اكتشاف ديدان خيطية تبني أبراجاً مذهلة في الطبيعة

الأبراج الحية: اكتشافات جديدة في سلوك الديدان الخيطية

تبدو الطبيعة وكأنها توفر لك مهرباً من صخب الحياة في المدينة، لكن العالم الذي يقع تحت قدميك قد يروي لك قصة أخرى. فحتى في ظل شجرة فاكهة، يمكن أن تكون محاطًا بناطحات سحاب صغيرة ليست مصنوعة من الفولاذ أو الخرسانة، بل من ديدان مجهرية تتلوى وتتلوى على شكل أبراج عمودية طويلة.

وعلى الرغم من أن هذه الديدان المعمارية المصغرة، التي تسمى الديدان الخيطية، موجودة في جميع أنحاء سطح الأرض، إلا أن العلماء في ألمانيا شهدوا مؤخرًا تقنيات البناء المثيرة للإعجاب في الطبيعة لأول مرة.

بعد أشهر من الفحص الدقيق للكمثرى والتفاح المتعفنة في البساتين المحلية، تمكن باحثون من معهد ماكس بلانك لسلوك الحيوان وجامعة كونستانز من رصد المئات من الديدان التي يبلغ طولها 1 مليمتر (0.04 بوصة) وهي تتسلق بعضها البعض وتجمع هياكل تصل إلى 10 أضعاف حجمها الفردي.

ولمعرفة المزيد عن الفيزياء الغامضة للأبراج اللزجة الناعمة، أحضر فريق الدراسة عينات من الديدان الخيطية التي تسمى Caenorhabditis elegans إلى المختبر وقاموا بتحليلها. وهناك، لاحظ العلماء أن الديدان يمكن أن تتجمع في غضون ساعات، حيث كان بعضها يخرج من الكتلة الملتوية كـ "أذرع" استكشافية تستشعر البيئة المحيطة وتبني وفقًا لذلك. لكن سبب تشكيل الديدان لهذه الهياكل لم يكن واضحاً على الفور.

تُظهر النتائج التي توصل إليها الفريق، والتي نُشرت يوم الخميس في مجلة علم الأحياء الحالي، أنه حتى أصغر الحيوانات يمكن أن تثير أسئلة كبيرة حول الغرض التطوري للسلوكيات الاجتماعية.

قالت سيرينا دينغ، كبيرة مؤلفي الدراسة ورئيسة مجموعة أبحاث ماكس بلانك للجينات والسلوك: "ما حصلنا عليه هو أكثر من مجرد وقوف بعض الديدان فوق بعضها البعض". "إنه كائن حي خارق منسق، يتصرف ويتحرك ككل."

{{MEDIA}}

سلوكيات الديدان الخيطية: ردود الفعل على المحفزات

لمعرفة ما الذي كان يحفز سلوك الديدان الخيطية في البناء، اختبر فريق الدراسة ردود فعل الديدان على وخزها وحتى زيارة ذبابة لها كل ذلك أثناء تكديسها في تشكيل برج.

وقالت المؤلفة الأولى للدراسة، دانييلا بيريز، وهي باحثة ما بعد الدكتوراه في معهد ماكس بلانك لسلوك الحيوان: "لقد رأينا أنها تتفاعل بشكل كبير مع وجود محفز". "إنهم يستشعرون ذلك، ثم يتجه البرج نحو هذا المحفز، ويربط نفسه بمعول معدني أو ذبابة تطن حوله."

وتشير ردة الفعل المنسقة هذه إلى أن هذه الديدان الخيطية الجائعة قد تتحد معًا لتلتصق بسهولة بالحيوانات الأكبر حجمًا مثل الحشرات التي تنقلها إلى مراعي (ليست) أكثر خضرة مع المزيد من الفاكهة الفاسدة لتتغذى عليها، كما قالت بيريز.

"إذا فكرت في الأمر، لا يمكن لحيوان يبلغ طوله مليمترًا واحدًا أن يزحف على طول الطريق إلى الفاكهة التالية على بعد مترين (6.6 قدم). فقد يموت بسهولة في طريقه إلى هناك، أو أن يأكله حيوان مفترس". وأضافت أن الديدان الخيطية قادرة على التنقل بمفردها أيضًا، لكن وصولها إلى منطقة جديدة في مجموعة قد يسمح لها بمواصلة التكاثر.

