اكتشاف "بلورات بحجم النانو" في جلد القرش قادرة على تغيير اللون
واكتشف فريق من الباحثين بجامعة مدينة هونغ كونغ أن جلد القرش الأزرق يخفي بين طبقاته تراكيب نانوية معقدة تتيح له إنتاج ذلك اللون النادر، وربما تغييره أيضا حسب الظروف المحيطة.
وتقول المشاركة في الدراسة فيكتوريا كامسكا، وهي باحثة ما بعد الدكتوراه في علم الأحياء التطورية في جامعة مدينة هونغ كونغ، إن ما عثروا عليه "يفتح نافذة جديدة لفهم كيف يمكن للكائنات البحرية أن تتحكم في مظهرها الخارجي بطريقة لم نكن نتصورها من قبل".
سر الأسنان الجلدية
توضح الباحثة في تصريحات للجزيرة نت أن السر يكمن في حراشف صغيرة شبيهة بالأسنان تعرف باسم "الأسنان الجلدية"، تغلف جسم القرش وتمنحه ملمسه الخشن المميز.
وداخل تجاويف هذه الحراشف، رصد الباحثون بلورات من مادة تدعى "جوانين"، تشبه المرايا الصغيرة، تعمل على عكس الضوء الأزرق فقط. إلى جانبها، توجد حويصلات تحتوي على الميلانين، الصبغة الداكنة التي تمتص الأطوال الموجية الأخرى من الضوء، مما يعزز نقاء اللون الأزرق الظاهر.
لكن الأكثر إدهاشا، بحسب الباحثة، هو أن الفريق لاحظ قابلية هذا اللون للتغير بفعل عوامل بيئية دقيقة، مثل الضغط أو الرطوبة. فالمسافة بين طبقات البلورات داخل الحراشف هي التي تحدد اللون الظاهر: كلما اقتربت الطبقات من بعضها، أصبح اللون أكثر ميلا إلى الأزرق الداكن، وإذا تباعدت قليلا، يميل اللون إلى الأخضر أو الذهبي.
وتشبّه كامسكا هذه الظاهرة بالعزف على وتر حساس، إذ إن حدوث تغييرات ميكروسكوبية في البنية يمكن أن تخلق طيفا لونيا متنوعا، وهي قدرة مذهلة لكائن يعتقد تقليديا أنه لا يغير لونه.
وما يدعم هذه الفرضية هو أن القروش تعيش في أعماق متفاوتة من المحيط، وكلما غاصت أعمق، زاد الضغط المحيط بجسمها، وهو ما قد يؤدي إلى تقارب البلورات داخل جلدها، ومن ثم تغير لونها بطريقة تجعلها أقل وضوحا في بيئتها، في إستراتيجية تمويه فعالة تحفظ لها سلامتها من المفترسات أو تساعدها على الاقتراب من فريستها دون أن تكتشف.
ابتكارات مستوحاة من الجلد الأزرق
بعيدا عن عالم المحيطات، يفتح هذا الاكتشاف الباب أمام تطبيقات واسعة في مجالات مثل تصميم الأقمشة الذكية والمواد المقاومة للتآكل، وحتى في تقنيات التمويه العسكري والبيئي.
إذ إن استخدام "الألوان البنيوية" التي تعتمد على شكل المادة، وليس على الصبغات الكيميائية، قد يقلل من التلوث البيئي ويمنح المصممين أدوات أكثر استدامة.
وتعلق كامسكا على ذلك قائلة: "التلوين البنيوي لا يستهلك موارد كيميائية ولا ينتج نفايات ضارة. إنه مثال رائع على كيف يمكن للطبيعة أن تلهم حلولا بيئية ذكية".
هاشتاغز
جرب ميزات الذكاء الاصطناعي لدينا
اكتشف ما يمكن أن يفعله Daily8 AI من أجلك:
التعليقات
لا يوجد تعليقات بعد...
