تم تقديم هذا المقال من وراء الكواليس إلى LiveScience بالشراكة مع مؤسسة العلوم الوطنية.
لأن "هي" تفرخ كل يوم رابع ، علمت أنها ستفرخ اليوم. خرجت من السرير عند رنين ساعة المنبه ويني ذا بوه الموثوقة ، وانزلقت في بدلة الغوص ، وأمسكت مصباح يدوي تحت الماء وتعثرت في المطبخ في معهد أبحاث بيليرز في بربادوس لصنع قهوتي ، فخورة بكوني مستيقظًا حتى قبل أعلن الديكة بداية الفجر.
لقد راقبت ساعتي عن كثب لأن وقت الضوء الأول يتغير كل يوم ، وإذا وصلت إلى الماء حتى متأخرة ثانية واحدة ، فسأفتقدها.
بلور الصباح
كالعادة ، تزامن وصولي إلى الشاطئ مع انحسار حفلات الشاطئ في وقت متأخر من الليل ؛ فجر الفجر متأخرا جدا ليلا partiers ليلة ومبكرا للغاية بالنسبة لمعظم الآخرين - ولكن فقط بالنسبة لها وللي. لقد سبحت على طول الشعاب المرجانية مع إطفاء مصباح يدوي ، مستمتعة بمشاهدة حفلات العوالق ذات اللون الأخضر اللامع ودوريات صيد الحبار والسنجاب.
لأنني زرت هذا الموقع خلال العديد من التحولات من الليل إلى الفجر ، وجدت منزلها بسهولة: قسم من الشعاب المرجانية بحجم دائرة كرة القفز في منتصف ملعب كرة السلة. لكنها كانت بعيدة عن الأنظار - ربما لا تزال نائمة في أحد كهوف أراضيها.
ولكن بعد دقائق قليلة من وصولي ، ألقت أول إشارة لشروق الشمس ضوءًا كافيًا بالنسبة لي لتمييز شكلها عند ظهورها. على الرغم من أن منزلها كان مغطى بسخاء من الطحالب اللذيذة ، إلا أنها تخطت الإفطار وشقّت طريقها بسرعة وحذر على طول الشعاب المرجانية إلى منزل زميلها. عندما وصلت إلى هناك ، استقبلها رفيقها بسلسلة من الانخفاضات والمناورات الأخرى. ثم بدأت تضع بيضها على عش أعده لها بالفعل.
كان زوج من ذيل السمكة الصفراء يتكاثر. نموذجي من منطقة البحر الكاريبي ، ظهر هذا الزوج عند الفجر. ومثل كل الأنانية ، ولد الزوج في أراضي الذكر.
معضلة الفتاة
لتفرخ في أرض الذكر ، يجب على الأنثى أن تغادر أراضيها. ولكن ، على عكس شخص ما ، لا يمكن الأنثوية الأنثوية منع غزو المنزل عن طريق إغلاق الباب خلفها أو الاعتماد على الجيران لمشاهدة منزلها أثناء غيابها.
بدلاً من ذلك ، في حين أن الأنثى تبتعد عن نفسها ، فإن أراضيها غير محمية تمامًا وهي عرضة لغزو الأسماك الأخرى ، بما في ذلك الجيران ، الذين قد يستكشفونها للاستيلاء عليها وسرقة طعامها. لذلك ، كلما ذهبت الأنثى لفترة أطول ، كلما كانت تخاطر بفقدان "المنزل".
لذا قد يكون من المنطقي أن نفترض أن الأنانية نفسها ستقلل من وقت تفريخها. ولكن في بربادوس ، لاحظت العكس: فأن الأنثى كثيرا ما كانت تقاطع أنشطتها في وضع البيض لزيارة محطات التنظيف بالقرب من أراضي شركائها.