وأشارت بيريز إلى أن الهياكل نفسها قد تعمل أيضًا كوسيلة للانتقال، كما يتضح من كيفية قيام بعض الديدان بتشكيل جسور عبر الفجوات داخل أطباق بتري للانتقال من سطح إلى آخر.

قالت أوريت بيليغ، الأستاذة المشاركة في علوم الحاسوب التي تدرس الأنظمة الحية في معهد بيوفرونتيرز بجامعة كولورادو بولدر: "هذا الاكتشاف مثير حقًا". "إنه يثبت الوظيفة الإيكولوجية لإنشاء برج، ويفتح الباب أمام إجراء المزيد من التجارب المنضبطة لمحاولة فهم العالم الإدراكي لهذه الكائنات الحية، وكيفية تواصلها داخل مجموعة كبيرة." لم تشارك بيليغ في الدراسة.

{{MEDIA}}

التعاون والتنافس بين الديدان الخيطية

كخطوة تالية، قالت بيريز إن فريقها يرغب في معرفة ما إذا كان تشكيل هذه الهياكل هو سلوك تعاوني أم تنافسي. وبعبارة أخرى، هل تتصرف الديدان الخيطية الشاهقة بشكل اجتماعي لمساعدة بعضها البعض، أم أن أبراجها أقرب إلى تدافع الديدان الخيطية في يوم الجمعة الأسود؟

هل تتعاون الديدان الخيطية أم تتنافس؟

قالت دينغ إن دراسة سلوكيات المخلوقات الأخرى ذاتية التجميع يمكن أن تقدم أدلة على المعايير الاجتماعية للديدان الخيطية وتساعد في الإجابة على هذا السؤال.

قال ديفيد هو، أستاذ الهندسة الميكانيكية وعلم الأحياء في جامعة جورجيا للتكنولوجيا، إن النمل الذي يتجمع ليشكل طوافات طافية للنجاة من مياه الفيضانات هو من بين المخلوقات القليلة المعروفة بتكوين فريق مثل الديدان الخيطية. لم يشارك هو في هذه الدراسة.

وقال هو: "إن النمل يضحّي ببعضه البعض بشكل لا يصدق، ولا يتشاجرون بشكل عام داخل المستعمرة". "هذا بسبب جيناتهم الوراثية. فجميعهم يأتون من نفس الملكة، لذا فهم مثل الأشقاء."

دروس من سلوكيات المخلوقات الأخرى

وقالت بيريز إنه مثل النمل، لا يبدو أن الديدان الخيطية تظهر أي تمايز واضح في الأدوار أو التسلسل الهرمي داخل هياكل الأبراج. فقد كانت كل دودة من القاعدة إلى أعلى الهيكل متساوية في الحركة والقوة، مما يشير إلى عدم وجود منافسة. ومع ذلك، فقد كانت الديدان المزروعة في المختبر مستنسخة من بعضها البعض بشكل أساسي، لذلك ليس من الواضح ما إذا كان تمايز الأدوار يحدث في الطبيعة بشكل أكبر، حيث يمكن أن يكون هناك اختلافات جينية أكثر بين مجموعات الديدان الخيطية.

التواصل بين الديدان الخيطية

بالإضافة إلى ذلك، تميل المخلوقات المتعاونة اجتماعياً إلى استخدام شكل من أشكال التواصل، كما قالت بيليغ. وفي حالة النمل، قد تكون مسارات الفيرومونات، بينما يعتمد نحل العسل على طقوس الرقص الروتينية الخاصة به، وتستخدم القوالب الوحلية إشاراتها الكيميائية النابضة.

أما بالنسبة للديدان الخيطية، فلا يزال من غير الواضح كيف تتواصل هذه الديدان الخيطية أو ما إذا كانت تتواصل على الإطلاق، كما قالت دينغ. "إن الخطوات التالية لـ (الفريق) هي في الحقيقة مجرد اختيار الأسئلة التالية التي يجب طرحها."

التطبيقات المحتملة في التكنولوجيا

وقال هو إنه كان هناك اهتمام كبير بدراسة سلوكيات الحيوانات التعاونية بين مجتمع الروبوتات. وأضاف أنه من الممكن في يوم من الأيام، يمكن استخدام المعلومات حول التواصل الاجتماعي المعقد لمخلوقات مثل الديدان الخيطية لإثراء كيفية تواصل التكنولوجيا، مثل خوادم الكمبيوتر أو أنظمة الطائرات بدون طيار.