سمك الجريث المتواضع هو مخلوق قبيح، رمادي اللون يشبه ثعبان البحر، معروف بقدرته على إطلاق سحابة من الوحل اللزج على الحيوانات المفترسة المطمئنة، مما يؤدي إلى انسداد الخياشيم وخنق الحيوانات المفترسة المذكورة. ولهذا السبب يطلق عليه بمودة “مخاط الثعبان“يحب سمك الجريث أيضًا أن يحفر في رواسب أعماق البحار، لكن العلماء لم يتمكنوا من ملاحظة كيفية قيامهم بذلك بدقة لأن الرواسب الغامضة تحجب الرؤية. قام الباحثون في جامعة تشابمان ببناء خزان خاص بالجيلاتين الشفاف للتغلب على هذا التحدي والحصول على صورة كاملة لسلوك الاختباء، وفقًا لـ أ ورقة جديدة نشرت في مجلة البيولوجيا التجريبية.
“لقد عرفنا منذ فترة طويلة أن أسماك الجريث يمكنها أن تحفر في الرواسب الناعمة، لكننا لم نعرف كيف فعلت ذلك”. قال المؤلف المشارك دوجلاس فادجعالم الأحياء البحرية الذي يدير مختبرا في تشابمان خصص لدراسة سمك الجريث. “من خلال معرفة كيفية جعل أسماك الجريث تدفن نفسها طوعًا في الجيلاتين الشفاف، تمكنا من الحصول على نظرة ثاقبة لهذه العملية لأول مرة.”
كما ذكر سابقا، كان العلماء دراسة الوحل سمك الجريث لسنوات لأنها مادة غير عادية. إنه ليس مثل المخاط الذي يجف ويتصلب مع مرور الوقت. يبقى مخاط الجريث لزجًا، مما يمنحه قوام الجيلاتين نصف المتصلب. ويرجع ذلك إلى الألياف الطويلة التي تشبه الخيوط في الوحل، بالإضافة إلى البروتينات والسكريات التي تشكل الميوسين، المكون الرئيسي الآخر. تلتف هذه الألياف لتشكل “خصلات” تشبه كرات الصوف. عندما تطلق أسماك الجريث تيارًا من المادة اللزجة، تنفتح الخيوط وتتحد مع الماء المالح، وتنتفخ أكثر من 10000 مرة حجمها الأصلي.
من منظور المواد، يعد مخاط سمك الجريث مادة رائعة يمكن أن تثبت فائدتها يومًا ما للأجهزة الطبية الحيوية، أو لنسج أقمشة خفيفة الوزن ولكن قوية لصناعة الليكرا الطبيعية أو الدروع الواقية للبدن، أو لتشحيم أدوات الحفر الصناعية التي تميل إلى الانسداد في التربة العميقة والرواسب. . وفي عام 2016، قام مجموعة من الباحثين السويسريين درس الخصائص غير العادية للسوائل من مادة طينية من سمك الجريث، مع التركيز بشكل خاص على كيفية توفير هذه الخصائص لفائدتين متميزتين: مساعدة الحيوان على الدفاع عن نفسه ضد الحيوانات المفترسة وربط نفسه للهروب من المادة اللزجة الخاصة به.
مخاط سمك الجريث هو سائل غير نيوتوني وهو غير معتاد من حيث أنه يتميز بطبيعته بأنه سميك ورقيق. تستخدم معظم الحيوانات المفترسة لسمك الجريث التغذية بالشفط، مما يخلق تدفقًا سميكًا للقص أحادي الاتجاه، لعرقلة الخياشيم بشكل أفضل وخنق الحيوانات المفترسة المذكورة. ولكن إذا احتاج سمك الجريث إلى الخروج من المادة اللزجة الخاصة به، فإن حركات جسده تخلق تدفقًا رقيقًا، مما يؤدي إلى انهيار شبكة الخلايا اللزجة التي تشكل المادة اللزجة.
كان حلوى دراسة سمك الجريث وخصائص سيلان لعابه لسنوات. على سبيل المثال، في عام 2012، أثناء الدراسة في جامعة جيلف، مختبر فادج تم حصادها بنجاح مخاط سمك الجريث، إذابته في سائل، ثم “غزله” ليصبح خيطًا قويًا ولكنه قابل للتمدد، يشبه إلى حد كبير غزل الحرير. من الممكن أن تحل هذه الخيوط محل الألياف البترولية المستخدمة حاليًا في خوذات السلامة أو سترات كيفلر، من بين التطبيقات المحتملة الأخرى. وفي 2021 فريقه وجدت هذا يحتوي المخاط الذي تنتجه أسماك الجريث الأكبر حجمًا على خلايا أكبر بكثير من المخاط الذي تنتجه أسماك الجريث الأصغر حجمًا، وهو مثال غير معتاد على زيادة حجم الخلية مع حجم الجسم في الطبيعة.
