هذه المخلوقات البحرية تقوم بتكوين شبكات مخاطية عظيمة للحصول على طعامه

يجب على جميع الحيوانات أن تأكل من أجل البقاء. إذا كنت قد سمعت عن "حيوانات الرعي" من قبل، فقد يخطر ببال حيوانات المزرعة، مثل الأبقار أو الأغنام التي تتغذى على المراعي. لكن المحيط يملك مجموعته الخاصة من حيوانات الرعي، مع أشكال وتقنيات تغذية مختلفة جداً، وحتى غريبة. فبدلاً من الأسنان، تستخدم مجموعة من هذه اللافقاريات صفائح من المخاط تستهلك كميات هائلة من الجسيمات الصغيرة الشبيهة بالنباتات. في دراستنا الجديدة، أقترح أنا وزملائي تصنيفًا جديدًا لهذه المجموعة التي تم تجاهلها: "حيوانات الرعي المخاطي الشبكي"، وذلك تقديراً لاستراتيجيتها غير العادية في التغذية.

وخلافًا للمخاط  الموجود في أنوفنا، والذي يبدو مائياً عديم الشكل، يمكن أن تكون الصفائح المخاطية لهذه الكائنات على شكل شبكات مزخرفة. ويمكن لهذه الصفائح المخاطية أن تعمل كمرشح لالتقاط الأطعمة الصغيرة مثل البكتيريا. وتعتبر هذه الحيوانات ضخمة جدًا مقارنة بحجم طعامها حيث يصل حجمها إلى 10 آلاف ضعف حجم طعامها. ويشبه الأمر حبات السكر والملح بالنسبة للإنسان.

اعتاد علماء الأحياء البحرية من أمثالي أن يفكروا في أن الرعي المخاطي كان استراتيجية تغذوية "عامة". وكانت الفكرة هي أن هذه الكائنات ستتغذى على أي شي تلتقطه صفائحها المخاطية. لكن التطورات التقنية الحديثة تساعدنا على فهم أن الحيوانات ذات الرعي المخاطي الشبكي يمكن أن تكون آكلة صعبة الإرضاء. ويؤثر ما تستهلكه - أو تدعه - على شبكات الغذاء المحيطية.

كيف يعمل الرعي المخاطي الشبكي؟
تشمل الحيوانات التي تتغذى بالرعي المخاطي الشبكي السالبيات، والهلاميات النارية، والدوليودليدات، وجناحيات الأرجل، واليرقانيات. وهي تكون عادة بطول سنتيمترات، ويتراوح حجمها بين حجم ظفرك وحجم يدك. وتتكون بعض المستعمرات من العديد من الأفراد في سلاسل طويلة يمكن أن تكون أطول من ذلك بكثير. هذه المخلوقات كبيرة ومائية مقارنة بنظرائها العوالق الصلبة. وإذا خطوت على أحدها، فسوف تنكسر، ولكن لن تسحق. وتمكّنها المسطحات المائية في الغالب من النمو بسرعة كبيرة.

إن الحوانات ذات الرعي المخاطي الشبكي هي حيوانات عائمة وتتناسب مع المحيط المفتوح. وهي تعيش بعيدًا عن الشاطئ، حيث يكون الغذاء نادرًا، وغالبًا ما يكون صغيراً. وتمكّنها الثقوب الصغيرة والألياف الموجودة في شبكاتها المخاطية من التقاط الجسيمات المجهرية التي تبتلعها لاحقًا، وأحيانًا مع المخاط.

وعلى عكس العناكب التي تدور حول شبكات التغذية الخاصة بها، فإن هذه الحيوانات لها جهاز خاص، يطلق عليه اسم الميزابة الداخلية، والتي تفرز شبكتها المخاطية. وبحسب نوع الحيوان، يمكن أن تتوضع الشبكة المخاطية إما داخل أو خارج الجسم. فإحدى المجموعات، على سبيل المثال، تفرز فقاعة مخاطية كبيرة بما يكفي ليعيش الحيوان داخلها كمنزل له. بينما هناك مجموعة أخرى، يطلق عليها فراش البحر، تفرز شبكات مخاطية تتعلق على أقدامها التي تأخذ شكل الجناح. ويتراوح حجم هذه الشبكات المخاطية من 2.5 سنتيمتر إلى أكثر من 180 سنتيمتراً.

تاريخيًا، افترض العلماء أن الحيوانات التي تتغذى بالرعي الشبكي المخاطي كانت تأكل أي شيء يمر عبر المنخل المخاطي، وهو شبيه بمصفاة حوض المطبخ، وهو يلتقط كل شيء يتدفق بحجم معين. ويتحدى البحث الذي أجراه مختبري وباحثون آخرون هذا الافتراض، ويظهر أن التغذية قد تكون انتقائية للغاية. فقد يلتقط المخاط جسيمات طعام معينة، بينما يرفض تمامًا جسيمات أخرى على أساس حجمها أو شكلها أو خصائصها السطحية.

على سبيل المثال، عندما يتم تقديمها مع خليط من جزيئات الطعام عصوية وكروية الشكل - مختلفة الشكل ولكن متشابهة في الحجم - فإن أحد أنواع الحيوانات التي ترعى بطريقة الشبكة المخاطية يفضل ابتلاع الجسيمات الكروية.

وهذا أشبه بالاختيار بين التوتس والبطاطس المقلية: فكلاهما مصنوعان من البطاطس ويتساوى حجمهما تقريبًا ولكنهما يمتلكان شكلين مختلفين. إن اختيار طعام الحيوانات التي تتغذى بالرعي المخاطي لشبكي هو عمل منفعل، على الرغم من أنه يتعلق باختلاف اتجاه الفريسة في مياه البحر واعتراضها للشبكة.

