سكنت العوالق البحرية، وخاصة الكائنات وحيدة الخلية المعروفة باسم المنخربات، المحيطات لمئات الملايين من السنين. تعد هذه المخلوقات المجهرية ذات القشرة الصلبة هي أكثر من مجرد بقع صغيرة في المحيط الشاسع، أساسية للسلسلة الغذائية البحرية وتعمل بمثابة أرشيف تاريخي يساعد العلماء على التنبؤ بالتغيرات في التنوع البيولوجي العالمي المرتبطة بمناخنا الدافئ.
العوالق تتنبأ بتغيرات التنوع البيولوجي
في الآونة الأخيرة، كشفت دراسة نشرت على موقع Nature موسعة تستخدم مجموعة بيانات عالمية عالية الدقة لحفريات المنخربات العوالق ــ وهي واحدة من أغنى المحفوظات البيولوجية المتاحة ــ عن رؤى مهمة. حيث اكتشف الباحثون أن الضغوط البيئية الكبرى التي أدت إلى الانقراض الجماعي كانت تسبقها دائمًا تغييرات طفيفة في تكوين هذه المجتمعات البحرية. تعمل هذه التحولات كنظام إنذار مبكر للانقراضات المستقبلية المحتملة.
الدراسة اشرف عليها أنشومان سوين، الباحث في جمعية زملاء جامعة هارفارد، المنتسب أيضًا إلى متحف علم الحيوان المقارن.
سورين الذي تدرب في البداية كفيزيائي، يطبق تحليل الشبكة على البيانات البيولوجية والحفريات. حيث قام بالتعاون مع المؤلف الأول المشارك آدم وودهاوس في جامعة بريستول، بالتحقيق في بنية المجتمع العالمي القديم للعوالق البحرية لتطوير تنبؤات لمستقبل الحياة في المحيطات.
تسخير الماضي لحماية مستقبلنا
شدد سوين على أهمية البيانات التاريخية في فهم التحديات المعاصرة. “هل يمكننا الاستفادة من الماضي لفهم ما قد يحدث في المستقبل، في سياق التغير العالمي؟”
وأشار الباحث إلى أن عمله السابق حول تأثير تكوينات الغطاء الجليدي القطبي على العوالق البحرية على مدى الخمسة عشر مليون سنة الماضية يوفر سياقًا قيمًا لكيفية استجابة التنوع البيولوجي للتحولات المناخية العالمية، لا سيما خلال فترات الدفء العالمي، والتي تعكس توقعات الاحتباس الحراري في المستقبل.
مخزون العوالق والتنوع البيولوجي
باستخدام قاعدة بيانات تريتون، التي وضعها وودهاوس، قام الفريق بتحليل كيفية تطور تكوين مجتمعات العوالق المنخربية على مدى فترات طويلة، أطول بكثير من تلك التي تمت دراستها عادة.
كان التركيز على مناخ العصر الأيوسيني الأمثل، وهي مرحلة مهمة من درجات الحرارة العالمية المرتفعة التي حدثت بعد عصر الديناصورات. وهذه الفترة قابلة للمقارنة بأسوأ سيناريوهات الانحباس الحراري العالمي الحديثة. حيث وجد الباحثون أنه قبل حدث الانقراض منذ حوالي 34 مليون سنة، أصبحت المجتمعات البحرية في جميع أنحاء العالم متخصصة للغاية، باستثناء مناطق خطوط العرض العليا الجنوبية.
يشير هذا إلى هجرة جماعية للعوالق الدقيقة إلى خطوط عرض أكثر برودة وأعلى وبعيدًا عن المناطق الاستوائية. ويشير هذا النمط إلى تحولات بيئية كبيرة يمكن اكتشافها في السجلات الأحفورية قبل وقت طويل من حدوث الانقراض الفعلي للتنوع البيولوجي.