محطة التنظيف هي موقع الشعاب المرجانية التي تحتوي على كائنات تنظيف مثل القوبيون والروبيان ، والتي تزيل الكائنات الحية الأخرى من أجسام الأسماك. يعرف السمك مواقع هذه المحطات ويفترض أن يزورها من أجل تنظيف أجسامها من الكائنات الحية التي تزعجها بطريقة ما ، على غرار الطريقة التي تثير القراد أو البراغيث تهيج الناس.
يوقف التوقف في التفريخ في محطة التنظيف غياب الأنانية عن أراضيها وبالتالي يزيد من قابليتها للغزو. لذا ، كيف تحل الأنثى في العالم هذه المعضلة وتقلل من خطر فقدان أراضيها أثناء التفريخ؟
ل. أجبت وأنا كرامر من جامعة ماكجيل في نهاية المطاف على هذا السؤال ، ولكنني اكتشفت خلال هذه العملية أسئلة جديدة ، سخرت مني ، وتوسلت أيضًا للحصول على إجابات.
على سبيل المثال ، بالإضافة إلى الإشارة إلى أن الأنثى تزور أنفسها محطات التنظيف في الصباح عندما تفرخ ، فإن ملاحظاتي عن النفس في بربادوس تشير أيضًا إلى أنها تزور محطات التنظيف (بالقرب من أراضيها) أثناء الصباح الذي لا يفرخ فيه. تساءلت ، ما الذي يجبر الأنثى نفسها على قضاء الكثير من الوقت أثناء الصباح في محطات التنظيف؟
للإجابة على هذا السؤال ، كان عليّ تحديد الكائنات الحية التي يتم إزالتها من الأنانية في محطات التنظيف. وقادتني جهودي للقيام بذلك إلى بعض الزملاء الكرماء - بما في ذلك جورج بنز وألكسندرا جروتر وإيزابيل كوتاندو نيكو سميت - الذين قدموني إلى عالم رائع من الإيزوبودات.
الطفيليات: أبطال الأحياء
طفيليات الغناثية طفيليات. الطفيلي هو كائن يعيش على أو داخل كائن مضيف دون قتله ويعتمد على مضيفه من أجل البقاء.
على الرغم من الدلالة السلبية لكلمة الطفيليات ، إلا أن الطفيليات تتمتع بأنجح أسلوب حياة في العالم! في الواقع ، تمثل الطفيليات غالبية سكان الشعاب المرجانية ، وهي أكثر النظم البيئية تنوعًا في العالم. لفهم الشعاب المرجانية حقًا وكيف ستتأثر بالتغير البيئي ، يجب أن نفهم طفيلياتها.
Gnathiids هي طفيليات غير عادية بشكل خاص لأنها تتغذى فقط على شكل يرقات ، والشيء الوحيد الذي تأكله يرقات gnathiid هو الدم. من المدهش أن القناصات البالغة لا تتغذى على الإطلاق. ولكن فيما يتعلق ببحثي ، فإن أهم شيء عن gnathiids هو أنها بمثابة الغذاء الأساسي للأسماك الأنظف.
علاقة ثلاثية
بسبب اعتماد الأسماك الأنظف على القناثيين ، كنت أعرف أنني بحاجة إلى معرفة المزيد عن القناثيين من أجل فهم العلاقة بين الأسماك النظيفة والأنانية بشكل أفضل.
لقد درست القناثي عن طريق وضع مجموعة من الأسماك على جزء من الشعاب المرجانية في فنادق الأسماك الصغيرة (الأقفاص) ، وقياس حمولاتهم القشرية كل ساعتين على مدار 24 ساعة. أوضحت نتائجي أن الأسماك حملت أثقل حمولات النشيد في الليل وفي الفجر.
تشير هذه النتائج إلى أنه عندما يستيقظ في نفس الصباح ، من المحتمل أن يكون لديهم حمولات ثقيلة نسبيًا. من المحتمل أن يدفع تهيج الصباح من هذه الأحمال المصابة بنفسها إلى محطات التنظيف ، حيث تقلل الأسماك الأنظف - التي تتوق إلى تناول طعامها المفضل - من حمولاتها. لذا ، بالنسبة إلى نفسك ، فإن زيارة الصباح إلى سمكة نظيفة ربما تشبه إلى حد كبير دش الصباح.
