ماهی‌های اعماق دریا با ترکیبی از سازگاری‌های فیزیولوژیکی و بیوشیمیایی قادر به بقا در شرایط فشار شدید اقیانوس هستند. در ادامه به روش‌هایی که این موجودات برای زنده ماندن در چنین محیط سختی به کار می‌برند، اشاره می‌کنیم:
۱. بدن‌های انعطاف‌پذیر و فشرده‌شونده
برخلاف ماهی‌های آب‌های کم‌عمق، بسیاری از ماهی‌های اعماق دریا دارای بدن‌های نرم و ژلاتینی با ساختار اسکلتی حداقلی هستند. این انعطاف‌پذیری باعث می‌شود که در برابر فشار زیاد خرد نشوند همچنین، بدن آن‌ها بیشتر از آب تشکیل شده است تا هوا، که به کاهش اثر تغییرات فشار کمک می‌کند.
۲. پروتئین‌ها و آنزیم‌های ویژه
ماهی‌های اعماق دریا پروتئین‌ها و آنزیم‌های مقاوم به فشار تولید می‌کنند که به سلول‌هایشان اجازه می‌دهد در شرایط شدید، عملکرد طبیعی خود را حفظ کنند. این پروتئین‌ها به گونه‌ای ساخته شده‌اند که تحت فشار تغییر شکل ندهند.
۳. TMAO (تری‌متیل‌آمین اکسید) یک محافظ طبیعی در برابر فشار
یکی از مهم‌ترین سازگاری‌های آن‌ها، غلظت بالای TMAO در سلول‌هایشان است. این مولکول پروتئین‌ها را تثبیت کرده و از ورود بیش از حد آب به سلول‌ها در فشار بالا جلوگیری می‌کند، بنابراین عملکرد بیولوژیکی ماهی‌ها حفظ می‌شود.
۴. عدم وجود کیسه شنا (Swim Bladder)
بیشتر ماهی‌های اعماق دریا فاقد کیسه شنا هستند؛ عضوی پر از گاز که به ماهی‌های آب‌های کم‌عمق کمک می‌کند تا شناوری خود را کنترل کنند. در اعماق زیاد، ساختارهای پر از گاز فرو می‌ریزند، بنابراین ماهی‌های اعماق دریا از ذخایر چربی و سازگاری‌های دیگر برای کنترل شناوری استفاده می‌کنند.
۵. زیست‌تابی (Bioluminescence) و چشمان بزرگ
از آنجا که نور خورشید به اعماق اقیانوس نمی‌رسد، بسیاری از ماهی‌های اعماق دریا دارای اندام‌های زیست‌تاب هستند که برای ارتباط، شکار یا فرار از شکارچیان نور تولید می‌کنند. برخی دیگر، مانند ماهی چشم‌لوله‌ای (Barreleye Fish)، دارای چشمان بزرگ و بسیار حساس هستند که قادر به تشخیص نورهای بسیار ضعیف‌اند.
۶. سوخت‌وساز کند و صرفه‌جویی در انرژی
در اعماق دریا غذا کمیاب است، بنابراین بسیاری از گونه‌ها دارای سوخت‌وساز آهسته هستند تا انرژی خود را حفظ کنند. برخی، مانند ماهی قلابدار (Anglerfish)، از طعمه‌های نوری برای جلب شکار استفاده می‌کنند و نیاز به تعقیب طعمه را به حداقل می‌رسانند.
۷. غشای سلولی مقاوم در برابر فشار
غشای سلولی آن‌ها حاوی چربی‌های ویژه‌ای است که در فشارهای شدید، سیالیت و عملکرد خود را حفظ می‌کنند و از سفت یا آسیب‌پذیر شدن سلول‌ها جلوگیری می‌کنند، این سازگاری‌های شگفت‌انگیز به ماهی‌های اعماق دریا امکان می‌دهد تا در محیط‌هایی زنده بمانند که فشار آن‌ها بیش از ۱,۰۰۰ برابر فشار سطح زمین است و آن‌ها را به برخی از مقاوم‌ترین موجودات روی زمین تبدیل می‌کند!
اعماق دریا همواره مورد توجه دانشمندان و کاوشگران بوده است. این ناحیه بیش از نیمی از سطح زمین را پوشش می‌دهد، اما هنوز بخش زیادی از آن ناشناخته باقی مانده است، سال‌ها تصور می‌شد که حیات در چنین اعماقی به دلیل فشار شدید، دمای نزدیک به انجماد و نبود نور خورشید، تقریباً غیرممکن است. منطقه هادال (عمیق‌تر از ۶۰۰۰ متر) زمانی به عنوان یک بیابان زیستی در نظر گرفته می‌شد.
