قم بالتسجيل في النشرة الإخبارية للعلوم Wonder Theory على قناة CNN. استكشف الكون بأخبار الاكتشافات الرائعة والتقدم العلمي والمزيد.
ربما تكون دراسة الحمض النووي للأخطبوط قد حلت لغزًا دائمًا حول متى انهارت الطبقة الجليدية الغربية سريعة الذوبان في القطب الجنوبي، مما أدى إلى فتح معلومات قيمة حول مقدار ارتفاع مستويات سطح البحر في المستقبل في مناخ دافئ.
ركز البحث المبتكر على التاريخ الجيني لأخطبوط توركيت (Pareledone turqueti)، الذي يعيش في قاع البحر عبر القارة القطبية الجنوبية، وما يمكن أن يكشفه عن جيولوجية المنطقة مع مرور الوقت.
يشير تتبع اللقاءات السابقة عبر مجموعات الأنواع المختلفة إلى أن الانهيار الأخير للغطاء الجليدي حدث منذ أكثر من 100 ألف عام خلال فترة تُعرف باسم العصر الجليدي الأخير – وهو أمر يشتبه فيه علماء الجيولوجيا ولكنهم لم يتمكنوا من تأكيده بشكل قاطع، وفقًا للدراسة المنشورة. يوم الخميس في مجلة العلوم.
وقالت سالي لاو، مؤلفة الدراسة الرئيسية وزميلة أبحاث ما بعد الدكتوراه في جامعة جيمس كوك في أستراليا: “كان هذا المشروع مثيراً لأنه يقدم منظوراً جديداً تماماً لحل مسألة طويلة الأمد في مجتمع علوم الأرض”.
وقالت: “الحمض النووي للحيوانات الحية اليوم يحتوي على جميع المعلومات عن أسلافها (في) الماضي، لذا فهي مثل كبسولة زمنية”.
وتوصل فريق البحث إلى النتائج التي توصل إليها من خلال تسلسل الحمض النووي لـ 96 أخطبوطًا من نوع Turquet تم جمعها من قبل مؤسسات حول العالم ومن خلال الصيد العرضي على مر السنين. يعود تاريخ أقدم العينات إلى التسعينيات، ولكن عند تسلسلها، قدمت جيناتها ما كان في الأساس شجرة عائلة مفصلة تعود إلى ملايين السنين.
شجرة عائلة الأخطبوط
مكّن تحليل الحمض النووي الباحثين من فهم ما إذا كانت المجموعات السكانية المختلفة من أخطبوطات توركيت قد تزاوجت، وعند أي نقطة حدث هذا التزاوج.
قال لاو، في إشارة إلى شركة الاختبارات الجينية: “الأمر أشبه بعمل 23andMe على الأخطبوط”. “يتم نقل هذه المعلومات من الآباء إلى الأبناء والأحفاد وما إلى ذلك.”
اليوم، يتم فصل مجموعات أخطبوط توركيت في بحار ويدل وأموندسن وروس عن طريق الأرفف الجليدية في غرب القطب الجنوبي بحجم القارة، ولا يمكن أن تختلط.
ومع ذلك، تشير الدراسة إلى أن آخر اتصال وراثي بين هذه المجموعات كان منذ حوالي 125000 سنة، خلال العصر الجليدي الأخير، عندما كانت درجات الحرارة العالمية مماثلة لما هي عليه اليوم.
أشارت هذه النتيجة إلى أن الغطاء الجليدي في غرب القطب الجنوبي قد انهار خلال هذا الوقت – وهو حدث كان من شأنه أن يغمر المناطق الساحلية ولكنه يفتح مناطق مغطاة بالجليد في قاع البحر يمكن للأخطبوطات أن تشغلها، وفي النهاية تلتقي وتتكاثر مع أفراد من سكان توركيت. التي كانت ذات يوم منفصلة جغرافياً عن بعضها البعض.
“ما يجعل نظام WAIS مهمًا هو أنه أيضًا أكبر مساهم حاليًا في القارة القطبية الجنوبية في ارتفاع مستوى سطح البحر على مستوى العالم. وقال جان ستروجنيل، مؤلف الدراسة، والأستاذ ومدير مركز المصايد الاستوائية المستدامة وتربية الأحياء المائية بجامعة جيمس كوك، في بيان: “إن الانهيار الكامل يمكن أن يرفع مستويات سطح البحر العالمية بما يتراوح بين 3 و 5 أمتار”. جاء ستروجنيل لأول مرة بفكرة استخدام الأساليب الجينومية للتحقق مما إذا كانت الطبقة الجليدية قد انهارت خلال العصر الجليدي الأخير.
