في صيف عام 2023، شخص غريب "كرة ذهبية" في قاع المحيط أثار هذا الأمر حيرة العلماء في الإدارة الوطنية للمحيطات والغلاف الجوي الأمريكية (NOAA). فما بدا في البداية وكأنه بيضة محتملة، أو إسفنجة مجهولة، أو حتى شيء "فضائي"، تبين بعد أكثر من عامين من العمل، أنه بقايا شقائق نعمان عملاقة تعيش في أعماق البحار.
الاكتشاف، الذي تم إنجازه أكثر من على عمق 3.000 متر في خليج ألاسكالقد أصبحت دراسة حالة حول كيفية دمج الاستكشاف البحري الحديث بين الروبوتات وعلم الأحياء التقليدي وأدوات الجينوم المتقدمة لفك شفرة طبيعة الكائنات الحية التي أفلتت حتى الآن من أي تصنيف واضح.
كرة ذهبية في ظلام خليج ألاسكا
ظهر الجسم بشكل غير متوقع على شاشات المعدات الموجودة على متن سفينة الأبحاث. مستكشف أوكينوس من الإدارة الوطنية للمحيطات والغلاف الجوي (NOAA). ركزت كاميرات المركبة التي يتم تشغيلها عن بعد Deep Discoverer (D2) على كرة ذهبية صغيرة، يبلغ قطرها حوالي عشرة سنتيمترات، ملتصقة تمامًا بصخرة في قاع البحر، مضاءة بأضواء المركبة كما لو كانت شيئًا غريبًا تمامًا في مشهد يهيمن عليه الشفق والرواسب.
كان سطح الكرة ناعمًا، مع ملمس ليفي إلى حد ما و ثقب صغير كشف عن الداخلأثار المشهد، الذي بثته الإدارة الوطنية للمحيطات والغلاف الجوي مباشرة، تعليقات عفوية من الفريق العلمي: تكهن البعض بأنه قد يكون كبسولة بيض، بينما مال آخرون إلى أنه إسفنجة؛ حتى أن هناك من أشار إلى بداية فيلم رعب إذا خرج شيء ما من الداخل عند لمسه.
ونظراً لاستحالة التعرف عليه في الموقع، قرر الفريق اجمع العينة باستخدام الذراع وأداة الشفط من المركبة الموجهة عن بعد. وبمجرد تأمينها، تم إحضارها إلى السطح وإرسالها لاحقًا إلى المتحف الوطني للتاريخ الطبيعي التابع لمؤسسة سميثسونيان، حيث بدأ تحقيق استمر لأكثر من عامين، على عكس كل التوقعات.
منذ تلك اللحظة، أصبح السؤال الأساسي بسيطاً ولكنه صعب الإجابة: إلى أي نوع من الكائنات الحية يمكن أن ينتمي؟ تلك الكرة الذهبية الغريبة التي لم تندرج بسهولة ضمن أي فئة معروفة؟
أولى الدلائل: بنية ليفية مليئة بالخلايا اللاذعة
كشف التحليل المختبري الأولي عن شيء محير: لم تُظهر الكرة أي شيء التشريح النموذجي لحيوان كامللم تكن هناك أعضاء محددة أو بنية جسمية يمكن التعرف عليها مرئية، بل كانت عبارة عن مادة ليفية وطبقية، تتكون من طبقات متداخلة متعددة.
وبعد فحص سطحها بمزيد من التفصيل، اكتشف الباحثون وجود خلايا لاذعةتشبه هذه الخلايا تلك التي تستخدمها شقائق النعمان والمرجان لاصطياد الفرائس والدفاع عن نفسها. وتُعرف هذه الخلايا باسم الخلايا اللاسعة، وهي السمة المميزة لـ اللاسعات، وهي المجموعة الحيوانية التي تشمل أيضاً قناديل البحر.
حددت أبيجيل ريفت، المتخصصة في الإدارة الوطنية للمحيطات والغلاف الجوي (NOAA)، هذه الخلايا على أنها الخلايا الحلزونيةنوعٌ خاص من الخلايا اللاسعة لا يظهر إلا في طائفة السداسيات المرجانية. وقد سمح هذا الاكتشاف بتصنيف الجسم الكروي ضمن مجموعة محددة من اللافقاريات البحرية، لكنه لم يكن كافياً لمعرفة بنيته أو إلى أي نوع قد ينتمي.