طفيل بريء أو حامل للأمراض؟
تشير هذه النتائج إلى أن gnathiids تمارس تأثيرًا كبيرًا على الأنشطة اليومية لأسماك الشعاب المرجانية ، وبالتالي فهي لاعبون رئيسيون في بيئة الشعاب المرجانية.
لكن القناطر مهمة أيضًا لأسباب أخرى. على سبيل المثال ، نظرائهم من الأرض هم القراد والبعوض ، الذي ينقل الكائنات الحية الدقيقة التي تسبب مرض لايم والملاريا. وبالمثل ، يبدو أن القناثيين في أستراليا وجنوب إفريقيا وأوروبا ينقلون طفيليات مختلفة منقولة بالدم.
لذا ، بعد حل لغز عمليات التنظيف الصباحية للنفس ، وما زلت مفتونًا بالقناديات ، انتقلت إلى سؤال جديد: هل ينقل القناثيون في منطقة البحر الكاريبي الأمراض؟ كما قد تتخيل ، يدرس المئات من الباحثين حاليًا بيولوجيا القراد والبعوض ، لكن حفنة قليلة فقط هم الذين يدرسون بيولوجيا القناطر. لذا ، الجواب ... WDK (لا نعرف).
على الرغم من أن المحيطات تحتل غالبية الكوكب ، فإن العلماء لا يعرفون إلا القليل عن العوامل البيئية التي تسبب انتقال الأمراض في المحيطات أكثر من معرفة اليابسة. لزيادة معرفتنا بهذا الموضوع الهام ، دعمت مؤسسة العلوم الوطنية بسخاء جهود فريقي لفهم الروابط بين التغيرات في بيئات الشعاب في منطقة البحر الكاريبي وانتشار الطفيليات المنقولة بالدم من قبل gnathiids.
البحث عن الكنز الكاريبي
عندما بدأت أنا وفريقي البحثي دراسة القنيات ، كنا نعلم أن القناطر الكاريبية تصيب العديد من أنواع الأسماك. لكننا لم نكن نعرف ما إذا كانت جميع ، أو حتى أي ، الأسماك الموبوءة بالغناديات في منطقة البحر الكاريبي مصابة بطفيليات الدم التي تسبب الأمراض. إذا كشفت دراستنا أن هذه الأسماك الموبوءة بالقناثة كانت خالية من طفيليات الدم ، فسيساعد ذلك على تبرئة القناثيين كمنتشرين للأمراض. ولكن إذا كشفت دراستنا ، من ناحية أخرى ، أن بعض أو كل هذه الأسماك الموبوءة بالقناثية كانت تحمل طفيليات الدم ، فإنها ستورِّد القناثيين كمنتشرين محتملين للمرض.
لذا كانت الخطوة الأولى من دراستنا هي تحديد ما إذا كانت الأسماك الموبوءة بالغناديات في منطقة البحر الكاريبي تحمل طفيليات الدم. كان هذا الجزء من الدراسة معقدًا بسبب حقيقة أن طفيليات الدم غير مشبعة. أي أن موقعًا واحدًا قد يتحد مع طفيليات الدم ، في حين أن موقعًا آخر قد يكون خاليًا تمامًا ، أو شبه خالي من طفيليات الدم.
هذا يعني أنه لتغطية جميع قواعدنا ، كان علينا أن نأخذ عينات من الأسماك من مواقع متعددة. كنا في البحث عن الكنز الكاريبي! وإجمالاً ، جمعنا أكثر من 1500 سمكة من أنواع متنوعة من خمس جزر كاريبية.
لأن الطفيليات التي سعينا إليها تعيش ... لقد خمنتها ... الدم ، كان علينا تخدير كل سمكة (دون قتلها) ، وسحب القليل من الدم منها والحفاظ على الدم المجمع على شريحة. ثم قمنا بشحن عيناتنا إلى المتعاونين معي ، نيكو سميت في جنوب إفريقيا وأنجيلا ديفيز في المملكة المتحدة - وكلاهما لديه سنوات من الخبرة في البحث عن طفيليات الدم في الأسماك ، وهي مهمة معقدة.
