تجربة مذهلة مدتها 30 عامًا تصور التطور الذي يحدث في الوقت الفعلي

كلوسترنوبورج، النمسا – بشكل عام، يعتقد العلماء أن التطور يستغرق قرونًا لا تعد ولا تحصى لإحداث تغييرات كبيرة في أي كائن حي. ومع ذلك، فقد كشفت دراسة جديدة عن هذه العملية المذهلة في غمضة عين.

اكتشف فريق من الباحثين من معهد العلوم والتكنولوجيا في النمسا (ISTA) وجامعة نورد النرويجية أن القواقع البحرية تشبه أسلافها إلى حد كبير منذ 30 عامًا – وهو جزء صغير من الأساس التطوري.

تبدأ القصة في عام 1988 عندما أهلكت تكاثر الطحالب السامة مجموعات من القواقع البحرية من المناطق الصخرية الصغيرة المعروفة باسم skerries في أرخبيل كوستر بالقرب من الحدود السويدية النرويجية. في حين أن هذه الكارثة البيئية قد تبدو غير ذات أهمية بالنسبة للكثيرين، إلا أنها بالنسبة لعالمة البيئة البحرية كيرستين جوهانسن من جامعة جوتنبرج، قدمت فرصة فريدة لدراسة التطور على أرض الواقع.

في عام 1992، بعد أربع سنوات من ازدهار الطحالب، قرر جوهانسون إعادة إدخال القواقع إلى واحدة من هذه المراعي الشاغرة الآن. وهنا يكمن التطور: فبدلاً من إعادة نفس النوع من الحلزون الذي عاش من قبل، قام بإدخال مجموعة مختلفة من نفس النوع. شاطئ حصوي.

توجد هذه القواقع البحرية بشكل شائع على طول ساحل شمال المحيط الأطلسي، وقد طورت خصائص مختلفة لتناسب بيئتها الخاصة. يُطلق على النوعين الرئيسيين اسم “القواقع الموجية” و”حلزونات السلطعون”. القواقعكانت تسكن في الأصل الصخور الصخرية، وهي صغيرة ذات أصداف رقيقة، وفتحات كبيرة مستديرة، وسلوك جريء – وهي تكيفات تساعدها على البقاء في بيئة تجتاحها الأمواج. القواقع السلطعونمن ناحية أخرى، تحتوي السرطانات الأكبر حجمًا على أصداف أكثر سمكًا، وفتحات طولية أصغر، وسلوكًا أكثر حذرًا، وهي خصائص تحمي السرطانات من الحيوانات المفترسة في المياه الهادئة.

أدخلت تجربة يوهانسون حلزونات السلطعون إلى المنحدرات، التي كانت في السابق موطنًا لقواقع المد والجزر. والسؤال هو: كيف ستتكيف هذه القواقع السرطانية مع بيئة التعرض الجديدة للمد والجزر؟

النتائج المنشورة في المجلة التقدم العلمي لا شيء رائع. وفي غضون بضعة أجيال – تتكاثر القواقع مرة أو مرتين في السنة – بدأ العلماء في رؤية دليل على التكيف. على مدى 30 عامًا، تطورت حلزونات السلطعون المزروعة لتشبه حلزونات المد والجزر التي كانت تسكن الصخور الصخرية قبل ازدهار الطحالب.

“على مدى 30 عامًا من التجارب، تمكنا من التنبؤ بشكل مؤكد بالشكل الذي ستبدو عليه القواقع والمناطق الجينية التي قد تكون متورطة. يقول دييغو غارسيا كاستيلو، وهو طالب دراسات عليا في ISTA وأحد المؤلفين الرئيسيين للدراسة: “كان التغيير سريعًا ومثيرًا”. الافراج عن وسائل الإعلام.

ما يجعل هذه الدراسة رائعة بشكل خاص هو أن القواقع لم تطور هذه السمات الجديدة من الصفر. وبدلاً من ذلك، استفادوا من التنوع الجيني الموجود بالفعل في سكانهم، وإن كان على مستوى أقل. هذا التنوع الجيني الموجود، بالإضافة إلى التدفق الجيني المحتمل من مجموعات حلزونات المد والجزر المجاورة، سمح بالتكيف السريع مع البيئة الجديدة.

تمتد آثار هذه الدراسة إلى ما هو أبعد من عالم القواقع. في عصر التغير البيئي السريع، يعد فهم كيفية تكيف الأنواع بسرعة أمرًا بالغ الأهمية.

يوضح غارسيا كاستيلو: “يسمح لنا هذا العمل بإلقاء نظرة فاحصة على التطور المتكرر والتنبؤ بكيفية تمكن المجموعات السكانية من تطوير سمات تطورت بشكل منفصل في الماضي في ظل ظروف مماثلة”.

تؤكد أنيا ماري ويستروم، الباحثة في جامعة نورد والمؤلفة المشاركة في الدراسة، على أهمية التنوع الجيني في التكيف.

يقول: “ليست كل الأنواع قادرة على الوصول إلى مجموعات جينية كبيرة، كما أن خلق سمات جديدة من الصفر أمر بطيء للغاية. التكيف معقد للغاية ويواجه كوكبنا تغيرات معقدة مثل الظواهر الجوية المتطرفة، وتغير المناخ السريع، والتلوث والطفيليات الجديدة”. ويستروم. “ربما يساعد هذا البحث في إقناع الناس بالحفاظ على مجموعة متنوعة من الموائل الطبيعية حتى لا تفقد الأنواع تنوعها الجيني.”

بينما يواجه كوكبنا تغيرات معقدة بما في ذلك الأحداث الجوية القاسية وتغير المناخ والتلوث والطفيليات الجديدة، فإن قدرة الكائنات الحية على التكيف بسرعة قد تكون المفتاح لبقائها. وتقدم الدراسة لمحة عن كيفية عمل التطور على فترات زمنية قصيرة نسبيا، مما يعطي الأمل للأنواع التي تواجه تغيرات بيئية سريعة.

واليوم، زاد عدد القواقع في منطقة التزلج التجريبية إلى حوالي 1000 حلزون، مما يدل على قدرتها الرائعة على التكيف والازدهار في الظروف الجديدة. وبينما نواصل مواجهة التحديات البيئية على نطاق عالمي، فإن الدروس المستفادة من هذه القواقع البحرية الصغيرة ستكون ذات قيمة كبيرة في فهم والتنبؤ بكيفية استجابة الأنواع لعالمنا المتغير.