بالتوازي مع ذلك، بدأ علماء من الإدارة الوطنية للمحيطات والغلاف الجوي (NOAA) التابعة لهيئة مصايد الأسماك البحرية ومؤسسة سميثسونيان بتطبيق تقنيات التحليل الجيني. وكانت الفكرة هي الحصول على "الباركودات" الخاصة بالحمض النووي من العينة ومقارنتها بقواعد البيانات المرجعية لمعرفة ما إذا كانت تتطابق مع أي كائن حي معروف.
إلا أن تلك المحاولات الأولية لم تسفر عن نتائج حاسمة. فقد احتوت العينة على حمض نووي من العديد من الكائنات الدقيقة المرتبطة بالنسيج، مما أدى إلى تشويش جعل من الصعب ربط العينة بنوع محدد. وهكذا، أصبح تحديد النوع، الذي يُحسم عادةً بإجراءات موحدة في حالات أخرى، لغزاً محيراً.
عندما لا تكفي الإجراءات الروتينية: من الحمض النووي الجزئي إلى الجينوم الكامل
أقر ألين كولينز، عالم الحيوان ومدير مختبر التصنيف الوطني لمصايد الأسماك التابع للإدارة الوطنية للمحيطات والغلاف الجوي في مؤسسة سميثسونيان، بأنه يتوقع حل القضية باستخدام الأدوات المعتادة. إنهم يتعاملون مع مئات العينات يومياً.وعادةً ما توفر الطرق المختبرية القياسية إجابات سريعة حول أصل الأنسجة التي تم جمعها في الرحلات الاستكشافية.
لكن هذه المرة كان الأمر مختلفًا. الكرة الذهبية طالبت جهود محددة وتعاون المتخصصين في علم التشكل، وعلم الوراثة، وعلم البيئة في أعماق البحار، والمعلوماتية الحيوية. إن مزيج الحمض النووي البيئي، وبقايا الكائنات الحية الأخرى، والطبيعة غير العادية للأنسجة، يعني أن التحليلات الجزئية لم تتطابق تمامًا مع أي من الأنواع التي تمت دراستها من قبل.
ونظراً لعدم التوصل إلى نتائج حاسمة، قرر الفريق اتخاذ خطوة أخرى واللجوء إلى تسلسل الجينوم الكاملتتيح هذه التقنية، الأكثر تكلفة وتعقيدًا من اختبارات الحمض النووي التقليدية، قراءة جميع المواد الوراثية الموجودة في العينة تقريبًا، مما يوفر خريطة مفصلة يمكن مقارنتها بعد ذلك بالجينومات المرجعية.
بعد عدة مراحل من المعالجة الآلية والتحليل الحاسوبي، بدأت البيانات تشير إلى اتجاه واضح: كان الحمض النووي للكرة حيوانيًا بشكل قاطع، وأظهر تطابق جيني شبه كامل مع جينوم مرجعي من Relicanthus daphneae، شقائق نعمان عملاقة تعيش في أعماق البحار، وقد تم وصفها لأول مرة في عام 2006.
ولتعزيز هذا الاستنتاج، أعاد الباحثون فحص عينة تم جمعها في عام 2021 خلال رحلة استكشافية لمعهد شميدت لعلوم المحيطات. أظهرت دراسة جينوم الميتوكوندريا لتلك العينة أنها متطابقة وراثيًا تقريبًا مع تلك الموجودة في الكرة الذهبية، مما أدى إلى إغلاق دائرة المقارنة الجينية.
ريليكانثوس دافني، شقائق نعمان عملاقة تكسر القالب
الأنواع Relicanthus daphneae إنها ليست مجرد شقائق نعمان عادية. يمكن أن يصل قطرها إلى حوالي 30 سنتيمترًا في مركزها وتعيش على أعماق تتراوح من حوالي 1.600 إلى 4.000 متر، في بيئات يكون فيها الضغط شديدًا، والضوء شبه معدوم، ودرجات الحرارة قريبة من درجة التجمد.
إلى جانب حجمها، فهي تتميز بأذرعها التي قد يتجاوز طولها مترين، وبمجموعة من السمات البيولوجية التي لا تتناسب تمامًا تندرج هذه الكائنات ضمن الفئات الكلاسيكية لشقائق النعمان والمرجان. ومنذ وصفها، شكّل تصنيفها الدقيق ضمن شجرة تطور اللاسعات معضلةً كبيرةً للمختصين.