وقالت: “إن فهم كيفية تكوين نظام WAIS في الماضي القريب عندما كانت درجات الحرارة العالمية مماثلة لليوم، سيساعدنا على تحسين توقعات ارتفاع مستوى سطح البحر في المستقبل”.
لماذا الأخطبوطات؟
اختار الفريق هذا النوع من الأخطبوط للدراسة لأن الحيوانات غير قادرة على الحركة نسبيًا، حيث يمكنها فقط الزحف على طول قاع البحر، مما يعني أنها أكثر عرضة للتكاثر ضمن مجموعاتها المحلية المتميزة وراثيًا. وعلى النقيض من ذلك، فإن الأنواع البحرية سريعة الحركة، مثل الكريل، سيكون لها حمض نووي أكثر تجانسًا، مما يؤدي إلى طمس الروابط الجينية التاريخية، كما قال لاو.
بالإضافة إلى ذلك، تمت دراسة بيولوجيا أخطبوط توركيت جيدًا نسبيًا، ويفهم العلماء معدل طفرة الحمض النووي ووقت التوليد، وهو أمر بالغ الأهمية للتأريخ الجزيئي الدقيق، حسبما أضاف لاو.
وأشار لاو إلى أن الدراسات السابقة التي شملت أنواعًا من القشريات والرخويات البحرية قد اكتشفت علامة بيولوجية لانهيار الجرف الجليدي مع اتصال مباشر بين بحر روس وويديل. لكن دراسة الأخطبوط Turquet الجديدة كانت الأولى التي تحتوي على ما يكفي من البيانات عالية الدقة وحجم عينة مناسب لفهم ما إذا كان هذا الاتصال الجيني مدفوعًا بانهيار الغطاء الجليدي أو حركة أكثر تدرجًا للأخطبوطات حول حوافها.
قالت لاو إن النهج الجيني لفريقها لم يتمكن من الكشف بالضبط عن وقت انهيار الغطاء الجليدي أو المدة التي استغرقها هذا الحدث. ومع ذلك، مع عينات الأخطبوط الطازجة وتقنيات تحليل الحمض النووي الأكثر تقدما، قد يكون من الممكن حل هذه الأسئلة في المستقبل.
وقالت: “نود الاستمرار في استخدام الحمض النووي كبديل لاستكشاف أجزاء أخرى من القارة القطبية الجنوبية ذات تاريخ مناخي غير مفهوم بشكل جيد”. “نحن نبحث باستمرار عن أنواع جديدة لاختبار هذه الأسئلة العلمية.”
دراسة “رائدة”.
وفي تعليق نُشر إلى جانب الدراسة، قال أندريا داتون، الأستاذ في قسم علوم الأرض بجامعة ويسكونسن ماديسون، وروبرت إم.
ووصف ديكونتو، الأستاذ في كلية الأرض والاستدامة بجامعة ماساتشوستس أمهيرست، البحث الجديد بأنه “رائد”.
وأشاروا إلى أنه على الرغم من تزايد الأدلة الجيولوجية على أن الامتداد الجليدي للغطاء الجليدي في غرب القطب الجنوبي ربما يكون قد انهار خلال فترة العصر الجليدي الأخير، فإن “نتائج كل دراسة تأتي مع تحذيرات”.
وأضافوا أن استخدام مجموعة بيانات مختلفة تمامًا للتأثير على هذه القضية الملحة “يطرح بعض الأسئلة المثيرة للاهتمام، بما في ذلك ما إذا كان هذا التاريخ سيتكرر، بالنظر إلى مسار درجة حرارة الأرض الحالي”.
وقال دوغلاس كروفورد، أستاذ علم الأحياء البحرية والبيئة في جامعة ميامي، والذي لم يشارك في البحث، إن استخدام علم جينوم الأخطبوط كان “طريقة مبتكرة ومثيرة” للإجابة على سؤال مهم حول تغير المناخ التاريخي.
وأضاف: “هذه دراسة متأنية بحجم عينة كافٍ ومجموعة من العلامات الجينية التي تم فحصها بعناية”.
وقال عبر البريد الإلكتروني: “إن الأمر يتطلب فرضية صعبة ويستخدم مجموعة بيانات مستقلة تمامًا تدعم (في النهاية) نظام WAIS المنهار”.
لمزيد من الأخبار والنشرات الإخبارية لـ CNN، قم بإنشاء حساب على CNN.com