ما السلاح السري الذي يساعد الثدييات أثناء الغوص الطويل؟
كشفت دراسة جديدة نشرت، يوم 20 مارس في مجلة "ساينس" أن الفقمات، وهي نوع من الثدييات البحرية تمتلك سلاحا سريا للبقاء على قيد الحياة أثناء الغوص الطويل، وهو القدرة على استشعار مستويات الأكسجين في دمها مباشرة، وهو ما تفتقر إليه معظم الثدييات، مما يسمح لها بالبقاء مغمورة فترة أطول والعودة إلى السطح قبل أن يؤدي نقص الأكسجين إلى الغرق.
وتتحدى هذه النتائج الفكرة السائدة، أن الثدييات تعتمد أساسا على ارتفاع مستويات ثاني أكسيد الكربون لتحفيز التنفس.
ويقول المؤلف الرئيسي للدراسة "كريس ماكنايت" -الباحث في وحدة أبحاث الثدييات البحرية بجامعة سانت أندروز- في تصريحات للجزيرة نت: "لقد أثبتنا أن الفقمات تعدل سلوك الغوص استجابة للتغيرات في مستويات الأكسجين، وليس ثاني أكسيد الكربون، وهو المحفز المعتاد للتنفس لدى الثدييات البرية".
تعديل تركيبة الهواء
اعتمدت على سلسلة من التجارب مع "فقمات الرمادي" الصغيرة في بيئة غوص محكومة. إذ عدّل الباحثون تركيبة الهواء المستنشق من الفقمات، متلاعبين بمستويات الأكسجين، وثاني أكسيد الكربون بشكل مستقل، ثم راقبوا كيف عدلت الحيوانات أنماط غوصها.
أظهرت النتائج، أن الفقمات مددت مدة غوصها عند استنشاق هواء غني بالأكسجين، وسارعت في الصعود إلى السطح عند انخفاض مستويات الأكسجين؛ في المقابل، لم يكن لارتفاع مستويات ثاني أكسيد الكربون تأثير يذكر على سلوك الغوص لديها.
"هذا الاكتشاف مهم لأنه يشير إلى تكيّف تطوري خاص بالثدييات البحرية الغطاسة"، كما وضح "ماكنايت"، الذي أضاف: "على عكس البشر، الذين قد يفقدون الوعي بسبب نقص الأكسجين إذا لم ترتفع مستويات ثاني أكسيد الكربون بسرعة كافية، يبدو أن الفقمات طورت وعيا إدراكيا مباشرا بمخزونها من الأكسجين، مما يساعدها على تجنب هذا الخطر".
تستند هذه الدراسة إلى ملاحظات سابقة تشير إلى أن الفقمات تمتلك أجسام سبات متخصصة للغاية -وهي مجموعات من المستقبلات الكيميائية القريبة من القلب والدماغ- وقد تكون مسؤولة عن حساسيتها العالية للأكسجين. من المحتمل أن تكون هذه التكيفات حيوية للبقاء في البيئات البحرية العميقة، حيث يمكن أن يكون التحكم المباشر في استخدام الأكسجين هو الفرق بين نجاح الغوص وفشله.
ميزة كبيرة
يقول المؤلف الرئيسي للدراسة، إن إمكانية إدراك الأكسجين تمنح الفقمات ميزة كبيرة، إذ إنها تسمح لها بالاستفادة القصوى من وقتها تحت الماء، حيث تبحث عن الغذاء، دون تعريض نفسها للخطر.
"تمتد تداعيات هذه النتائج إلى ما هو أبعد من الفقمات. فقد تمتلك ثدييات بحرية أخرى، مثل الحيتان والدلافين، تكيفات مماثلة" يضيف الباحث.
لذلك، يقترح مؤلفو الدراسة إجراء مزيد من الأبحاث على هذه الأنواع لتحديد ما إذا كان الإدراك الإدراكي للأكسجين سمة تطورية منتشرة بين الحيوانات الغواصة.
إلى جانب تعميق فهمنا لفسيولوجيا الثدييات البحرية، قد يكون لهذه الدراسة تطبيقات في الطب البشري، خاصة في مجال الغوص. على سبيل المثال، غالبا ما يقوم الغواصون الأحرار والغواصون العسكريون بفرط التهوية قبل الغوص لتقليل مستويات ثاني أكسيد الكربون، مما قد يؤخر الرغبة في التنفس، ولكنه يزيد أيضا من خطر فقدان الوعي.