في الواقع، العلاقة نفسها Relicanthus daphneae لا تزال علاقتها بأنواع شقائق النعمان الأخرى موضع نقاش. تشير خصائصها المورفولوجية والوراثية إلى وجود صلات بمجموعات مختلفة، ولكن دون أن تتوافق تمامًا مع الأنماط المعتادة، مما يجعلها قطعة غير مريحة إلى حد ما في المخططات التقليدية لعلم الحيوان البحري.
يساعد هذا السياق على فهم سبب تعقيد الكرة الذهبية للأمور إلى هذا الحد. فقبل اكتمال التحليلات، لم يكن هناك ما يسمح... الارتباط المباشر تلك الكرة الذهبية ذات التركيب التشريحي المألوف لـ R. daphneae ولا مع الهياكل الموصوفة في أنواع شقائق النعمان الأخرى.
كان المفتاح، كما هو الحال في كثير من الأحيان، هو مراجعة المواد القديمة بعيون جديدة: من خلال العودة إلى العينات التي تم جمعها قبل سنوات وملاحظتها بمزيد من التفصيل، بدأت تظهر أدلة تربط العالم ببنية محددة للغاية لهذا النوع.
الكرة الذهبية كطبقة متعددة الطبقات من شقائق النعمان
عند إعادة فحص عينة محفوظة من Relicanthus daphneaeاكتشف العلماء أجزاء من طبقة جلدية ذهبية متعددة الطبقات حول قاعدة الحيوان. كان لهذا الجلد، المتكون من عدة طبقات رقيقة متداخلة، تركيبة متوافقة مع أنسجة الكرة الغامضة التي تم جمعها في عام 2023.
لاحظ الباحثون أن هذا الهيكل غطى المنطقة التي يلتصق بها شقائق النعمان بالركيزةيعمل كنوع من الغطاء الخارجي. ومكونه الرئيسي هو الكيتين، وهو نفس البوليمر المقاوم الموجود في أصداف العديد من اللافقاريات أو في الجدران الخلوية لبعض الفطريات.
من خلال دراسة عينات حية من R. daphneaeوقد تبين أنه عندما يتحرك شقائق النعمان على طول قاع البحر، فإنه يستطيع اترك جزءًا من تلك الطبقة الخارجيةأي أن الحيوان يتحرك، لكن الغطاء الخارجي لقاعدته يبقى ملتصقاً بالصخور، حيث يبقى لفترة من الوقت قبل أن يتحلل أو يُدفن تحت الرواسب.
وبناءً على ذلك، فإن الفرضية الرئيسية هي أن الكرة الذهبية التي عثر عليها مسبار "ديب ديسكفرر" ستتوافق مع القاعدة الكيوتيكلية المنفصلة من شقائق نعمان لم تعد موجودة في ذلك الموقع. قد تكون الفتحة الصغيرة الظاهرة على السطح مرتبطة بالمنطقة التي انفصل فيها النسيج عن باقي الكائن الحي.
على الرغم من أن هذا التفسير يتوافق مع الملاحظات المورفولوجية والبيانات الجينية، إلا أن مؤلفي الدراسة أنفسهم يعترفون بأن الشكل المورفولوجي الدقيق للكرة الأرضية لا يزال هذا الأمر يثير جدلاً واسعاً. ولا يمكن استبعاد احتمال وجود عمليات بيولوجية إضافية مرتبطة بهذا التركيب لم يتم وصفها بعد.
انفصال نشط أم محاولة فاشلة للتكاثر اللاجنسي؟
بالإضافة إلى فرضية بقايا الجلد، يدرس العلماء احتمالًا تكميليًا آخر: وهو أن الكرة تمثل شكل غير مكتمل من التكاثر اللاجنسيتستطيع بعض أنواع شقائق النعمان التكاثر من خلال عمليات مثل "تمزق القاعدة"، حيث يتم ترك جزء من قاعدة البوليب خلفه ويؤدي لاحقًا إلى ظهور فرد جديد.
في هذه الحالات، يترك شقائق النعمان جزءًا من الأنسجة على الركيزة بينما يسبح باقي الحيوان بعيدًا. يمكن لهذا الجزء أن يُجدد التراكيب المفقودة ويصبح بوليبًا جديدًا، وهي عملية فهو يضاعف عدد السكان دون الحاجة إلى التخصيب.إنها آلية معروفة في العديد من مجموعات اللاسعات، على الرغم من أنها لم تُوثق بشكل واضح في Relicanthus daphneae.
