الغواصون الصغار يتحدون نظرية رئيسية حول حشرات المحيط

تسمح الأكياس الهوائية المقاومة للضغط ليرقات ذبابة البحيرة بالغوص لمئات الأمتار وتعقيد النظرية القديمة حول حشرات المحيط.

كل يوم، تختفي مليارات من يرقات ذباب البحيرات في أعماق بحيرة ملاوي المحرومة من الأكسجين، لتنجو من الضغوط التي كان يُعتقد في السابق أنها قادرة على سحق الجهاز التنفسي للحشرة. إن قدرتها غير العادية تتحدى التفسير الذي طال أمده لسبب غياب الحشرات عن المحيط المفتوح.

تتبع اليرقات (Chaoborus edulis) هجرة يومية شاقة في بحيرة شرق إفريقيا. وخلال النهار، تنزل هذه الحيوانات مسافة تزيد عن 200 متر إلى “منطقة ميتة” تعاني من نقص الأكسجين لتجنب الحيوانات المفترسة. وبعد حلول الظلام، تعود نحو السطح لتتغذى، مرورًا بمجموعات كبيرة من الأسماك المنتظرة على طول الطريق.

تتحكم الأكياس الهوائية في الغوص اليومي

باحثون من جامعة كولومبيا البريطانية د. وضع فيليب ماثيوز وإيفان ماكنزي نظام السونار على قاع البحيرة لتتبع الحركات اليومية لليرقات.

وكشفت التشريحات أن اليرقات قامت بتكييف جزء من جهازها التنفسي إلى زوجين من الأكياس الهوائية الصغيرة. تعمل هذه الهياكل مثل خزانات الصابورة، مما يساعد الحشرات على التحكم في صعودها أو غرقها.

واكتشف الباحثون أيضًا مادة الريسيلين في جدران الأكياس الهوائية. عن طريق تغيير الرقم الهيدروجيني للجدران، يمكن لليرقات أن تجعل هذه المادة تتوسع أو تنكمش، مما يغير حجم الأكياس ويعدل طفوها.

أكياس صغيرة تتحمل الضغط الشديد

ولاختبار قوة الأكياس الهوائية، وضع الباحثون اليرقات داخل غرف ضغط مصغرة وزادوا الضغط حتى انهارت الهياكل.

وتحملت الأكياس ظروفًا تعادل أعماقًا تزيد عن 400 متر، أي أكثر من ضعف العمق الذي تنتقل إليه اليرقات عادةً.

يتحدى هذا الاكتشاف نظرية المحيطات

تتواجد الحشرات بكثرة على الأرض وفي المياه العذبة ولكنها تكاد تكون غائبة تمامًا عن المحيطات المفتوحة. أحد التفسيرات التي نوقشت على نطاق واسع يرى أن ضغط المياه العميقة من شأنه أن ينهار أنظمتها التنفسية المليئة بالهواء. تُظهر يرقات بحيرة ملاوي أن الأكياس الهوائية للحشرات يمكنها تحمل ضغط أكبر بكثير مما تفترضه هذه الفكرة.

سبق للعلماء أن درسوا مادة الريسيلين باعتبارها مطاطًا بيولوجيًا مثاليًا تقريبًا يوجد في هياكل الحشرات المتينة مثل مفصلات الأجنحة والأوتار.

يمكن أن تفيد النتائج أيضًا الجهود المبذولة لتطوير مواد ذكية تعمل بالأس الهيدروجيني مصنوعة من الريسيلين أو العضلات الاصطناعية التي تستجيب للإشارات الكيميائية.

مرجع: “تسمح الأكياس الهوائية المقاومة للسحق ليرقات الحشرات باستغلال الموائل المائية في الأعماق القصوى” بقلم إيفان كيه جي ماكنزي، وماكسون جيه آر نجوشيرا، وجوزيف تشومبو، وهايلي ماكلينان، ورولاند براود، وتاهني أميس، وفيليب جي دي ماثيوز، 23 يوليو 2026، علوم.
دوى: 10.1126/science.aed0667

تم تمويل هذا المشروع جزئيًا من قبل مجلس أبحاث العلوم الطبيعية والهندسة في كندا ومنح الاكتشاف والتسريع.

لا تفوت أي اختراق: انضم إلى النشرة الإخبارية SciTechDaily.
تابعونا على جوجل و أخبار جوجل.