ومن ثم، فدراسة كيفية تجنب الفقمات هذه المشكلة طبيعيا، يمكن أن تساعد في تطوير بروتوكولات أمان جديدة للغواصين البشريين، وفقا لـ"ماكنايت".
يقول ماكنايت "هذه مجرد البداية" ويضيف: "نحتاج الآن إلى استكشاف كيفية معالجة الفقمات معلومات الأكسجين في أدمغتها، وما إذا كانت آليات مماثلة موجودة في أنواع أخرى. يمكن أن يؤدي فهم هذه التكيفات إلى إحداث ثورة في طريقة تفكيرنا في فسيولوجيا الغوص لكل من الحيوانات والبشر".
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 3 أيام
- الجزيرة
لأول مرة.. علماء يحولون الرصاص إلى ذهب لحظيًا
لطالما حَلَم الناس قديمًا -وربما في أيامنا الحالية أيضًا- بتحويل المعادن إلى ذهب، وهو الحلم الذي سعى "الخيميائيون" القدامى إلى تحقيقه، لكن محاولاتهم لم تكلل بالنجاح مطلقا. وانتقالًا من القرن الثاني عشر إلى القرن الحالي، تحديدا 7 مايو/أيار 2025، تمكن مجموعة من الباحثين في مختبر فيزياء الجسيمات "سيرن" بسويسرا من إنتاج عدد ضئيل من جزيئات الذهب باستخدام الرصاص، باستخدام "مصادم الهدرونات الكبير"، الأكبر في العالم. وتعد هذه التجربة الأولى من نوعها التي ترصد إنتاج الذهب وتحلله معمليًا، بحسب الدراسة التي نشرت في دورية "فيزيكال ريفيو سي". هل نحن بصدد تحويل المعادن إلى ذهب؟ يُصَرِّح الدكتور مصطفى بهران -الأستاذ الزائر في قسم الفيزياء بجامعة كارلتون الكندية- للجزيرة نت: "الهدف الرئيس من هذا العمل دراسة أنماط انبعاث البروتونات في هذه التصادمات من أجل تعزيز فهم الفيزياء الأساسية، ما قد يساعد في تطوير النظريات المتعلقة بالتفاعلات النووية وإنتاج الجسيمات". ويضيف بهران "البحث تقني تمامًا ولا توجد له تطبيقات مباشرة خارج المعرفة الفيزيائية، ولا يرتبط البحث كذلك بهدف إنتاج الذهب". جدير بالذكر أن الرصاص يحتوي على 82 بروتونًا، بينما يضم الذهب 79 بروتونًا، ومن أجل أن يتحول الرصاص إلى ذهب، ينبغي أن يفقد الرصاص 3 بروتونات، الأمر الذي يحتاج إلى طاقة شديدة القوة، وهو الدور الذي مارسه "مصادم الهدرونات الكبير". تصادمات من نوع مُخْتَلِف تعتمد طريقة عمل مصادم الهدرونات الكبير على توجيه أشعة تحوي الهدرونات (جسيمات تحت ذرية غالبًا ما تتكون من البروتونات أو النيوترونات التي تمتلك قدرًا هائلًا من الطاقة) بسرعة مقاربة لسرعة الضوء، وهو سبب تسمية هذه الآلة باسم "مسارع الجزيئات". ويُطلِق الجهاز حزمتي أشعة من هذا النوع حيث يعمل الباحثون على توجيههما -أي حزمتي الأشعة- باستخدام المجالات المغناطيسية إلى أن يكونا في اتجاه معاكس، الأمر الذي يؤدي إلى تصادم الجزيئات. يوضح بهران أن التصادم الحادث في هذه الدراسة "تصادمات طرفية، بمعنى أن النوى (جمع نواة) لا تصطدم مباشرة ببعضها بعضًا، وبدلًا من ذلك تتفاعل من خلال القوى الكهرومغناطيسية دون أن تتلامس، إن صح التعبير". ومرور هذه الأيونات بعضها بالقرب من بعض يُطلق قدرًا من الطاقة في صورة فوتونات، وتسبب هذه الفوتونات عالية الطاقة فقدان نواة ذرات الرصاص -المستخدمة في التجربة- لثلاثة بروتونات، مما يعني التَحَوّل إلى ذرات من الذهب. ذهب غير