الأعشاب البحرية الأصلية في أنتاركتيكا، وتحديداً نوع Ulva sp. "Antarctica" الفريد، وُجد على هيكل سفينة في مياه شبه القطب الجنوبي، مما يشير إلى أن حركة الأنواع قد تحدث في الاتجاهين أيضاً، مع احتمال انتقال السكان الأصليين لأنتاركتيكا نحو الشمال.
ترسم الدراسة صورة لمنطقة تمر بمرحلة انتقالية. فلا تزال المياه الباردة تعمل كمرشح، يمنع معظم هذه الوافدات الأجنبية من البقاء خلال فصل الشتاء لتصبح مقيمة دائمة. ويبدو أن "متصل الغزو" (Invasion continuum) — وهي العملية التي ينتقل بها النوع من وصول نادر إلى مقيم دائم — عالق في المراحل الأولى لمعظم هذه الأعشاب البحرية الخضراء. إنها تصل، لكنها لم تستولِ على المكان بعد. ومع ذلك، فإن وجود إشارات الحمض النووي الأجنبي هذه يعد تحذيراً. فمع استمرار ارتفاع درجة حرارة المناخ، قد تضعف الحواجز الحرارية التي تحد حالياً من هذه الأنواع. ووجد الباحثون أن بعض الأنواع "المنتقلة بين القطبين" (amphipolar species) — وهي النباتات التي تعيش في كل من القطب الشمالي والجنوبي — مستقرة بالفعل في المنطقة، مما يشير إلى أن الباب يفتح على مصراعيه. إن اكتشاف العشب البحري الأصلي الفريد Ulva sp. "Antarctica" يعد خطاً مرجعياً حاسماً؛ فهو يثبت أن المنطقة تمتلك تنوعاً بيولوجياً متميزاً يستحق الحماية. وفي الوقت نفسه، فإن رصد المادة الجينية الأجنبية يظهر أن القارة القطبية الجنوبية لم تعد معزولة عن بقية محيطات العالم. وتخلص الدراسة إلى أنه بينما لم يحدث غزو شامل بعد، فإن وصول الأعشاب البحرية الخضراء غير الأصلية هو واقع ملموس. ولم يعد السؤال هو ما إذا كانت ستصل، بل كم من الوقت سيستغرق المناخ الدافئ للسماح لها بالاستقرار وتغيير النظام البيئي في أنتاركتيكا.
غارق في أبحاث مجالك؟
تصلك نشرة يومية بأحدث الأبحاث المطابقة لكلماتك البحثية المفتاحية — مع ملخصات تقنية، بلغتك.