علم

هل رأيت بطيئات المشية تمشي؟ يفك العلماء سبب هرولهم مثل الحشرات

تعتبر بطيئات المشية والمفصليات مثالاً للتطور المتقارب ، ولكن المستقل ، حيث يتطور نوعان لتطوير خصائص فيزيائية متشابهة.

متأخرفي الصورة هنا في صورة مجهرية إلكترونية مُحسَّنة بالألوان ، يزحف بطيئ المشية بطول ملليمتر على الطحلب. (نيكول أوتاوا وأوليفر ميكس / عين العلوم / صور مصدر العلوم / ناسا)

تعد بطيئات المشية ، أو الدببة المائية ، من أصغر الكائنات وأكثرها مرونة على هذا الكوكب. على الرغم من أن أكبر هذه المخلوقات المجهرية ذات الأرجل الأربعة لا يزيد حجمها عن 1.5 مم ، فقد وجد أنها تتحمل درجات الحرارة والضغط الشديد ، والحرمان من الهواء ، والإشعاع ، والمجاعة. ليس ذلك فحسب ، فقد نجوا أيضًا في النجاة من فراغ الفضاء الخارجي.



ومع ذلك ، فإن بقائهم على قيد الحياة يعتمد إلى حد كبير على 'الجفاف البطيء والمسيطر عليه' ، والذي ، إذا تم التعجيل به ، يمكن أن يكون قاتلاً للكائن الحي. هذا يجعل القدرة على التحرك عاملاً مهمًا في إدارة الجفاف والإماهة وكذلك العثور على الرفقاء والطعام والهروب من الحيوانات المفترسة.

اقرأ أيضا|عندما تنتهي كل أشكال الحياة الأخرى ، من المرجح أن يتحمل المرء

مشيتهم البطيئة ، التي أكسبتهم اسمهم (Tardigrada تعني الخطوة البطيئة باللغة الإيطالية) منذ القرن الثامن عشر ، كانت مسألة استفسار لبعض الوقت. دراسة حديثة وجد أن مشيتهم تشبه مشية الحشرات التي هي أكبر بكثير من بطيئات المشية ، ولها هياكل هيكلية مختلفة بشكل ملحوظ. علاوة على ذلك ، هناك أيضًا اختلاف كبير في بيئة المفصليات والتارديغرادات.



تتنقل بطيئات المشية في بيئة غير متجانسة ويجب أن تتناسب حركتها مع الفاتورة. تتطلب المواقف المختلفة أيضًا سرعات مختلفة ، لذلك يجب أن تتوافق قدرات القاطرة مع ذلك أيضًا. تتكون هذه البيئات من التضاريس المائية (البحرية والمياه العذبة) وكذلك التضاريس الأرضية.



من أجل فهم هذا الأمر بشكل أكبر ، درست الدراسة مسار نمط Hypsibius ، نوع من بطيئات المشية ، على ركيزتين مختلفتين مصنوعة من بولي أكريلاميد جل من خلال مجهر ضوئي تحت بيئات مختلفة. لوحظ أن الطريقة التي ينسق بها بطيئ القدم حركات ساقه تشبه إلى حد بعيد تلك التي تتبعها الحشرات مثل بق العصا ( Carausius morosus ). لا تظهر بطيئات المشية ولا الحشرات مشية مميزة ، ولكن بدلاً من ذلك ، تظهر انتقالًا سلسًا ومستمرًا عبر سرعات مختلفة. من الأمثلة الجيدة على مشية مميزة ومنفصلة لسرعات مختلفة هي مشية الحصان: يختلف 'مشيته' عن 'الهرولة' ، والتي تختلف مرة أخرى عن 'العدو'.

الشبكة العصبية المشتركة

معظم الحيوانات اللينة مثل الديدان تخلو من الأرجل ويفتقر أسلوب حركتها إلى الانتظام. أحد الأسئلة التي تناولتها الدراسة هو لماذا يحتاج حيوان صغير ناعم مثل بطيئات المشية إلى أرجل - ويمشي مثل الحشرات - في المقام الأول؟ بعد كل شيء ، فإن معظم الكائنات الحية الصغيرة التي تفتقر إلى هيكل عظمي لديها طريقة حركية أخرى غير المشي. طرح المؤلفون نظريتين لذلك. أحدهما أن أوجه التشابه في مشية بطيئات المشية والمفصليات تنبع من شبكة عصبية مشتركة.

اقرأ أيضا|شرح: لماذا ترسل وكالة ناسا الدببة المائية والحبار الصغير إلى محطة الفضاء الدولية؟

تشترك الديدان الرخوة (الديدان الخيطية والحلقية) والحشرات ذات الهيكل الخارجي (المفصليات) في الحبل العصبي البطني (VNC) ، وهو ما يعادل الحبل الشوكي في الفقاريات.

في حين أن معظم الديدان (تستشهد الدراسة بمثال الدودة المخملية) تختلف بشكل ملحوظ عن VNC عن مفصليات الأرجل ، فإن بطيئات المشية ، من ناحية أخرى ، لديها VNC 'مشابه بشكل لافت للنظر' لتلك الحشرات.

في كل من الحشرات والتارديغرادا ، يتم تقسيم VNC ، حيث يتحكم كل قسم في أحد الأطراف على نفس الجانب ، أي أن نصف العقد الأيمن يقابل الطرف الأيمن. علاوة على ذلك ، فإن النصف الأيمن والأيسر مرتبطان ببعضهما البعض ، وهو أمر ضروري لتنسيق أنماط التنقل بين الأرجل ، كما يقول المؤلف الرئيسي للورقة ، ياسمين نيرودي في بريد إلكتروني إلى موقع indianexpress.com. من ناحية أخرى ، تحتوي الديدان على VNC غير مقسم.

التطور الموازي

النظرية الثانية هي أن أنماط المشي من بطيئات المشية والمفصليات (الحشرات) هي مثال للتطور المتقارب ، ولكن المستقل ، حيث يتطور نوعان لتطوير خصائص فيزيائية متشابهة.

اقرأ أكثر| القمر هو الآن موطن لآلاف من 'الدببة المائية' ، أقوى حيوان على وجه الأرض

بعبارة أخرى ، يشير هذا إلى أن الدوائر العصبية الأساسية الشائعة المذكورة أعلاه قد لا يكون لها سلف مشترك ، وربما تطور التشابه في أنماط المشي بالتوازي مع بعضها البعض. هذا أمر 'مثير للفضول' ، كما تنص الورقة ، حيث أن المفصليات والتارديغرادات لها على ما يبدو بيئات متناقضة تمامًا ، وهياكل هيكلية ، واختلافات في الحجم.

إذن ، هل هذا يعني أنه قد يكون هناك المزيد لتطور المشي رباعي الأرجل الذي تراه العين؟ يشير تفضيل التنسيق الشبيه رباعي الأرجل في كل من بطيئات الأرجل والأنواع الأكبر مثل حشرة العصا إلى أهميتها في ... الأنواع التي تتنقل بانتظام في تضاريس متغيرة وثلاثية الأبعاد ، كما ورد في الورقة.

- المؤلف هو مراسل علمي مستقل. (بريد [في] ritvikc [نقطة] كوم)

في إصدار سابق من هذه المقالة ، قيل بشكل غير صحيح أنه في الحشرات وبطيئات المشية ، يتحكم النصف الأيمن من VNC في الطرف الأيسر والعكس صحيح. الخطأ مؤسف.