اما پیشرفت‌های اخیر در اکتشافات اعماق دریا این دیدگاه را تغییر داده است. دانشمندان گونه‌های دریایی شگفت‌انگیزی را کشف کرده‌اند که در این محیط سخت زندگی می‌کنند، مطالعه‌ای جدید به سرپرستی پروفسور “هه شونپینگ” از آکادمی علوم چین، به بررسی تاریخ تکاملی ماهی‌های اعماق دریا و سازگاری‌های ژنتیکی آن‌ها پرداخته است.
دیدگاهی جدید درباره منطقه هادال
برای مدت‌ها، اعماق اقیانوس یک پرتگاه منزوی و خالی از حیات تصور می‌شد. فشار در این عمق از یک تن در هر سانتی‌متر مربع فراتر می‌رود، دما نزدیک به انجماد است و سطح اکسیژن بسیار پایین باقی می‌ماند.
با نبود کامل نور خورشید، فتوسنتز غیرممکن است و موجودات برای تأمین انرژی به منابع جایگزین متکی هستند، با این حال پژوهشگران دریافته‌اند که منطقه هادال خالی از حیات نیست. گونه‌های منحصربه‌فردی مانند ماهی حلزون هادال در این اعماق زندگی می‌کنند، گونه‌هایی که با شرایط سخت سازگار شده‌اند.
حضور این موجودات، دیدگاه سنتی درباره اعماق دریا را به چالش کشیده و نشان‌دهنده توانایی شگفت‌انگیز حیات در محیط‌های فوق‌العاده سخت است، پیشرفت‌های چین در فناوری اکتشافات اعماق دریا، از جمله زیردریایی‌های پیشرفته و کشتی‌های تحقیقاتی، امکان بررسی این مناطق را فراهم کرده است. در نتیجه، دانشمندان موفق به کشف اکوسیستم‌های زنده در برخی از عمیق‌ترین نقاط اقیانوس شده‌اند.
اکوسیستم‌های پنهان در اعماق دریا
برای درک بهتر چگونگی بقای ماهی‌های اعماق دریا، پژوهشگران مأموریت‌های گسترده‌ای برای نمونه‌برداری انجام دادند. این مأموریت‌ها با استفاده از کشتی‌های تحقیقاتی Tansuo Yihao (اکتشاف ۱) و Tansuo Erhao (اکتشاف ۲) انجام شد، این کشتی‌ها مجهز به زیردریایی‌های Shenhai Yongshi (جنگجوی اعماق) و Fendouzhe (مبارز) بودند که به دانشمندان امکان جمع‌آوری نمونه‌های ارزشمند از کف اقیانوس را دادند.
نمونه‌برداری در مناطق مختلفی از اقیانوس آرام غربی و اقیانوس هند مرکزی انجام شد و شامل بررسی ویژگی‌های زمین‌شناسی مانند گودال‌های عمیق، حوضه‌ها، مناطق گسلی و دهانه‌های گرمابی بود. این مناطق زیستگاه گونه‌های گوناگون دریایی با شرایط محیطی منحصربه‌فرد هستند.
در طول این پژوهش، محققان ۱۱ گونه از ماهی‌های اعماق دریا را از شش گروه اصلی جمع‌آوری کردند. این ماهی‌ها در اعماقی از ۱,۲۱۸ متر (۳,۹۹۶ فوت) تا ۷,۷۳۰ متر (۲۵,۳۶۷ فوت) یافت شدند، با تجزیه و تحلیل مواد ژنتیکی این ماهی‌ها، دانشمندان توانستند تاریخ تکاملی آن‌ها را بازسازی کرده و بینش‌های جدیدی درباره چگونگی سازگاری مهره‌داران با زندگی در اعماق دریا به دست آورند.
مسیرهای تکاملی ماهیان اعماق دریا
دانشمندان یک بخش کلیدی از معمای اعماق دریا را کشف کردند ماهیان برای بقا در این محیط دو مسیر تکاملی متفاوت را طی کرده‌اند، برخی که “بازماندگان باستانی” نامیده می‌شوند، پیش از انقراض کرتاسه در اعماق دریا ساکن شدند و از آن زمان تاکنون در همان محیط باقی مانده‌اند. در مقابل، گروهی دیگر که “مهاجران جدید” هستند، پس از انقراض عظیم ۶۰ میلیون سال پیش وارد این زیستگاه شدند و از طریق مکانیسم‌های ژنتیکی کاملاً متفاوتی سازگار شدند.
