أول دليل على “الأبراج الحية” المصنوعة من الديدان المكتشفة في الطبيعة

اشترك في النشرة الإخبارية لنظرية Wonder's Wonder Science. استكشف الكون بأخبار عن الاكتشافات الرائعة والتقدم العلمي والمزيد.

يبدو أن الطبيعة تقدم هروبًا من صخب الحياة في المدينة ، لكن العالم عند قدميك قد يروي قصة أخرى. حتى في ظل شجرة الفاكهة ، يمكن أن تكون محاطًا بناطحات سحاب صغيرة – غير مصنوعة من الفولاذ أو الخرسانة ، ولكن من الديدان المجهرية تتلوى وتتضار في شكل أبراج طويلة عمودية.

على الرغم من أن هؤلاء المهندسين المعماريين المصغرين ، الذين يطلق عليهم النيماتودا ، تم العثور عليهم في جميع أنحاء سطح الأرض ، شهد العلماء في ألمانيا مؤخرًا تقنيات البناء المثيرة للإعجاب في الطبيعة لأول مرة.

بعد شهور من فحص الكمثرى والتفاح الفاسد في البساتين المحلية ، تمكن الباحثون من معهد ماكس بلانك لسلوك الحيوان وجامعة كونستانز من اكتشاف مئات من الديدان التي يبلغ طولها مللي أمليتر (0.04 بوصة) ، مما يزيد من 10 أضعاف حجمها الفردي.

لمعرفة المزيد حول الفيزياء الغامضة للأبراج الناعمة ، جلب فريق الدراسة عينات من النيماتودا تسمى Caenorhabditis elegans إلى مختبر وتحليلها. هناك ، لاحظ العلماء أن الديدان يمكن أن تتجمع في غضون ساعات ، مع تواصل بعضها من كتلة التواء كـ “أذرع” استكشافية تستشعر البيئة والبناء وفقًا لذلك. ولكن لماذا شكلت الديدان الهياكل على الفور.

تُظهر نتائج الفريق ، التي نشرت يوم الخميس في مجلة Current Biology ، أنه حتى أصغر الحيوانات يمكن أن تطالب أسئلة كبيرة حول الغرض التطوري للسلوكيات الاجتماعية.

“What we got was more than just some worms standing on top of each other,” said senior study author Serena Ding, a Max Planck research group leader of genes and behavior. “إنه كائن فائق منسق ، يتصرف ويتحرك ككل.”

أبراج حية: نظرة فاحصة

لمعرفة ما الذي كان يحفز سلوك بناء النيماتوديس ، اختبر فريق الدراسة ردود الفعل على ردود الفعل على أن تكون مطعمة ، وحدها ، وحتى زيارتها بواسطة ذبابة – كل ذلك أثناء تكديسه في تشكيل البرج.

وقالت دانييلا بيريز ، وهي باحثة ما بعد الدكتوراه في معهد ماكس بلانك لسلوك الحيوانات: “رأينا أنهم يتفاعلون للغاية مع وجود حافز”. “إنهم يشعرون بذلك ، ثم يتجه البرج نحو هذا الحافز ، ويربطون نفسه باختيار المعادن أو ذبابة يتجول.”

وقال بيريز إن هذا التفاعل المنسق يشير إلى أن الديدان الخيطية الجائعة قد تنضم معًا لتركيب الحيوانات الكبيرة بسهولة مثل الحشرات التي تنقلها إلى مراعي أكثر خضرة مع المزيد من الفاكهة الفاسدة لتتناولها.

“إذا كنت تفكر في الأمر ، فإن حيوانًا يبلغ طوله 1 ملليمتر لا يمكنه فقط الزحف إلى الفاكهة التالية على بعد متر (6.6 قدم). يمكن أن يموت بسهولة في الطريق إلى هناك ، أو يؤكله المفترس” ، أوضح بيريز. وأضافت أن النيماتودا قادرة على تمييز منفردة أيضًا ، لكن الوصول إلى منطقة جديدة في مجموعة قد يسمح لهم بمواصلة التكاثر.