مستقر ما بين العامين 2015 و2018 رصد الباحثون كمية ذرات الذهب المتكونة جراء هذه التصادمات الطرفية، فقدروها بنحو 86 مليار ذرة من الذهب، أو ما يساوي نحو 29 تريليون من الغرام الواحد (1/29 تريليون غرام). واتسمت هذه الذرات بانعدام استقرارها، فقد رصد الباحثون بقاء ذرات الذهب مدة ميكروثانية واحدة قُبيل اصطدامها بمكونات مصادم الهدرونات، أو تكسرها إلى جزيئات أخرى. تتميز هذه الدراسة بأنها الأولى التي استطاعت رصد إنتاج ذرات الذهب وتحليلها معمليًا، نظرًا لوجود جهاز مخصص للكشف عن هذه الذرات ضئيلة الكم، بحسب بوليانا دمتريفا عالمة الفيزياء النووية الروسية. فهم أكبر لكوننا الكبير ويرى بهران هذه التجربة تمثل خطوة جديدة نحو فهم عالمنا بصورة أفضل من خلال الكشف عن مزيد من خبايا علم الفيزياء. إعلان ويضيف "استنادًا إلى هذا البحث يمكن استكشاف عدة اتجاهات محتملة مستقبلًا، منها تحسين النماذج النظرية لفهم انبعاث البروتون في هذه التصادمات، سواء بالأعمال النظرية الأساسية أو المحاكاة". ويوضح بهران أنه "يُمكن أيضًا إجراء مزيد من التجارب التي تتضمن تصادمات مماثلة باستخدام طاقات مختلفة أو أنواع مختلفة من النوى، لمعرفة كيفية تَغَيُر أنماط انبعاث البروتون، وقد يسهم البحث في تطور فهمنا للفيزياء الفلكية". الاستكشافات العلمية الكبرى تبدأ بأحلام بدأت محاولات تحويل المعادن مثل الرصاص والنحاس قديمًا، مارسها من أُطْلِق عليهم آنذاك الخيميائيون، والخيمياء تمثل نوعًا من العلوم الأولية التي اعتمدت على المزج بين التجريب والفلسفة، وظهرت هذه الممارسات مبكرًا في مصر القديمة واليونان، ثم الدولة الإسلامية، إلى أن وصلت إلى أوروبا وذاع صيتها في القرن الثاني عشر. وحاول الخيميائيون تحويل المعادن إلى ذهب عبر مزج عدد من المواد وتسخينها فيما يُشبه العمليات الكيميائية المتعارف عليها، مما يجعل الخيمياء تمثل خطوة أولى نحو علم الكيمياء. وحلَم الخيميائيون -إلى جوار إنتاج الذهب- بالوصول إلى حجر المعرفة (حجر الفيلسوف) الذي اعتقدوا أنه سيساعدهم في الكشف عن سر الشباب والصحة الأبديَّتيْن، وهو بالطبع ما لم يتمكنوا من تحقيقه.
الجزيرة
منذ 3 أيام
- الجزيرة
بنوك الدم خاوية في غزة والمجاعة تؤثّر على صحة المتبرعين
غزة – كالمعتاد، عند الثامنة صباحا فتح قسم بنك الدم في مجمع ناصر الطبي ب مدينة خان يونس جنوب قطاع غزة أبوابه، ولنحو 4 ساعات، رصدت الجزيرة نت هدوءا تاما ومقاعد فارغة، على وقع أصوات الإنذار الصادرة عن سيارات الإسعاف، التي تتوافد على المجمع محملة بجرحى غارات جوية إسرائيلية مكثفة على المنازل وخيام النازحين. طوال هذه الساعات لم يحضر سوى متبرع واحد، اعتاد على التبرع بالدم منذ ما قبل اندلاع الحرب الإسرائيلية على القطاع عقب عملية " طوفان الأقصى" في 7 أكتوبر/تشرين الأول 2023، لكن يوسف التلاوي يقول للجزيرة نت إنه خلال الشهور الستة الماضية امتنع عن التبرع لشعوره بـ"الهزال والدوخة بسبب المجاعة وسوء التغذية". صبيحة أول أمس الأحد، استيقظ التلاوي وفي نيته التبرع وقد تملّكه الحزن لعدم وجود ما يتناوله من طعام قبل التوجه لبنك