الجزء الداخلي من سمكة القرش مليء بالفضول ، بدءًا بصفوف من الأسنان المجتهدة التي يمكن استبدالها بأخرى جديدة طوال حياته. لكن بعيدًا قليلاً عن الجهاز الهضمي – في الواقع ، قبل نهاية القرش مباشرة – يوجد هيكل غريب آخر: القناة الهضمية الحلزونية ، درج معقد مصنوع من لحم سمك القرش.
تكهن العلماء أن أسماك القرش لديها أمعاء معقدة تؤدي إلى إبطاء عملية الهضم ، وإزالة آخر سعرات حرارية من فرائسها. قد يكون هذا أحد الأسباب التي تجعل أسماك القرش تبقى بين الوجبات لفترة طويلة.
لكن على الأربعاء في وقائع الجمعية الملكية ب، نشر الباحثون واحدة من أكثر النظرات تفصيلاً لهذه الأمعاء الحلزونية حتى الآن عن طريق تدوير ماسح ضوئي فوقها ، للكشف عن المناطق الجغرافية الداخلية المعقدة لأكثر من 20 نوعًا من أسماك القرش. بعد ملء الأمعاء بالسوائل ، توصلوا أيضًا إلى اكتشاف: بعضهم يعمل كإصدارات طبيعية من الصمام الذي استخدمه نيكولا تيسلا براءة اختراع في عام 1920، دائمًا يمتص السائل في اتجاه بدون أجزاء متحركة.
وقالت سامانثا لي ، الأستاذة المساعدة في جامعة ولاية كاليفورنيا دومينجيز هيلز ، التي قادت الدراسة الجديدة ، إن الباحثين الذين يدرسون الأمعاء الحلزونية لسمك القرش يشيرون غالبًا إلى مجموعة من 1885 رسمًا تشريحيًا. أو يمكنهم تشريح الأمعاء بأنفسهم ، مما يفسد السلامة الهيكلية للعضو في خدمة المزيد من الفحص. لرؤية الهياكل بأكملها ، قامت هي وزملاؤها بإزالة أمعاء العديد من أنواع أسماك القرش بعناية وتصويرها في جهاز التصوير المقطعي المحوسب.
تأتي أمعاء سمك القرش الحلزونية بأربع نكهات: حلزوني أساسي ، وسلسلة من الأقماع المتشابكة تشير في اتجاه واحد ، وسلسلة من الأقماع المتشابكة تشير إلى الاتجاه الآخر ، وما يُعرف باسم القناة الهضمية الحلزونية ، حيث تتداخل الأغلفة ذات الطبقات داخل بعضها البعض. في فحوصات التصوير المقطعي المحوسب ، تبرز بوضوح تجاعيد وثنيات الهياكل.
لا يهم ما أكلته سمكة قرش فيما يتعلق بشكل أمعائها – أسماك القرش بونيثيد ، التي تأكل كل من النباتات والحيوانات الأخرى، كان لديه أمعاء حلزونية ، تمامًا مثل الحيوانات آكلة اللحوم المطارق.
بعد ذلك ، قام الباحثون بسد الأمعاء الحلزونية في الأنابيب ولاحظوا أن خليطًا من الماء والجلسرين يمر عبرها. ووجدوا أنه في الواقع ، تحرك السائل بشكل أبطأ في اللولب منه في مقطع مستقيم من أمعاء سمك القرش ، مما يدعم فكرة أن الأمعاء الحلزونية تساعد أسماك القرش على إطالة وقت الهضم.
ومع ذلك ، وجدوا أيضًا أن أمعاء القمع لها اتجاه مفضل للتدفق. يتدفق السائل الذي يدخل أحد الطرفين ببطء أكبر بكثير من دخول السائل إلى الطرف الآخر ، مما يعني أن الأمعاء داخل الحيوان تعمل كطريق أحادي الاتجاه. في الثدييات ، تنتج تقلصات العضلات هذا التأثير. لكن في أسماك القرش ، يمكن أن تساعد بنية القناة الهضمية نفسها.
في الواقع ، شكل القمع المعوي يذكّر بمقابض صمام تسلا ، وهو نوع من الأنابيب حصل على براءة اختراع من قبل المخترع الصربي الأمريكي.
قال الدكتور لي: “كان الغرض من الصمام هو إنتاج التدفق في اتجاه واحد دون استخدام أجزاء ميكانيكية إضافية أو طاقة إضافية”. “يبدو الأمر مشابهًا جدًا للطريقة التي تتشكل بها أمعاء سمك القرش هذه.”
يمكن أن تكون الهياكل التي أتقنتها دهور التطور مصدر إلهام للمهندسين – مرشحات مانتا راي القابلة للإزالة بشكل مذهل ، على سبيل المثال ، يمكن أن يوفر وسيلة لتصفية التلوث البلاستيكي قبل أن يصل إلى المجاري المائية. في حالة أمعاء سمك القرش ، قال الدكتور لي ، الذي يدرس أيضًا آثار تلوث الجسيمات البلاستيكية على الأسماك ، قد تكون المعلومات الإضافية حول كيفية عمل الأمعاء قد تفيد أيضًا في المرشحات.
قال الدكتور لي: “آمل أن أفهم ما هي هذه الأنواع المعينة من الأجسام الجيدة للتنقل ، وما هي جيدة للتصفية”. ربما في مكان ما على طول الخط ، يمكن أن تلهم أمعاء سمك القرش أدوات للمساعدة في إزالة البلاستيك بشكل سلبي من الماء ، وذلك ببساطة بسبب الطريقة التي يتم بناؤها بها.