ويمكن لهذه الحيوانات أن تختار الفريسة، لكن يمكن للفرائس أيضًا أن يكون لها رأي في الموضوع، إما بشكل فاعل أو منفعل. على سبيل المثال، تحتوي بعض البكتيريا على أسطح تشبه مادة التفلون، ولا تعلق بالشبكات المخاطية، لذلك لا يتم استهلاكها أبداً. وهكذا يمكن أن تؤثر جميع خصائص الفرائس المختلفة على هذا النوع من الرعي الذي لم يكن يحظى بالتقدير حتى وقت قريب.

قيد الدراسة ولكنه ليس عديم الأهمية

يهتم علماء المحيطات بكيفية تحرك المواد عبر المحيط وكيف يمكن تسوية هذه العملية بواسطة الكائنات الحية. وقد تكون الحيوانات التي تتغذى بالرعي المخاطي الشبكي جزءًا مهمًا من هذه الدورة.

إن حقيقة كونها لا تصطاد جميع الفرائس بالتساوي لها عواقب مهمة على كيفية تحرك الكربون عبر المحيط. بعد أن تتغذى هذه الحيوانات، فإنها تجمّع جسيمات الطعام غير المهضومة في كريات برازية مخاطية أو غيرها من مواد المخلفات. إن إعادة تجميع جسيمات الفريسة بالمخاط اللزج يركز الفريسة الصغيرة في كتلة أكبر، مما يجعلها تغرق بسرعة أكبر. ويؤدي هذا في نهاية المطاف إلى نقل المواد العضوية إلى أعماق المحيطات، ويحتمل أن يتم تخزينها لسنوات أو حتى قرون. وهذه المادة غير متوفرة لغالبية الكائنات البحرية التي تعيش بالقرب من السطح.

حتى العقد أو العقدين الماضيين، لم يكن لدى العلماء أدوات تقنية لمراقبة ما إذا كان يحدث مع الحيوانات التي تتعذى بالرعي المخاطي الشبكي في موطنها الأصلي بالمقاييس الدقيقة والمناسبة. ولأن هذه الكائنات هشة للغاية، فإن الباحثين في مختبري والباحثين الآخرين يستخدمون اليوم الغوص أو الروبوتات لمراقبتها تحت الماء مباشرة. وقد أظهرت لنا هذه المشاهدات القريبة والدقيقة باستخدام الكاميرات عالية السرعة والمجاهر تحت الماء، أو بإجراء دراسات التغذية في البيئة الطبيعية، كيفية اختيار جسيمات معينة ورفض غيرها.

وسيجمع المزيد من التقدم العلمي بين الطرق تحت المائية والتطورات الحديثة في التصوير والتسلسل الجيني لإلقاء الضوء على دور حيوانات الرعي المخاطي الشبكي في تشكيل بنية المجتمع الميكروبي في المحيط. ويسمح التصوير تحت الماء بمراقبة هذه المخلوقات الهشة دون مشاكل. ويستطيع الباحثون أن يراقبوا كيف تتصرف الجسيمات الفردية على الشبكة وما إذا كان يتم التقاطها في النهاية. ويساعد التسلسل الجيني المستخدم في سياق دراسات التغذية العلماء على تحديد وتمييز مجموعات الميكروبات الدقيقة التي غالبًا ما تكون غير مرئية للعين المجردة.
إن معرفة الجزيئات التي يتم استهلاكها والتي لا يتم استهلاكها تخبرنا عن تأثير الرعي المخاطي على شبكات الغذاء المحيطية.

محيطات متغيرة وتأثير متغير

ربما تملك حيوانات الرعي المخاطي الشبكي والتي يصعب إرضاؤها آثارًا عميقة على الدورات الحيوية الجيولوجية الكيميائية، لا سيما في ضوء ظروف المحيط المتغيرة. وتؤثر العوامل البيئية مثل درجة حرارة المحيط، وتوافر العناصر الغذائية، ونوع وكمية الفرائس الموجودة في الزمان والمكان الذي تظهر فيه حيوانات الرعي المخاطي، ومدة بقائها، وتأثيرها على شبكات الغذاء المحيطية.

يوفر أحد أنواع الهلاميات النارية الأكثر استوائية (الهلامي الناري الأطلسي) دراسة حالة. ونظرًا لكونه نموذجيًا في المياه الدافئة شمالًا حتى جنوب كاليفورنيا، فقد أربك العلماء والصيادين على حد سواء عندما ظهر قبالة سواحل أوريجون في عام 2014.

ولا أحد يعرف سبب ظهور الهلاميات النارية، ولكن درجات حرارة المحيطات ارتفعت في نفس الوقت تقريباً. ومثل غيرها من حيوانات الرعي المخاطي الشبكي، يسمح المرشح الدقيق للهلاميات النارية بالتغذي على الجسيمات الأصغر التي ترتبط بالمياه السطحية الأقل دفئًا والغنية بالمغذيات. وهي فريسة صغيرة جدًا بالنسبة لمعظم الحيوانات الأخرى. ويعمل مختبري بنشاط جنبًا إلى جنب مع الباحثين الآخرين على طول الساحل الغربي، لفهم سبب ظهور الهلاميات النارية، وكيف يمكن أن تؤثر على النظام البيئي البحري، وما إذا كانت ستستمر.

تعتبر حيوانات الرعي في المحيطات بشكل فطري أكثر تحديًا للدراسة من تلك الموجودة على الأرض؛ وما زلنا نتعرف إلى المزيد عن هويتها من خلال الطعام الذي تأكله.