الدم، ولولا دعاه صديق له لتناول الإفطار برفقته لما تمكّن من ذلك، ويقول "لا أملك غير دمي للتبرع به للمساعدة في إنقاذ جريح قد تكون قطرة منه تعني الحياة بالنسبة له". قبل اندلاع الحرب كان التلاوي (25 عاما) معتادا على التبرع بشكل دوري ومستمر، مرة كل 3 شهور، غير أن العدوان لم يمنحه الفرصة سوى 3 مرات فقط للتبرع بالدم، ويُرجع هذا الشاب، المتزوج حديثا والذي رُزق بطفلته الأولى، السبب "ل استهداف المستشفيات والحصار والمجاعة وسوء التغذية". إعلان تشير مديرة وحدة المختبرات وبنوك الدم في وزارة الصحة الدكتورة صوفيا زعرب إلى "ظاهرة ملفتة لعزوف الشباب عن التبرع بالدم"، وتقول للجزيرة نت إنها ازدادت على نحو كبير منذ تشديد الحصار وإغلاق المعابر في 2 مارس/آذار الماضي، وما تبع ذلك من تفشي المجاعة وسوء التغذية. وحسب زعرب، لم يدخل رصيد بنك الدم في مجمع ناصر الطبي خلال الأيام الثلاثة الماضية سوى 10 وحدات دم فقط، في مقابل صرف 250 وحدة في الفترة ذاتها منذ صباح يوم الجمعة الماضي، لمواكبة الأعداد الهائلة من الجرحى. من جانبه، يقول شريف إهليل، وهو شاب رياضي في الثلاثين من عمره، للجزيرة نت "أشعر أنني لست بخير"، وكلما عزم على التبرع بالدم يتردد ويعزف عن ذلك. كان إهليل لاعبا لكرة القدم في أندية محلية، ويؤكد أنه لا يعاني من أية أمراض، غير أنه لا يتناول أي طعام صحي منذ إغلاق المعابر واستئناف الحرب على القطاع في 18 مارس/آذار الماضي، حيث لا تتوفر اللحوم والدواجن والأسماك في الأسواق، والخضراوات شحيحة وأسعارها "فلكية"، ويعتمد في غذائه اليومي على ما تبقى لديه من أغذية معلبة حصل عليها في طرود مساعدات إنسانية سابقة. وتقول الدكتورة زعرب إن "المجاعة فتكت بالجميع، وكثيرون من أمثال إهليل في مرحلة الشباب يعانون من سوء التغذية، ويخشون من التبرع بالدم، وبينهم من يتعالى على جوعه ويأتي للتبرع، ولكنه يشعر بالتعب والدوخة ولا يستطيع إكمال الوحدة، ونضطر لإتلاف الكمية التي سُحبت منه". واقع خطير أحد هؤلاء شاب في العشرينيات من عمره، بجسد تبدو عليه الصحة، حضر قبل بضعة أيام للتبرع بالدم، وبعد دقائق معدودة من جلوسه على المقعد المخصص وهو ينظر إلى أنبوب متصل بكيس طبي يُفترض أن يمتلئ بوحدة الدم، ظهرت عليه فجأة علامات التعب الشديد وبدأ يتصبب عرقا وأُصيب بالغثيان والدوخة. لاحظت عليه الموظفة ذلك، وسألته فورا "هل تناولت أي شيء قبل حضورك للتبرع؟ وعندما أخبرها أن آخر ما دخل جوفه "قطعة صغيرة من الخبز تناولها مع القليل من الزعتر الليلة الماضية"، نزعت الأنبوب من يده، ورفضت تبرعه. ووفقا للدكتورة زعرب، فإن مثل هذه الحالة تتكرر مع متبرعين يؤثرون على أنفسهم ويتعالون على آلامهم للتبرع بالدم، تلبية لنداءات متواترة ومستمرة من المستشفيات، للمساهمة في إنقاذ أرواح جرحى، غير أن تداعيات الجوع تظهر عليهم أثناء عملية نقل الدم، التي تتطلب "طاقة وسعرات حرارية وتعويضا سريعا للسوائل والسكريات المفقودة، وهي أشياء رغم بساطتها مفقودة بسبب الحصار والمجاعة". ودرجت العادة على منح العصائر للمتبرع بالدم، لكنها توضح أن بنوك الدم في غزة تفتقر لهذه