وأشار بيريز إلى أن الهياكل نفسها قد تكون بمثابة وسيلة للنقل ، كما يتضح من كيفية تشكيل بعض الديدان عبر الفجوات داخل أطباق بتري للوصول من سطح إلى آخر.

وقال Orit Peleg ، أستاذ مشارك في علوم الكمبيوتر الذي يدرس أنظمة الحية في معهد الآثار الحيوية بجامعة كولورادو بولدر: “هذا الاكتشاف مثير حقًا”. “إنها تنشئ الوظيفة البيئية لإنشاء برج ، ويفتح الباب حقًا للقيام بمزيد من التجارب التي يتم التحكم فيها لمحاولة فهم العالم الإدراكي لهذه الكائنات ، وكيف يتواصلون داخل مجموعة كبيرة.” لم يشارك بيليج في الدراسة.

المجهولون في أكوام من الديدان

كخطوة التالية ، قالت بيريز إن فريقها يرغب في معرفة ما إذا كان تشكيل هذه الهياكل هو سلوك تعاوني أو تنافسي. بمعنى آخر ، هل تتصرف النيماتودا الشاهقة اجتماعيًا لمساعدة بعضها البعض ، أم أن أبراجها أقرب إلى تدافع بيع الجمعة الأسود؟

وقال دينغ إن دراسة سلوكيات المخلوقات الأخرى التي تجمع الذاتي يمكن أن تقدم أدلة على الأعراف الاجتماعية للديدان الخيطية والمساعدة في الإجابة على هذا السؤال.

وقال ديفيد هو ، أستاذ الهندسة الميكانيكية وعلم الأحياء في جورجيا للتكنولوجيا ، إن النمل ، الذي يتجمع لتشكيل الطوافات المزدهرة للبقاء على قيد الحياة ، من بين المخلوقات القليلة المعروفة بالتعاون مثل النيماتودا. لم يشارك هو في الدراسة.

وقال هو: “إن النمل يزلقون بشكل لا يصدق لبعضهم البعض ، ولا يقاتلون عمومًا داخل المستعمرة”. “هذا بسبب علم الوراثة. إنهم جميعا يأتون من نفس الملكة ، لذلك هم مثل الأشقاء.”

وقال بيريز إنه مثل النمل ، لا يبدو أن النيماتودا يعرض أي تمايز واضح للدور أو التسلسل الهرمي داخل هياكل البرج. كانت كل دودة من القاعدة إلى الجزء العلوي من الهيكل متنقلًا وقويًا بنفس القدر ، مما يشير إلى عدم وجود منافسة في اللعب. ومع ذلك ، فإن الديدان المزروعة بالمختبر كانت في الأساس استنساخًا لبعضها البعض ، لذلك ليس من الواضح ما إذا كان تمايز الأدوار يحدث في كثير من الأحيان في الطبيعة ، حيث يمكن أن يكون لدى مجموعات النيماتودا المزيد من الاختلافات الوراثية.

بالإضافة إلى ذلك ، تميل المخلوقات التعاونية اجتماعيًا إلى استخدام بعض أشكال التواصل ، كما قال بيليج. في حالة النمل ، قد يكون مساراتهم فيرومون ، بينما يعتمد نحل العسل على روتينات الرقص الطقسية ويستخدم قوالب الوحل إشاراتها الكيميائية النابضة.

مع النيماتودا ، ومع ذلك ، لا يزال من غير الواضح كيف يمكن أن يتواصلوا – أو إذا كانوا يتواصلون على الإطلاق ، على حد قول دينغ. “الخطوات التالية (الفريق) هي في الحقيقة مجرد اختيار الأسئلة التالية لطرحها.”

على وجه الخصوص ، كان هناك الكثير من الاهتمام بدراسة سلوكيات الحيوانات التعاونية بين مجتمع الروبوتات. من المحتمل أنه في يوم من الأيام ، يمكن استخدام معلومات حول الاشتراكية المعقدة للمخلوقات مثل الديدان الخيطية لإبلاغ كيفية التكنولوجيا ، مثل خوادم الكمبيوتر أو أنظمة الطائرات بدون طيار.

لمزيد من الأخبار والنشرات الإخبارية CNN قم بإنشاء حساب في CNN.com