سمك الجريث المتواضع هو مخلوق قبيح، رمادي اللون، يشبه ثعبان البحر، معروف بقدرته على إطلاق العنان لسحابة من الوحل اللزج على الحيوانات المفترسة المطمئنة، والإسكات والاختناق. ولهذا السبب يطلق عليه بمودة “”.ثعبان المخاط“يحب سمك الجريث أن يحفر في رواسب أعماق البحار، لكن العلماء لم يتمكنوا من ملاحظة كيفية قيامهم بذلك بالضبط لأن الرواسب الداكنة تحجب الرؤية. وقد أنشأ باحثون من جامعة تشابمان خزانًا خاصًا يحتوي على الجيلاتين الشفاف للتغلب على هذا التحدي. وفي خطوة واحدة ، احصل على صورة أكثر اكتمالاً لسلوك الاختباء. 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 تفعل ذلك”. قال المؤلف المشارك دوغلاس فادجمن هو عالم الأحياء البحرية؟ يرأس المختبر كرس تشابمان نفسه لدراسة سمك الجريث. “من خلال معرفة كيفية جعل أسماك الجريث تدفن نفسها طوعًا في الجيلاتين الشفاف، كنا أول من نظر في هذه العملية.”
كما ذكرت سابقا، كان هناك علماء يقرأ هوكفيش سليم لقد كان عنصرا غير عادي لسنوات. إنه ليس مثل المخاط الذي يجف ويتصلب مع مرور الوقت. مخاط الجريث لزج، مما يمنحه قوام الجيلاتين شبه المتصلب. ويرجع ذلك إلى الألياف الطويلة التي تشبه الخيوط في المخاط، بالإضافة إلى البروتينات والسكريات التي تشكل الميوسين، والمكونات الرئيسية الأخرى. تلتف هذه الألياف في “جلود” تشبه كرات الغزل. عندما يتم تفكيك سمك الجريث بواسطة مادة طينية، تتفكك الجلود وتتحد مع الماء المالح، مما يؤدي إلى نفخها بما يصل إلى 10000 مرة ضعف حجمها الأصلي.
من وجهة نظر مادية، يعد مخاط سمك الجريث مادة رائعة يمكن أن تكون مفيدة يومًا ما للأجهزة الطبية الحيوية، أو لنسج أقمشة خفيفة ولكن قوية لليكرا الطبيعية أو السترات الواقية من الرصاص، أو لتشحيم المثاقب الصناعية التي يمكن أن تعلق في التربة العميقة و الرواسب. وفي عام 2016، قام مجموعة من الباحثين السويسريين درس خصائص السوائل غير العادية يركز مخاط سمكة الصقر، على وجه الخصوص، على كيفية توفير هذه الخصائص لميزتين متميزتين: مساعدة الحيوان على حماية نفسه من الحيوانات المفترسة وربط نفسه في عقد للهروب من المادة اللزجة الخاصة به.
طين الجريث هو سائل غير نيوتوني، وهو غير معتاد من حيث أنه ذو طبيعة سماكة القص ورقيق القص. يستخدم معظم صيادي سمك الجريث تغذية الشفط، مما يخلق تدفقًا كثيفًا للقص في اتجاه واحد، ويُقال إنه مفيد لانسداد الخياشيم والاختناق. ولكن إذا كان سمك الجريث بحاجة إلى تخليص نفسه من الطين الخاص به، فإن حركات جسده تخلق تدفقًا رقيقًا يعمل على إصلاح الشبكة اللزجة من الخلايا التي تشكل الطين.
أصبحت حلوى قراءة سمكة الصقر وخصائص مخاطه على مر السنين. على سبيل المثال، في عام 2012، عندما كان في مختبر فادج في جامعة جيلف تم الحصاد بنجاح يتم إذابة مخاط سمك الجريث في سائل ثم يتم “غزله” ليتحول إلى خيط قوي وقابل للتمدد، يشبه إلى حد كبير غزل الحرير. يمكن لمثل هذه الخيوط أن تحل محل الألياف البترولية المستخدمة حاليًا في خوذات الأمان أو سترات كيفلر، من بين التطبيقات المحتملة الأخرى. وفي 2021 فريقه وجدته يحتوي المخاط الذي تنتجه سمكة الجريث الكبيرة على خلايا أكبر بكثير من المادة اللزجة التي تنتجها سمكة الجريث الأصغر حجمًا – وهو مثال غير معتاد على زيادة حجم الخلية مع حجم الجسم في الطبيعة.
