ترتفع درجة حرارة أسماك القرش لأن ارتفاع درجة حرارة المحيطات يدفعها إلى الحافة

ترتفع درجة حرارة عمالقة المحيطات بشكل مفرط، وتغير المناخ لا يترك لهم مكانًا يذهبون إليه.

أظهرت دراسة جديدة أن بعض أقوى الحيوانات المفترسة في المحيطات أصبحت أكثر سخونة مما توقع العلماء، وقد يكون ذلك بتكلفة متزايدة. تحتاج هذه الحيوانات بالفعل إلى كميات كبيرة من الطاقة للبقاء على قيد الحياة، وهي تواجه الآن مزيجًا صعبًا من ارتفاع درجة حرارة البحار وتقلص الإمدادات الغذائية. ويصف الباحثون هذا الوضع بأنه “خطر مزدوج”، حيث تعمل التغيرات البيئية والمتطلبات البيولوجية ضدهم.

تستخدم الأسماك ذات الجسم الدافئ طاقة أكبر بكثير

وجد البحث، الذي أجرته كلية ترينيتي في دبلن بالشراكة مع كلية العلوم البيطرية بجامعة بريتوريا، أن الأسماك ذات الأجسام الدافئة مثل التونة وبعض أسماك القرش، بما في ذلك القرش الأبيض الكبير والقرش المتشمس، تحرق ما يقرب من أربعة أضعاف الطاقة التي تحرقها الأسماك ذات الدم البارد ذات الحجم المماثل. ومع ارتفاع درجات حرارة المحيطات، فإن هذا الاستخدام العالي للطاقة يزيد من خطر ارتفاع درجة الحرارة، مما قد يحد من المكان الذي يمكن أن تعيش فيه هذه الحيوانات ويدفعها نحو المياه الباردة بالقرب من القطبين.

ما الذي يجعل الأسماك ذات الحرارة المتوسطة مختلفة؟

الدراسة التي نشرت في المجلة علوم، يركز على الأسماك “متوسطة الحرارة”. وهي مجموعة نادرة، إذ تشكل أقل من 0.1% من جميع الأسماك صِنفوالتي يمكنها الاحتفاظ بحرارة الجسم وإبقاء أجزاء من أجسامها أكثر دفئًا من المياه المحيطة بها. وقد تطورت هذه السمة عدة مرات في أسماك القرش والتونة، مما ساعدها على السباحة بشكل أسرع، والسفر لمسافات طويلة، والصيد بشكل أكثر فعالية.

تتبع الحرارة والتمثيل الغذائي في البرية

ولقياس تكلفة نمط الحياة عالي الأداء هذا، ابتكر الباحثون طريقة جديدة لتقدير معدلات الأيض لدى الأسماك التي تسبح بحرية في المحيط. وقاموا بتحليل بيانات الأحياء من أجهزة استشعار صغيرة تسجل درجات حرارة الجسم والماء، مما يسمح لهم بحساب مقدار الحرارة التي تنتجها الأسماك وتفقدها في الوقت الفعلي. وتضمنت هذه النتائج بيانات من أسماك القرش المتشمس الكبيرة التي يصل وزنها إلى 3.5 طن، بالإضافة إلى مئات القياسات المعملية من الأنواع الأصغر.

قال الدكتور نيكولاس باين من كلية ترينيتي للعلوم الطبيعية، المؤلف الرئيسي للدراسة: “كانت النتائج مذهلة حقًا – بعد حساب حجم الجسم ودرجة الحرارة، وجدنا أن الأسماك ذات الحرارة المتوسطة تستخدم حوالي 3.8 مرة طاقة أكثر من الأسماك ذات الحجم المماثل “خارجية الحرارة” أو “ذوات الدم البارد”. بالإضافة إلى ذلك، فإن زيادة درجة حرارة الجسم بمقدار 10 درجات مئوية أكثر من ضعف معدل الأيض الروتيني للأسماك، وهو ما يعني، من الناحية العملية، يجب أن تستهلك الحيوانات المفترسة ذات الأجسام الدافئة المزيد من الطعام لتغذية أسلوب حياتها.

لماذا تكافح الأسماك الأكبر حجمًا لتظل باردة؟

وأوضح الدكتور باين أن ارتفاع احتياجات الطاقة ليس سوى جزء من التحدي. وأضاف: “لكن هذا الطلب المتزايد على الطاقة ليس سوى جزء من القصة، لأنه مع نمو الأسماك بشكل أكبر، تولد أجسامها الحرارة بشكل أسرع مما يمكن أن تفقده”. “هذا يخلق عدم تطابق مدفوع بالهندسة الأساسية والفيزياء لأن الأجسام الأكبر حجما تحتفظ بالحرارة بشكل أكثر فعالية، وفي درجات الحرارة المتوسطة، تؤدي معدلات الأيض العالية إلى تضخيم هذا التأثير.”

وبسبب هذا الخلل، تصبح الأسماك الأكبر حجمًا “ذات أجسام دافئة” بشكل متزايد أثناء نموها. وهذا التأثير يجعل من الصعب عليهم إطلاق الحرارة، مما يزيد من خطر ارتفاع درجة الحرارة الذي قد يؤثر على بقائهم على قيد الحياة.

حدود الحرارة وقيود الموائل

وقال البروفيسور أندرو جاكسون، كبير مؤلفي الدراسة، إن الفريق استخدم بياناته لتحديد “عتبات توازن الحرارة”. تشير هذه العتبات إلى درجات حرارة الماء التي لا تستطيع عندها الأسماك الكبيرة التخلص من الحرارة بسرعة كافية للحفاظ على درجات حرارة الجسم مستقرة.