نقلها إلى الشوارع
قام زملائي المجتهدين بفحص مئات الشرائح من الدم من الأسماك الكاريبية دون الكشف عن أي طفيليات الدم. تساءلت عما إذا كنا قد أخذنا عينات من أنواع الأسماك الخاطئة أو أخذنا عينات من المواقع الخاطئة؟
كنت على وشك المغادرة لحضور جلسة Sea and Learn في سابا - وهي جزيرة كاريبية نقية. بصفتي عالمًا ، أقدر أهمية مشاركة العلم والبحث مع غير العلماء ، لذلك أساهم في برنامج Sea and Learnprogram ، الذي يجلب العلماء بانتظام إلى الجزيرة لتقديم العروض التقديمية للمجتمع ، وعقد ورش عمل مع طلاب K-12 المحليين و إشراك غير العلماء في البحث.
قبل مغادرتي مباشرة ، تلقيت بريدًا إلكترونيًا يغير قواعد اللعبة من Nico. قال بريد نيكو الإلكتروني - مرحى! - أثبتت إحدى الشرائح لدينا أنها إيجابية لطفيليات الدم. لذا ، من هم المصابين المحظوظين؟ لقد خمنت ذلك ... نفسانية. وشملت أيضًا في بريد Nico الإلكتروني الصور التي يمكنني مشاركتها مع Sea and Learn. تأجج!
يمكن للعلم أن يأخذك في رحلة برية ، مع مفاجآت مثيرة وشكوك حول كل منعطف تقريبًا.
تواصل البحث عن الكنز
من سابا ، قمت برفع ذيلها إلى سانت مارتن المجاورة ، التي لديها عدد كبير من السكان بشكل خاص. أنا حاليًا رئيس منظمة بيئية ممتازة مقرها سانت مارتن تدعى حماية البيئة في منطقة البحر الكاريبي ، والتي ساعدت في ترتيب العمل مع Tadzio Bervoets من مؤسسة الطبيعة سانت مارتن لجمع عينات الدم من النفس.
ما زلنا ، أنا وفريقي البحثي ، نجمع ونحلل عينات الدم من نفس جزر الكاريبي.
- تحديد ما إذا كانت الطفيليات المصابة بداء الطفيليات تحصل على طفيلياتها من القنيات
- التعرف على آثار التهابات طفيليات الدم على الأسماك
- تحديد مدى انتشار طفيليات الدم في منطقة البحر الكاريبي
تظهر نتائجنا الأخيرة أن الأنانية من سانت مارتن وسابا مصابة بطفيليات الدم. نأمل أن يساعدنا أخذ العينات الإضافي في تحديد من ينشر هذه الطفيليات.
بالإضافة إلى ذلك ، نقوم أنا وفريقي البحثي بجمع وتحليل عينات الدم من أنواع مختلفة من الأسماك الكاريبية إلى جانب الأنانية. من خلال القيام بذلك ، اكتشفنا العديد من الأنواع الجديدة من طفيليات الدم التي لم يتم وصفها علمياً وتسميتها بعد. المزيد من الشجاعة للبحوث المستقبلية!
المزيد من مقالات LiveScience حول بحث Paul Sikkel.
محرر'ملاحظة: وقد دعم الباحثون الذين تم تصويرهم في مقالات من وراء الكواليس مؤسسة العلوم الوطنية، الوكالة الفيدرالية المكلفة بتمويل البحوث الأساسية والتعليم في جميع مجالات العلوم والهندسة. أي آراء ونتائج واستنتاجات أو توصيات تم التعبير عنها في هذه المواد هي آراء المؤلف ولا تعكس بالضرورة آراء مؤسسة العلوم الوطنية. انظر خلف أرشيف الكواليس.
