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”.