العصائر بسبب الحصار ومنع الاحتلال إدخال المساعدات الإنسانية والبضائع التجارية، و"في أحيان كثيرة لا نجد حتى كوبا من المياه العذبة ليشربه المتبرع". ووصفت المسؤولة الطبية واقع بنوك الدم بأنه "معقد وخطير ومقلق للغاية"، وتقدّر أن رصيد الدم المتوفر حاليا يكفي لأربعة أيام فقط في أحسن الأحوال، ما لم تشهد الاعتداءات الإسرائيلية تصعيدا على نحو أكبر وأوسع. قيود إسرائيلية تعاني بنوك الدم في غزة من عجز كبير في أرصدة الدم، وفي أجهزة نقل الدم والأكياس ومواد للفحص، وتقول الدكتورة زعرب إن الكثير من المواد والمستلزمات "رصيدها صفر"، حيث يمنع الاحتلال إدخالها ووحدات دم من الخارج لتغذية الأرصدة ومواكبة التطورات وإنقاذ الجرحى والمرضى، وآخرها كمية من متبرعين ب الضفة الغربية منع إدخالها قبل استئنافه الحرب. وتؤكد "جراء ذلك، نعمل في ظروف صعبة واستثنائية لا تتناسب مع الضغط الهائل في أعداد الجرحى يوميا، وبتنا نحتاج لنحو نصف ساعة من أجل تجهيز وحدة دم واحدة بطريقة يدوية، وهي ضعف المدة التي كنا نستغرقها في الوقت الطبيعي". وتضيف مديرة وحدة المختبرات وبنوك الدم في وزارة الصحة صوفيا زعرب أن شدة الاعتداءات وما ينجم عنها من جرحى، وما تعانيه بنوك الدم من عجز ونواقص في كل شيء، "يجعل من الالتزام بالمعايير الطبية العالمية أمرا صعبا ومعقدا، ونضطر أحيانا لتجاوزها من حيث قياس نسبة الهيموغلوبين، والوزن، والضغط، والتأكد من سلامة المتبرع وخلوه من الأمراض، وقدرته على التبرع". ونتيجة ضغط الحاجة، تضطر بنوك الدم أحيانا للتعامل مع متبرعين يعانون من سوء التغذية، وهو ما يفسر معاناة الأغلبية في الوقت الحالي من الدوخة والصداع والهزال والغثيان، بعد عملية سحب الدم، وفق زعرب.
أخبار قطر
منذ 7 أيام
- أخبار قطر
قاح جديد لفيروس نقص المناعة البشرية: نتائج مبكرة واعدة
فتحت أبواب التجارب السريرية لاختبار استراتيجية جديدة للحماية من فيروس نقص المناعة البشرية المكتسب (إتش آي في) أمام نتائج مبكرة واعدة، حسب تقارير نُشرت في دورية «ساينس». تم اختبار لقاحات تستهدف الفيروس بالخلايا الإنتاشية لتنشيط الخلايا البائية وتحفيزها على إنتاج أجسام مضادة. يُعتبر هذا النهج أكثر فعالية من الحبوب اليومية للوقاية من الإصابة بالفيروس. تطرق الباحثون إلى أن الاستهداف بالخلايا الإنتاشية يحتاج إلى جرعات محددة لتحضير الخلايا البائية وتوجيه نضجها لإنتاج أجسام مضادة فعّالة. وأشار الباحثون إلى أنهم رأوا استجابة مناعية واعدة لدى المشاركين، مما يؤكد على نجاح هذه الاستراتيجية الجديدة في مكافحة الفيروس. وتم استخدام تقنية الحمض النووي الريبوزي المرسال في تجارب مبكرة أخرى، مما ساهم في تحضير الخلايا الإنتاشية بنجاح. تم إجراء التجارب في الولايات المتحدة ورواندا وجنوب أفريقيا، حيث يعيش أغلب مرضى فيروس نقص المناعة البشرية. وبفضل تقنية الحمض النووي الريبوزي المرسال، يبدو أن هناك فرصة لتطوير اللقاح بشكل أسرع وأكثر فعالية. هذا يفتح الباب أمام اختبارات أكثر للقاحات التي تستهدف الخلايا الإنتاشية، خاصة للسكان الأفارقة الأكثر احتياجًا للحماية من الفيروس.