بازنگری یک نظریه قدیمی
برای سال‌ها، دانشمندان بر این باور بودند که ماهیان اعماق دریا برای مقابله با فشار بالا به ترکیبی به نام تری‌متیل‌آمین N-اکسید (TMAO) متکی هستند. این ترکیب از پروتئین‌ها در برابر آسیب ناشی از فشار محافظت می‌کند. پژوهش‌های گذشته نشان داده بودند که میزان TMAO در ماهی‌هایی که در عمق ۰ تا ۶,۰۰۰ متر زندگی می‌کنند، به طور پیوسته افزایش می‌یابد.
اما یافته‌های جدید این فرضیه را به چالش کشیده‌اند. محققان دریافتند که در اعماق بیش از ۶,۰۰۰ متر، سطوح TMAO دیگر افزایش نمی‌یابد. این موضوع نشان می‌دهد که ماهیان اعماق دریا از مکانیسم‌های زیستی دیگری برای تحمل فشار فوق‌العاده بالا استفاده می‌کنند، این کشف پرسش‌های جدیدی را درباره سازگاری‌های زیست‌شیمیایی که حیات را در منطقه هادال ممکن می‌سازد، مطرح کرده است.
مکانیسم ژنتیکی تازه شناسایی‌شده
یکی از شگفت‌انگیزترین کشفیات این مطالعه، یک تغییر ژنتیکی کوچک اما حیاتی بود که بقای ماهیان در اعماق زیاد را ممکن می‌سازد، دانشمندان جهشی در ژن rtf1 یافتند که در تمام ماهیان اعماق دریا، در عمق بیش از ۳,۰۰۰ متر (۹,۸۴۲ فوت)، وجود دارد. این جهش باعث افزایش کارایی رونویسی ژنتیکی می‌شود و به سلول‌ها کمک می‌کند تا در برابر فشار خردکننده اعماق دریا عملکرد بهتری داشته باشند، این کشف تنها یک یافته جزئی نبود؛ بلکه مسیر تازه‌ای در درک چگونگی سازگاری مهره‌داران با سخت‌ترین محیط‌های اقیانوسی را روشن کرد.
آلودگی به اعماق‌ترین گودال‌های اقیانوسی رسیده است
این پژوهش تنها درباره تکامل ماهیان اعماق دریا نبود بلکه واقعیتی نگران‌کننده‌تر را نیز آشکار کرد، دانشمندان مواد شیمیایی سمی (PCBs) را در بافت‌های کبدی ماهی حلزون‌مانند هادال از گودال ماریانا و حوضه دریای فیلیپین شناسایی کردند. این آلاینده‌های صنعتی، که سال‌ها پیش ممنوع شدند، به نحوی به دورافتاده‌ترین نقاط اقیانوس نفوذ کرده‌اند.
این یافته نشان می‌دهد که حتی دست‌نخورده‌ترین زیستگاه‌های زمین نیز از آلودگی انسانی در امان نیستند. پرسش اصلی این است: اگر این آلاینده‌ها می‌توانند به چنین اعماقی برسند، چه تأثیرات دیگری بر اکوسیستم‌های دریایی خواهند داشت؟
عصر جدیدی از اکتشافات اعماق دریا
این پژوهش در چارچوب برنامه جهانی اکتشاف گودال‌های عمیق اقیانوسی (Global TREnD) انجام شد و یکی از جامع‌ترین بررسی‌ها درباره بقای ماهیان در اعماق دریا محسوب می‌شود، دانشمندان در حال کنار هم قرار دادن قطعات این معما هستند ترکیبی از ژنتیک، بوم‌شناسی، و داده‌های محیطی برای درک حیات در تاریک‌ترین بخش‌های اقیانوس.
این یافته‌ها فقط محدود به دانش زیست‌شناسی نیستند؛ بلکه می‌توانند به حفاظت از اکوسیستم‌های شکننده اعماق دریا در برابر آلودگی و تغییرات اقلیمی کمک کنند. هرچه بیشتر بیاموزیم، بیشتر درمی‌یابیم که چگونه همه چیز به هم مرتبط است.
اما هنوز رازهای زیادی در اعماق نهفته است. هر غواصی، هر گونه جدید، و هر کشف غیرمنتظره، مرزهای دانش ما را فراتر می‌برد. اقیانوس‌های عمیق همچنان پر از ناشناخته‌ها هستند دست‌کم تا امروز.
بیشتر بدانیم: مگالودون ظاهری متفاوت از تصورات رایج داشت
لینک منبع: earth
نظرات کاربران