محلول رواسب
هذه المرة، حول فريق فادج انتباههم إلى حفر أسماك الجريث. بالإضافة إلى تسليط الضوء على السلوك الإنجابي لأسماك الجريث، قد يكون للبحث آثار بيئية أوسع. وفقًا للمؤلفين، يعد الحفر عاملًا مهمًا في دوران الرواسب، في حين أن تهوية المسام تغير كيمياء الرواسب، مما يجعلها أكثر أكسجينًا. وهذا يمكن أن يغير الكائنات الحية التي يمكن أن تزدهر في تلك الرواسب. يمكن أن يساعد فهم آليات الحفر أيضًا في تصميم روبوتات الحفر الناعمة.
تي إس فادج وآخرون، 2024
لكن كان على فريق فادج أولاً 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 الجيلاتينية، وقد تم استخدام الأخيرة بنجاح لمراقبة سلوك الحفر لدى الديدان متعددة الأشواك. الهراء وآخرون. تم اختيار الجيلاتين كبديل للرواسب ووضعه في ثلاث غرف أكريليك شفافة مخصصة. وقاموا بتصوير سلوك ثقب الجيلاتين لـ 25 سمكة جريث تم اختيارها عشوائيًا.
تم تنفيذه من قبل فدج وآخرون. التعرف على المرحلتين المتميزتين للحركة التي تستخدمها أسماك الجريث لإنشاء جحورها على شكل حرف U. أولاً، هناك مرحلة “النقر”، حيث تسبح أسماك الجريث بقوة بينما تحرك رأسها من جانب إلى آخر. لا يساعد هذا في دفع سمك الجريث للأمام فحسب، بل يساعد أيضًا في تقطيع الجيلاتين إلى قطع. كيف يتغلب سمك الجريث على التحدي المتمثل في إنشاء فتحة في الرواسب (أو الركيزة الجيلاتينية) يمكن من خلالها التحرك.
بعد ذلك تأتي مرحلة “الدوران”، التي يقودها “الحفل الداخلي” الشائع لدى الثعابين. وهو ينطوي على تقلص الجسم وتمديده بقوة، بالإضافة إلى تقوية وتوسيع القوى الجانبية على الجدران. كتب المؤلفون: “إن الثعبان الذي يستخدم حركات الشائكة سيحقق تقدمًا ثابتًا من خلال موجات متناوبة من التمدد والانكماش من خلال قناة أو ثقب ضيق”، كما أن جلد الجريث الفضفاض مناسب تمامًا لمثل هذه الإستراتيجية. تستمر مرحلة التلويح حتى تسحب سمكة الجريث المختبئة رأسها من الركيزة. استغرقت أسماك الصقر سبع دقائق أو أكثر في المتوسط لإكمال جحورها.
وبطبيعة الحال هناك بعض المحاذير. من الممكن أن تكون جدران العبوات الأكريليكية قد أثرت على سلوك الحفر أو الشكل النهائي للثقوب في المختبر. يوصي المؤلفون بتكرار التجارب باستخدام رواسب من بيئتها الطبيعية، وتنفيذ تصوير بالفيديو بالأشعة السينية لسمك الجريث المزود بعلامات راديوية لالتقاط الحركات. يمكن أن يؤثر حجم الجسم ونوع الركيزة أيضًا على سلوك الحفر. لكن بشكل عام، يعتقدون أن ملاحظاتهم هي “تمثيل دقيق لكيفية بناء أسماك الجريث وتحركها داخل الجحور في البرية”.
دوى: مجلة البيولوجيا التجريبية، 2024. 10.1242/jeb.247544 (حول معرفات الهوية الرقمية).