أخبار ذات صلة
الجزيرة
منذ 2 ساعات
- الجزيرة
100 مجرة شبحية تحيط بدرب التبانة والعلماء يحددون مكانها
كشفت دراسة حديثة أجرتها جامعة دورهام البريطانية عن احتمال وجود ما بين 80 إلى 100 مجرة "شبحية" صغيرة تدور حول مجرتنا الأم درب التبانة، لكنها ظلت غير مرئية للتلسكوبات حتى الآن. ويطلق العلماء على هذه المجرات اسم "المجرات اليتيمة" أو "الشبحية"، لأنها فقدت أغلب مادتها المظلمة والجاذبية التي كانت تحافظ على تماسكها، وأصبحت ضعيفة جدا وباهتة إلى درجة تجعلها غير مرئية لمعظم أدوات الرصد الفلكي الحالية. ويعتقد العلماء أن المادة المظلمة هي صورة غير مرصودة للمادة لكن يمكن رصد أثرها في كيفية تشكّل وتطور المجرات، حيث إنها بمثابة "الغراء" غير المرئي الذي يربط النجوم والغاز والغبار معا. وعندما تفقد المجرة القزمة مادتها المظلمة تتحول إلى مجرة شبحية، أي أنها تمتلك بنية هشة بالكاد يمكن رصدها. لكن ربما تسأل: ما الذي سحب المادة المظلمة من هذه المجرات؟ على مدار مليارات السنين تجردت هذه المجرات القزمية من مادتها المظلمة بسبب تأثيرات المد والجزر الناتجة عن جاذبية درب التبانة مثلما تُسحب مياه البحر من الشاطئ بفعل القمر، وهذا جعلها باهتة جدا، حتى أن المحاكيات السابقة تجاهلتها تماما باعتبارها اختفت من الوجود. لكن الحقيقة أن هذه المجرات لا تزال هناك تدور في صمت حول مجرتنا مثل أشباح كونية لا ترى بالعين المجردة. حواسيب عملاقة اعتمد الفريق البحثي على محاكاة حاسوبية فائقة الدقة تعرف باسم "أكوارياس"، إلى جانب نموذج رياضي متقدم يسمى "جالفورم"، لتوقع مكان وجود هذه المجرات الشبحية، بحسب بيان صحفي رسمي من الجامعة. وتمكنت هذه النماذج من تتبع تطور المادة المظلمة وتفاعلاتها على مدى مليارات السنين، وكشفت أن هناك عددا كبيرا من هذه المجرات التي ربما لم نرصدها بعد تدور حول مجرتنا مثل قطيع خفي. وإضافة إلى ذلك، استعان العلماء بالحاسوب العملاق "كوزما" التابع لمشروع ديراك في جامعة دورهام لتشغيل هذه المحاكاة العملاقة، والتي استغرقت آلاف الساعات الحسابية. وحاسوب كوزما هو حاسوب فائق مخصص لمعالجة بيانات ضخمة جدا، مثل محاكاة تشكل المجرات وتطور المادة المظلمة في الكون، ويمكنه تنفيذ مليارات العمليات الحسابية في الثانية، ويعمل بخوادم متصلة تحتوي على آلاف المعالجات تعمل معا كعقل واحد. إثبات النموذج القياسي أهمية هذا الاكتشاف لا تتوقف عند مجرد افتراض وجود مجرات جديدة، بل تمتد إلى دعم النموذج القياسي لعلم الكونيات (لامدا سي دي إم). هذا النموذج ينص على أن 5% فقط من تركيب الكون مصنوع من المادة العادية (الذرات التي نعرفها)، و25% من تركيب الكون متمثل في مادة مظلمة غير مرئية، في حين البقية (70%) هي طاقة مظلمة غامضة تدفع الكون إلى التمدد. ولذلك، فإن العثور على هذه المجرات الشبحية يعني أن النموذج يعمل بشكل صحيح حتى على المقاييس الصغيرة جدا، مما يعزز ثقة العلماء به. وحتى الآن، اكتشف الفلكيون نحو 60 مجرة قزمة تدور حول درب التبانة، لكن الدراسة الجديدة تشير إلى أن هذا الرقم قد يتضاعف تقريبا إذا استطعنا رصد هذه المجرات الشبحية. والأمل معقود على التلسكوبات الجديدة مثل تلسكوب فيرا روبين وكاميرا مسح السماء التراثي عبر الزمن، وهذه الأدوات فائقة الحساسية قد تكون قادرة على التقاط الضوء الخافت جدا من هذه المجرات وكشف أسرارها.