محلول رسوبي
هذه المرة، حول فريق فادج انتباههم إلى حفريات أسماك الجريث. بالإضافة إلى تسليط الضوء على السلوك الإنجابي لسمك الجريث، يمكن أن يكون للبحث أيضًا آثار بيئية أوسع. وفقًا للمؤلفين، يعد الحفر عاملًا مهمًا في دوران الرواسب، في حين أن تهوية الجحر تغير كيمياء الرواسب بحيث يمكن أن تحتوي على المزيد من الأكسجين. وهذا بدوره من شأنه أن يغير الكائنات الحية التي يمكن أن تزدهر في هذه الرواسب. يمكن أن يساعد فهم آليات الاختباء أيضًا في تصميم روبوتات الاختباء الناعمة.
دي إس فادج وآخرون، 2024
لكن كان على فريق فادج أولًا أن يتوصل إلى كيفية الرؤية من خلال الرواسب لمراقبة سلوك الاختباء. اعتمد علماء آخرون يدرسون حيوانات مختلفة على ركائز شفافة مثل الكريوليت المعدني أو الهلاميات المائية ذات الأساس الجيلاتيني، والتي تم استخدام الأخيرة منها بنجاح لمراقبة سلوك الديدان متعددة الأشواك. الهراء وآخرون. اختارت الجيلاتين كبديل للرواسب الموجودة في ثلاث غرف أكريليك شفافة مخصصة. بعد ذلك، قاموا بتصوير سلوك الاختباء بالجيلاتين لـ 25 سمكة جريث تم اختيارها عشوائيًا.
هذا سمح لفدج وآخرون. لتحديد مرحلتين متميزتين من الحركة التي استخدمتها سمكة الجريث لإنشاء جحورها على شكل حرف U. أولا، هناك مرحلة “الضرب”، والتي تسبح خلالها سمكة الجريث بقوة بينما تحرك رأسها من جانب إلى آخر. لا يعمل هذا على دفع سمك الجريث للأمام فحسب، بل يساعد أيضًا في تقطيع الجيلاتين إلى قطع. قد تكون هذه هي الطريقة التي يتغلب بها سمك الجريث على التحدي المتمثل في إنشاء فتحة في الرواسب (أو الركيزة الجيلاتينية) للتحرك من خلالها.
بعد ذلك تأتي مرحلة “التلوي”، والتي يبدو أنها مدعومة بـ “الأكورديون الداخلي” الشائع لدى الثعابين. يتضمن ذلك تقصير واستطالة الجسم قسريًا، بالإضافة إلى ممارسة قوى جانبية على الجدران لتقوية الجحر وتوسيعه. وكتب المؤلفون: “إن الثعبان الذي يستخدم حركات الأكورديون سوف يتقدم بثبات عبر قناة ضيقة أو جحر في موجات متناوبة من الإطالة والتقصير”، كما أن جلد الجريث الفضفاض مناسب تمامًا لمثل هذه الإستراتيجية. تستمر مرحلة التلوي حتى ترفع سمكة الجريث المختبئة رأسها من الركيزة. استغرق سمك الجريث في المتوسط حوالي سبع دقائق أو أكثر لإكمال جحره.
هناك، بطبيعة الحال، بعض التحذيرات. قد تكون جدران الحاويات الأكريليكية قد أثرت على سلوك الحفر المعملي أو الشكل النهائي للجحور. يوصي المؤلفون بتكرار التجارب باستخدام رواسب من الموائل الطبيعية، وتنفيذ تصوير بالفيديو بالأشعة السينية لسمك الجريث المزروع بعلامات إشعاعية لالتقاط الحركات. يمكن أن يؤثر حجم الجسم ونوع الركيزة أيضًا على سلوك الحفر. لكن بشكل عام، يعتقدون أن ملاحظاتهم “تمثل تمثيلًا دقيقًا لكيفية نشوء أسماك الجريث وتحركها عبر جحورها في البرية”.
DOI: مجلة البيولوجيا التجريبية، 2024. 10.1242/jeb.247544 (حول معرفات الهوية الرقمية).