البيانات القديمة والتنوع البيولوجي في المستقبل
لا يمكن المبالغة في أهمية مراقبة هياكل المجتمع البيولوجي للتنبؤ بالانقراضات المستقبلية. إن الأفكار المستمدة من دراسات العوالق تمهد الطريق لإجراء أبحاث أوسع نطاقا في مجال التنوع البيولوجي على الكائنات البحرية الأخرى، بما في ذلك أسماك القرش وحتى الحشرات.
يستخدم هذا المجال المزدهر، والمعروف باسم المعلوماتية القديمة، قواعد بيانات كبيرة للسجلات الأحفورية تم حلها زمانيًا ومكانيًا لتقديم وجهات نظر جديدة حول مستقبل الأرض.
ومن خلال دراسة الماضي باستخدام أدوات وقواعد بيانات متطورة، لا يقوم علماء مثل سوين وودهاوس بالكشف عن أسرار النظم البيئية البحرية القديمة فحسب، بل يقدمون أيضًا أدوات أساسية لتوقع خسائر التنوع البيولوجي المستقبلية بسبب تغير المناخ وربما تخفيفها.
ويؤكد عملهم على الدور الحاسم للبيانات البيئية التاريخية في جهود الحفاظ على البيئة والفهم الأوسع للنظام المناخي المعقد لكوكبنا.
التنوع البيولوجي للعوالق البحرية
يشمل التنوع البيولوجي للعوالق البحرية مجموعة واسعة من الكائنات الحية المجهرية التي تلعب أدوارًا حاسمة في النظم البيئية للمحيطات. وفيما يلي بعض الجوانب الرئيسية:
أنواع العوالق
هناك مجموعتان رئيسيتان من العوالق البحرية: العوالق النباتية والعوالق الحيوانية. تقوم العوالق النباتية، مثل الطحالب، بعملية التمثيل الضوئي وتشكل قاعدة الشبكة الغذائية البحرية. العوالق الحيوانية، والتي تشمل المنخربات، غالبًا ما تكون حيوانات صغيرة أو طلائعيات تأكل العوالق النباتية والجزيئات الصغيرة الأخرى.
الأهمية البيئية
تنتج العوالق النباتية حوالي نصف الأكسجين الذي نتنفسه، وتمتص ثاني أكسيد الكربون من الغلاف الجوي، مما يساعد على تنظيم المناخ. تعتبر العوالق الحيوانية، بما في ذلك الكريل ومجدافيات الأرجل، مصدرًا غذائيًا حيويًا للحيوانات البحرية الكبيرة مثل الأسماك والحيتان والطيور البحرية.
التأثير على الدورات البيوجيوكيميائية
تعتبر العوالق عنصرًا أساسيًا في الدورات البيوجيوكيميائية. فهي تساعد على تدوير العناصر الغذائية عبر المحيط عن طريق تحطيم وإعادة توزيع المواد العضوية وغير العضوية. ويشمل ذلك دورة الكربون، حيث تؤثر العوالق على تخزين الكربون وإطلاقه في المحيطات.
مؤشرات التغير البيئي
يمكن أن يشير تنوع العوالق وتوزيعها إلى التغيرات في البيئة، مثل درجة حرارة الماء والملوحة ومستويات التلوث. التحولات في رغالبًا ما تعكس مجموعات أنكتون تغيرات بيئية أوسع يمكن أن تؤثر على مصايد الأسماك وجودة المياه وأنماط المناخ العالمي.
البحث والرصد
يدرس العلماء العوالق البحرية لمراقبة صحة النظم البيئية البحرية والتنبؤ بالتحولات البيئية بسبب عوامل مثل تغير المناخ. تُستخدم التقنيات المتقدمة، مثل الاستشعار عن بعد والمركبات الآلية تحت الماء، لجمع البيانات عن مجموعات العوالق في مناطق واسعة ولفترات طويلة.
يعد فهم التنوع البيولوجي للعوالق البحرية أمرًا بالغ الأهمية، لأن هذه الكائنات تشكل أساسًا للنظم البيئية البحرية والصحة البيئية العالمية.