الجزيرة
منذ 15 ساعات
- الجزيرة
نموذج ثوري مجاني يستخدم الذكاء الاصطناعي للتنبؤ بالكوارث الطبيعية
مع تطور استخدام الذكاء الاصطناعي وتطبيقاته في مختلف المجالات، أصبح من الممكن ابتكار نماذج قادرة على إعداد تنبؤات بعيدة المدى تقدم تحذيرات مُبكرة عن الظواهر المتطرفة وبدقة غير مسبوقة. حيث يمكن لنماذج الذكاء الاصطناعي التنبؤ بمسارات الأعاصير، وتحديد الظواهر الجوية المرتبطة بخطر الفيضانات، والتنبؤ بظهور درجات الحرارة القصوى، وغيرها من التنبؤات الجوية لمواجهة الكوارث الطبيعية الناجمة عن التغيرات المناخية التي يشهدها كوكبنا في الوقت الراهن. ومع تزايد حدة الكوارث المرتبطة بالمناخ وتكرارها، ابتكر فريق دولي من الباحثين، بقيادة جامعة أمستردام في هولندا، نموذجًا للذكاء الاصطناعي، أطلق عليه تسمية "أورورا"، وهو مصمم لتقديم تنبؤات أسرع وأكثر دقة وأقل تكلفة. ووفقًا للدراسة المنشورة في دورية "نيتشر"، فإنه من المتوقع أن يُحدث هذا النموذج ثورة في طريقة الاستعداد لمواجهة الكوارث الطبيعية والاستجابة لتغير المناخ. تنبؤات عالية الجودة يقوم التنبؤ التقليدي على طرق وأساليب بالغة التعقيد تم تطويرها على مدى عقود، وتتطلب أجهزة كمبيوتر عملاقة قوية وفرقا كبيرة من الخبراء، ولكن "أورورا" يجهز بديلًا قويًا وفعالًا باستخدام الذكاء الاصطناعي. يقول ماكس ويلينغ، خبير التعلم في الجامعة وأحد العلماء الذين ابتكروا النموذج في تصريح رسمي من الجامعة: "يستخدم أورورا أحدث تقنيات التعلم الآلي المتقدمة لتقديم تنبؤات للأنظمة والظواهر الرئيسية، مثل جودة الهواء، الطقس، وأمواج المحيطات، والأعاصير". وعلى عكس الطرق التقليدية، يتطلب أورورا طاقة حاسوبية أقل بكثير، مما يجعل التنبؤات العالية الجودة أكثر سهولة وقابلية للتوسع، في المناطق التي تنفصل عن المعلومات الخاصة بالمعلومات المرغوبة. وبحسب البيان الصادر من جامعة أمستردام فإن أورورا تم تدريبه على أكثر من مليون ساعة من نظام بيانات الأرض، وقد تم ضبطه بدقة ليتفوق في مجموعة المهام التنبُّئية التالية: إعلان جودة الهواء: وجد أن أورورا يتفوق على النماذج التقليدية في 74% من الحالات. أمواج المحيط: وجد أنه يتجاوز المحاكاة في النماذج التقليدية في 86% من الأهداف. الأعاصير المدارية: يتفوق على 7 مراكز تنبؤ تشغيلية في 100% من الاختبارات. الطقس عالي الدقة: يتفوق على النماذج التقليدية في 92% من السيناريوهات، وخاصة أثناء الأحداث المتطرفة. ميزات أورورا مع تزايد التقلبات المناخية، أصبحت التوقعات السريعة والموثوقة أمرا حاسما للاستعداد للكوارث والاستجابة للطوارئ والتكيف مع المناخ، وفي هذا السياق يعتقد الباحثون أن أورورا يمكن أن يساعد في جعل التنبؤات المتقدمة أكثر سهولة في الوصول إليها. وعلى الرغم من أن الأبحاث الحالية تركز على التطبيقات الأربعة المذكورة أعلاه، يقول الباحثون إن أورورا مرن ويمكن استخدامه في مجموعة واسعة من السيناريوهات المستقبلية، وقد يشمل ذلك التنبؤ بمخاطر الفيضانات، وانتشار حرائق الغابات، واتجاهات الطقس الموسمية، والعائدات الزراعية، وإنتاج الطاقة المتجددة. ويقول ويلينج في البيان الرسمي: "إن النموذج المبتكر الجديد لديه قدرة على معالجة أنواع مختلفة من البيانات تجعله أداة قوية وجاهزة للمستقبل". ومع مواجهة العالم لتغيرات مناخية أكثر تطرفا ــمن موجات الحر إلى الأعاصيرــ فإن النماذج المبتكرة مثل أورورا قد تحول النهج العالمي من الاستجابة التفاعلية للأزمات إلى المرونة الاستباقية في مواجهة تغير المناخ. وبالإضافة إلى تلك الميزات فإن برنامج أورورا سيتاح مجانًا على الإنترنت للجميع، وإذا أراد أحدهم ضبطه لمهمة محددة، فعليه تقديم البيانات اللازمة.
