هذا المخلوق البحري الغريب يمكنه البقاء على قيد الحياة لمدة خمس سنوات بدون طعام – العلماء أخيرًا يعرفون السبب

تتحمل متساويات الأرجل العملاقة في أعماق البحار سنوات دون طعام عن طريق ربط المعدة المتضخمة بالتحكم الأيضي المتكيف مع البرد.

البقاء بدون طعام ليوم واحد أمر صعب. يبدو أن البقاء بدون طعام لمدة خمس سنوات أمر مستحيل. ومع ذلك، فإن حيوان الأعماق العملاق، وهو نظير أرجل عملاق يعيش في أعماق البحار ويمكن أن ينمو بحجم أكبر من كرة القدم، يعيش بشكل روتيني لسنوات بين الوجبات في واحدة من أكثر البيئات المتعطشة للطعام على وجه الأرض.

هذا التناقض الواضح حير العلماء لفترة طويلة. كيف يمكن لحيوان يصل إلى هذا الحجم المذهل أن يزدهر في أعماق المحيطات، حيث تكون العناصر الغذائية نادرة، ولا يمكن التنبؤ بفرص التغذية؟

فريق بحثي من معهد علم المحيطات التابع للأكاديمية الصينية للعلوم (IOCAS) المبينة للإجابة على هذا السؤال. وباستخدام التحليلات المتعددة والتجارب الوظيفية، اكتشفوا أن متماثلات الأرجل الموجودة في أعماق البحار تجمع بين معدة ضخمة لتخزين الطعام ومعدل استقلاب أساسي منخفض بشكل استثنائي (BMR)، مما يسمح لها بتحمل فترات طويلة من المجاعة.

ونشرت النتائج في المجلة خلية.

البقاء على قيد الحياة يعتمد على ضبط النفس

بالنسبة للدراسة، قام الباحثون بفحص اثنين من متساوي الأرجل صِنف العيش في أعماق مختلفة: باثينوموس جامسي من حوالي 898 مترًا و باثينوموس دوديرليني من حوالي 300 متر. ومن خلال الجمع بين علم الجينوم المقارن وتحليلات علم التشريح وعلم وظائف الأعضاء والسلوك والميكروبات المرتبطة بها، تمكنوا من تحديد نمط البقاء الذي يوصف بأنه “زيادة الإيرادات وخفض الإنفاق” استجابة لمحدودية الغذاء.

في متساويات الأرجل التي تعيش في أعماق البحار، تشغل المعدة حوالي ثلثي الجسم، مما يجعلها أكبر بكثير من معدة الأنواع ذات الصلة التي تعيش في المياه الضحلة أو في موائل المد والجزر. عندما تكون المعدة مملوءة بالطعام، فإنها تحتوي على خليط مطحون ناعمًا وعسير الهضم يشبه الطين مع عدد قليل نسبيًا من البكتيريا الهضمية، مثل بكتيريا Firmicutes.

وبدلاً من ذلك فهو غني بالكلاميديا، التي ترتبط بتخزين الدهون. تشير هذه السمات مجتمعة إلى أن متماثلات الأرجل التي تعيش في أعماق البحار قد تأكل وجبات كبيرة كلما أصبح الطعام متاحًا، ثم تنخفض بشكل حاد معدل الأيض الأساسي لديها، مما يسمح لهضم الاحتياطيات المخزنة واستخدامها ببطء على مدى فترات طويلة.

الجين المقترض يغير عملية التمثيل الغذائي

ووجد الباحثون أيضًا جينًا منقولًا أفقيًا، ND1، والتي جاءت من بكتيريا تكافلية خارجية وأصبحت فيما بعد جزءًا من جينوم متساوي الأرجل. الجين متماثل لأحد مكونات المركب I في سلسلة نقل الإلكترون ويعتقد أن له دور مهم في استقلاب الطاقة.

على الرغم من أن الجينات المنقولة أفقيًا يمكن أن تواجه حدودًا بعد دخول جينوم جديد، ND1 يبدو أنه قد تغلب على بعض هذه العوائق عن طريق التكرار بعد النقل والوصول إلى مستويات تعبير عالية للغاية.

وحدد الباحثون أيضًا آلية تتحكم في التعبير الجيني في متساويات الأرجل في أعماق البحار من خلال التغييرات اللاجينية في الهستونات، مما يحقق “الكفاءة العالية، والحفاظ على الطاقة، والتحكم الدقيق”. التعبير العالي للغاية ND1 يتم التحكم فيه بشكل خاص عن طريق أستلة هيستون.

لفحص ما ND1 قام الباحثون بإدخاله في أسماك الزرد والديدان الخيطية وخلايا 293T البشرية. في درجات الحرارة العادية، ND1 زيادة استقلاب الطاقة وجعل الكائنات الحية أقل قدرة على تحمل المجاعة. ولكن في ظل ظروف درجات الحرارة المنخفضة (التي تحاكي بيئة أعماق البحار)، ND1 يؤدي إلى تثبيط استقلاب الطاقة وانخفاض نشاط الميتوكوندريا. وفي أسماك الزرد، أدى هذا إلى زيادة القدرة على تحمل المجاعة بنسبة 37%.

عمالقة أعماق البحار يوازنون بين المقايضات

النتائج تشير إلى ذلك ND1 يساعد على ضبط شبكة التمثيل الغذائي للميتوكوندريا عن طريق ضبط الاكتئاب الأيضي. يبدو أن هذا يساعد في حل المفاضلة المركزية بين احتياجات الطاقة العالية للعملقة والحاجة إلى الحفاظ على الطاقة في البيئات القاسية.

هذه الدراسة هي الأولى التي تُظهر استراتيجية تطورية جديدة تقوم فيها الحيوانات الضخمة في أعماق البحار بإعادة تشكيل تخصيص الطاقة من خلال نقل الجينات الأفقي جنبًا إلى جنب مع التحسين اللاجيني.

قال جيانبو يوان، المؤلف الأول للدراسة: “إن عملنا لا يفك لغز تحمل المجاعة لفترة طويلة جدًا في متساوي الأرجل في أعماق البحار فحسب، بل يوفر أيضًا نموذجًا مهمًا لفهم كيفية موازنة الحياة بين النمو والبقاء في البيئات القاسية”.

المرجع: “تختار الحيوانات الضخمة في أعماق البحار جينات استقلاب الطاقة الميكروبية لتحمل المجاعة الطويلة جدًا” بقلم جيانبو يوان، وشياوجون تشانغ، وشيهاو لي، وكون وانغ، ويامين صن، ومان لو، ويانغ سو، وتشي كو، وتشينغ تشانغ ليو، ويانغ يو، وروجينغ لي، ولونغ وانغ، وزينتشينغ لي، وكاهو تشو، وجيانهاي شيانغ، وفوهوا لي، 5 يونيو 2026، خلية.
دوى: 10.1016/j.cell.2026.05.012

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