“استنادًا إلى البيانات، تمكنا من إنشاء “عتبات توازن الحرارة” النظرية، وهي درجات حرارة الماء التي لا تستطيع الأسماك الكبيرة إذا تجاوزتها التخلص من الحرارة بسرعة كافية للحفاظ على درجات حرارة الجسم مستقرة دون تغيير سلوكها أو وظائفها الفسيولوجية. على سبيل المثال، قد تكافح سمكة قرش دافئة الجسم تزن طنًا واحدًا للبقاء في توازن الحرارة في المياه التي تزيد عن 17 درجة مئوية تقريبًا.

“فوق هذه العتبات، يجب على الأسماك أن تبطئ سرعتها، أو تغير تدفق الدم، أو تغوص في أعماق أكثر برودة لتجنب الانحباس الحراري الخطير، ولكن هذا يأتي بتكلفة أيضًا؛ فقد يكون من الصعب العثور على الطعام، أو الإمساك به، على سبيل المثال، خاصة إذا كان سلاحك الرئيسي هو السرعة والقوة”.

تغيير أنماط المحيطات والهجرة

تساعد هذه النتائج في تفسير الأنماط القديمة في المحيط. غالبًا ما توجد الأسماك الكبيرة في المياه الباردة، أو عند خطوط العرض العليا، أو على أعماق أكبر. تهاجر العديد من الأنواع أيضًا موسميًا لتبقى ضمن نطاقات درجات الحرارة المناسبة.

وبالنظر إلى المستقبل، يتوقع العلماء أن يؤدي ارتفاع درجة حرارة المحيطات إلى تقليل الموائل المناسبة للأسماك ذات الحرارة المتوسطة الكبيرة، خاصة خلال فصل الصيف. يمكن لبعض الأنواع، مثل سمك التونة الأطلسي ذو الزعانف الزرقاء، أن تتأقلم مؤقتًا عن طريق الغوص بشكل أعمق أو زيادة فقدان الحرارة، ولكن حتى هذه الاستراتيجيات قد لا تكون كافية إذا استمرت المياه السطحية في الدفء.

تغير المناخ يزيد الضغط

قال الدكتور سنيلينج: “يُظهر هذا البحث أن كونك حيوانًا مفترسًا عالي الأداء في المحيط يأتي بتكلفة أكبر مما كنا نقدره سابقًا. ومع ارتفاع درجة حرارة المحيطات، يتم دفع هذه الأنواع أقرب إلى حدودها الفسيولوجية، مما قد يكون له عواقب على المكان الذي يمكنها العيش فيه وكيفية بقائها على قيد الحياة”.

وأضاف: “ما يثير القلق بشكل خاص هو أن هذه الحيوانات تعمل بالفعل بميزانية محدودة من الطاقة، وأن تغير المناخ يضيق خياراتها بشكل أكبر. إن فهم هذه القيود أمر ضروري إذا أردنا التنبؤ بكيفية تحول النظم البيئية البحرية في العقود المقبلة”.

تهديد مزدوج للعمالقة البحرية

قال الدكتور باين: “إن التداعيات مثيرة للقلق حقًا لأن هذا الاكتشاف الجديد يضع هذه الحيوانات في خطر مزدوج”. “إن العديد من الأسماك ذات الحرارة المتوسطة تتأثر بشدة بالفعل بالصيد الجائر لنفسها وكذلك لأنواع فرائسها، لذا فإن احتياجاتها المرتفعة من الطاقة تجعلها معرضة للخطر بشكل خاص عندما يصبح طعامها نادرًا.”

وأشار أيضا إلى الأدلة السابقة. “تشير الأدلة الأحفورية إلى أن العمالقة البحرية ذات الأجسام الدافئة، مثل قرش الميجالودون المنقرض سيئ السمعة، عانت بشكل غير متناسب خلال التغيرات المناخية الماضية عندما تغيرت البحار، وتتغير محيطات اليوم بسرعات غير مسبوقة، لذا فإن أجراس الإنذار تدق بصوت عالٍ في هذه المرحلة.”

لماذا يهم هذا البحث

تقدم هذه الدراسة طريقة جديدة لتحديد الأنواع الأكثر عرضة للخطر مع ارتفاع درجة حرارة الكوكب. ويظهر أن العديد من أسرع وأقوى الحيوانات المفترسة في المحيط قد تكون أيضًا من بين أكثر الكائنات المقيدة جسديًا. ومع استمرار تغير المناخ، فإن فهم كيفية إدارة هذه الحيوانات للحرارة يمكن أن يلعب دورًا رئيسيًا في حمايتها والحفاظ على النظم البيئية البحرية الصحية.

المرجع: “أسماك الحرارة المتوسطة تواجه متطلبات عالية للوقود ومخاطر ارتفاع درجة حرارة المحيطات” بقلم نيكولاس ل. باين، إدوارد ب. سنيلينج، إجناسيو بيرالتا-مارافير، ديفيد إي. كيد، تايلور ك. تشابل، ألكسندرا ج. ماكينتورف، يوكي واي واتانابي، ديفيد دبليو سيمز، نونو كيروز، إيفو دا كوستا، لارا إل. سوزا، جيريمي أ. جولدبوغين، هالي آر دولتون وأندرو إل جاكسون، 16 أبريل 2026، علوم.
دوى: 10.1126/science.adt2981

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