يتساءل بعض الباحثين عما إذا كانت الكرة الذهبية مرتبطة بـ محاولة جرح القدم والتي لم تكتمل، أو مع شكل مماثل من التكاثر اللاجنسي في هذا النوع لم يتم وصفه بالتفصيل بعد. ومع ذلك، في الوقت الحالي، لا يوجد دليل مباشر لتأكيد ذلك.
الأمر الأكثر وضوحًا هو أن الجلدة المنفصلة قد دور بيئي ذو صلة بمجرد أن تُترك في قاع البحر، يشير عدد الكائنات الدقيقة التي تم اكتشافها على سطحها إلى أنها تعمل كبؤرة صغيرة للنشاط الميكروبي، حيث يعمل النسيج المتحلل كدعامة ومصدر طاقة للعديد من الكائنات الحية الدقيقة.
وبهذه الطريقة، ما قد يُعتبر للوهلة الأولى مجرد نفايات بيولوجية يصبح بيئة دقيقة للحياة المجهريةالمساهمة في عمليات مثل إعادة تدوير المغذيات ودورة النيتروجين في مناطق أعماق المحيطات.
حالة توضح حدود وإمكانيات استكشاف أعماق البحار
رحلة الكرة الذهبية، من اكتشافها في عام 2023 إلى تحديد هويتها كـ بقايا شقائق نعمان عملاقةيوضح هذا بعضًا من أهم التحديات التي تواجه استكشاف أعماق البحار. فحتى مع وجود المركبات التي يتم تشغيلها عن بعد، والكاميرات عالية الدقة، والمختبرات المجهزة بأحدث التقنيات، لا يزال قاع المحيط منطقة مليئة بالمجهول.
على أعماق تزيد عن 3.000 متر، يكون الضغط هائلاً، والظلام شبه تام، وتختلف الظروف الفيزيائية اختلافًا كبيرًا عن تلك الموجودة في المياه الضحلة أو المناطق الساحلية الأوروبية. في هذا السياق، يمكن أن يصبح أي جسم غريب يظهر في صور المركبة الموجهة عن بُعد (ROV) لغز علمي طويل المدى.
يؤكد الكابتن ويليام مويت، القائم بأعمال مدير برنامج استكشاف المحيطات التابع للإدارة الوطنية للمحيطات والغلاف الجوي، أن أدوات مثل تسلسل الحمض النووي المتقدم تسمح لنا بحل ألغازٌ كانت ستبقى دون إجابة قبل بضع سنوات.لكن في الوقت نفسه، يفتح كل اكتشاف جديد أسئلة أخرى حول كيفية تنظيم النظم البيئية في الأعماق وتطورها.
في غضون ذلك، تواصل سفينة الأبحاث "أوكيانوس إكسبلورر" استعداداتها لرحلات استكشافية جديدة، مثل تلك المخطط لها في المياه القريبة من هاواي، بهدف رسم خرائط إضافية لمناطق المحيط التي لا تزال قليلة الدراسة. وتتابع أوروبا، ولا سيما فرق البحث البحري من دول مثل إسبانيا وفرنسا وألمانيا، هذه التطورات عن كثب، حيث المنهجيات المطورة تنطبق مشاريع الإدارة الوطنية للمحيطات والغلاف الجوي (NOAA) أيضًا على الدراسات في شمال المحيط الأطلسي أو أعماق البحر الأبيض المتوسط.
إن تأثير حالات مثل حالة الكرة الذهبية يتجاوز بكثير مجرد كونها حكاية عابرة. فهي تسلط الضوء على مدى أهمية علم اللافقاريات البحرية و التصنيف الحديث إنهم يعتمدون بالفعل على مناهج متكاملة تجمع بين الملاحظة المباشرة وتحليل الأنسجة وتسلسل الجينوم الكامل وقواعد البيانات الكبيرة المشتركة دوليًا.
بعد هذه العملية الطويلة، لم يعد الجسم الكروي الغامض الذي شوهد في خليج ألاسكا يُعتبر "البيضة الذهبية" بدون تفسير لتصبح جزءًا من قصة شقائق نعمان عملاقة لا تزال تخفي الكثير من الأسرار. لقد أصبحت هذه الحالة مثالًا عمليًا لكيفية عمل استكشاف أعماق البحار اليوم، ولماذا، على الرغم من التقدم التكنولوجي، لا يزال أعماق المحيط أحد أعظم المجهولات على كوكب الأرض.