الجزيرة
منذ 2 أيام
- الجزيرة
طائر بارتفاع شخصين ووزن فيل.. هل يعود "الموا" من رماد الانقراض؟
في أحد المخازن بنيوزيلندا، وتحديدا بين صناديق خشبية تحتضن بقايا عظام ضخمة، يقف المخرج العالمي بيتر جاكسون، مخرج ثلاثية سيد الخواتم، ليتأمل عظام الموا. جاكسون ليس مخرجا في هذه الحالة بل هو هاو شغوف بأحافير طائر جاب غابات نيوزيلندا بارتفاع يفوق شخصين (نحو 3.6 أمتار)، وبوزن يقترب من صغير الفيل (حوالي 250 كيلوغراما)، قبل أن ينقرض منذ نحو 600 عام بسبب الصيد الجائر من البشر الأوائل. هذا الشغف الشخصي الذي عبر عنه جاكسون قائلا "إن السينما هي عملي اليومي، أما الموا فهو متعتي الخاصة". لم يقتصر على اقتناء العظام، بل قاده لتمويل أحد أكثر المشاريع العلمية إثارة للجدل، وهي محاولة إعادة طائر الموا إلى الحياة عبر علم الجينات. وبدعم مالي بلغ 15 مليون دولار من جاكسون وزوجته المنتجة فران والش، أعلنت شركة "كولوسال بايوساينسز"، المتخصصة في مشاريع "إحياء الأنواع المنقرضة"، عن بدء العمل على خطة طموحة لإنتاج نسخة جينية معدلة من طائر الموا العملاق. لكن المشروع لا يستند إلى الخيال وحده، بل إلى سلسلة من خطوات علمية معقدة، إذ تقول الدكتورة بيث أليسون، المديرة العلمية الرئيسية بالشركة، في تصريحات خاصة للجزيرة نت، "إن الهدف ليس استنساخ طائر الموا نفسه، وهو أمر مستحيل حاليا، بل إنتاج بديل جيني يستند إلى الحمض النووي لطيور لا تزال موجودة، مثل الإيمو والتينامو، ليحاكي طائر الموا في المظهر والحجم وربما بعض السلوكيات البيئية". البداية من العظام تعمل شركة كولوسال بيوساينس على إعادة سمات من الحيوانات المنقرضة، وكانت قد أنتجت من قبل فأرا بفرو ماموث صوفي، وتسببت في جدل واسع قبل أشهر عندما أعلنت عن العمل على إعادة بعض سمات الذئب الرهيب للحياة (في الذئاب الرمادية) بعد انقراض دام 10 آلاف سنة. وفي كل التجارب، فإن الخطوة الأولى تبدأ من استخلاص الحمض النووي من عظام محفوظة لطائر الموا، لكن وفقا لما توضحه أليسون، فإن الأمر ليس بسيطا. وتقول "نعمل على استخراج الحمض النووي من العظام التي دُفنت منذ قرون، وعلينا تنقيته من تلوث ميكروبي وفطري. بعد ذلك، نقارنه بجينومات طيور قريبة للتعرف على الجينات التي أعطت الموا صفاته الفريدة، مثل ضخامة الحجم، وفقدان القدرة على الطيران، وشكل المنقار، وهيكل العظام". لكن كيف يمكن تحويل هذه المعلومات إلى كائن حي فعلي؟ توضح أليسون أنه "في هذه المرحلة يأتي تدخل أداة التعديل الوراثي الثورية، المعروفة بالمقص الجيني (تقنية كريسبر)، حيث نستخدمها لتعديل الخلايا الجرثومية الأولية، أي تلك التي تتحول لاحقا إلى بويضات أو حيوانات منوية، بحيث تحمل جينات الموا المستهدفة، ثم نحقن هذه الخلايا في أجنة طيور حية داخل البيض، والتي تنمو لتصبح آباء الجيل الأول من النسخ الجديدة". ورغم تقدم التكنولوجيا، يؤكد الدكتور طارق قابيل، أستاذ الأحياء الجزيئية بجامعة القاهرة، أن المشروع مملوء بالعقبات العلمية. ويقول قابيل في تصريحات خاصة للجزيرة نت "إن الحمض النووي المتحلل من العظام القديمة غالبا ما يكون مجزأ وملوثا، مما يجعل تحليله صعبا، كما أن فهم كيفية تأثير جين واحد على صفة معقدة، مثل السلوك أو التكيف البيئي، يتطلب تحليلا عميقا، لأن الجينات لا تعمل في عزلة، بل داخل شبكات تفاعلية دقيقة". الموا.. طائر بيئي بامتياز لا يهدف المشروع إلى إعادة الموا كشكل فقط، بل لاستعادة دوره البيئي الذي فُقد منذ قرون، فقد كان طائر الموا عاملا بيئيا مهما في نثر بذور النباتات المحلية، ونقل الفطريات الملونة التي تعتمد على مرورها داخل جهازه الهضمي لتتكاثر، كما يشكل ضغطا تطوريا على النباتات، مما أدى إلى ظهور أشكال نباتية متشابكة لحمايتها من الرعي. تقول أليسون: "بغياب الموا، أصبحت بعض الفطريات مهددة، لأنها طورت ألوانا زاهية لجذب الطيور، بينما الثدييات التي غزت البيئة لاحقا لا تتفاعل معها، وإعادة الموا قد تسمح لهذه الأنواع بالعودة للمنافسة والتكاثر". وينفذ المشروع بالتنسيق الكامل مع مركز أبحاث شعب "نْغاي تا-هو"، وهو الممثل الثقافي لشعوب الماوري في نيوزيلندا الذين لطالما اعتبروا طائر الموا جزءا من هويتهم وثقافتهم. ويعمل المركز على إعداد تقارير تقييم المخاطر، وتحديد مواقع محتملة لإعادة إطلاق الطائر، وتنفيذ مشاريع ترميم بيئي تستهدف تهيئة الغابات النيوزيلندية القديمة لتناسب حياة الموا من جديد. بين الإعجاب والجدل الأخلاقي لكن المشروع لا يخلو من التساؤلات الأخلاقية، فبينما يرى البعض فيه أملا علميا، يعتبره آخرون تشتيتا للموارد عن أولويات بيئية أكثر إلحاحا، مثل إنقاذ الأنواع المهددة حاليا أو مكافحة التغير المناخي. ويعلق الدكتور قابيل قائلا "إن تكلفة مثل هذه المشاريع كبيرة، وربما يكون لها أثر أقوى لو وُجهت لحماية الأنواع المهددة. ومع ذلك، فإن هذه المشاريع تثير وعيا عاما قد يعزز دعم العلم وقضايا الحفظ البيئي، وهو ما لا تحققه الجهود التقليدية بسهولة". وفي ختام تصريحه، يشير قابيل إلى بُعد آخر للمشروع: "قد لا يعود طائر الموا أبدا كما كان، لكن ما يُبذل من أجله قد يُطلق صناعة جديدة بالكامل، قائمة على استخراج الحمض النووي القديم، والهندسة الوراثية للأنواع المنقرضة".
