القنفذ الشوكي ينفخ فقاعات المخاط ليبرد

قد يكون قنفذ إيكيدناس قصير المنقار Short-beaked echidnas واحداً من أغرب مخلوقات الطبيعة. وهو يشبه القنفذ ولكن مع خطم آكل النمل، فهو واحد من خمسة أنواع حية Species فقط من الكظاميات أو أحاديات المسلك Monotreme، تلك الثدييات النادرة التي تضع البيض. والقنفذ إيكيدناس مغطى بطبقة من الأشواك القاسية ويفتقر إلى القدرة على التعرق – وهي سمات ينبغي أن تقتلها في صحارى موئلها في أستراليا الحارقة.

الآن، اكتشف فريق من العلماء بعض الاستراتيجيات التي تستخدمها الإيكيدناس للبقاء باردة. فقد أفاد العلماء حالياً في بيولوجي ليترز Biology Letters أنها تنفخ فقاعات المخاط وتُثني العمود الفقري، مما يسمح لها بالتخلص من الحرارة في درجات حرارة جوية يمكن أن تقترب من 40 درجة سيليزية.

تقول تاهلية بيري Tahlia Perry، عالمة الحيوان من جامعة أديليد University of Adelaide، والتي لم تشارك في الدراسة الجديدة، إن الاكتشاف ليس مجرد اكتشاف رائع، بل يمكن أن يساعد العلماء على الحفاظ على هذه الثدييات الغامضة، التي يتناقص عددها في بعض المناطق بسبب فقدان الموائل، وحوادث السيارات.

تستخدم الإيكيدناس مناقيرها الطويلة ومخالبها القوية لتفكيك أكوام النمل الأبيض، وتلتهم الحشرات بألسنتها الطويلة. فعندما تتعرض للتهديد من قبل الحيوانات المفترسة مثل القطط الوحشية، فإنها تلتف على نفسها لتكون كرة مثل الأرماديلو Armadillo.

الكظاميات أو أحاديات المسلك Monoterm، التي تباعدت Diverged عن الثدييات الأخرى منذ ملايين السنين، غير قادرة على اللهاث أو التعرق أو لعق نفسها لتبرد. تنشط الإيكيدناس قصيرة المنقار تاكيغلوسّوس أكيوليتوس Tachyglossus aculeatus، التي تعيش في جميع أنحاء القارة الأسترالية، في الليل لتجنب حرارة الصيف الحارقة. وإذا وجدت نفسها في الخارج خلال النهار، فإنها تختبئ تحت المنازل وتغطسن أحياناً في البرك الصغيرة الموضوع للطيور أو الأنهار أو الشواطئ، وفقاً لما قالته بيري، التي تدير Echidna CSI، وهو مشروع بحثي من مشروعات علوم مواطن، يراقب فيه المواطنون عبر البلاد قنفذ الإيكيدناس.

ومع ذلك، حتى مع هذه الاستراتيجيات، خلص الباحثون من الدراسات المختبرية إلى أن درجات الحرارة فوق 35°س يجب أن تطبخ آكلة الحشرات الشائكة هذه. ومع ذلك، فقد لاحظ الباحثون الميدانيون أن قنفذ الإيكيدناس يتجول في درجات حرارة تقارب 40°س.

لتحديد كيفية تغلب قنفذ الإيكيدناس على الحرارة، استخدم الباحثون كاميرا تعمل بالأشعة تحت الحمراء لتسجيل الإيكيدناس البرية قصيرة المنقار التي تعيش في المحميات الطبيعية بالقرب من بيرث في أستراليا. على مدار عام واحد، التقط العلماء صوراً بالأشعة تحت الحمراء لـ124 من الحيوانات، مما سمح للفريق بتسجيل درجات الحرارة الداخلية دون الحاجة إلى اصطيادها.

إن مراقبة هذه الحيوانات في البرية أمر بالغ الأهمية، لأن الدراسات المختبرية لا تكرر دائماً عناصر العالم الحقيقي، كما يقول ستيوارت نيكول Stewart Nicol، عالم الحيوان الذي يدرس فسيولوجيا الإيكيدناس في جامعة تسمانيا University of Tasmania والذي لم يشارك في هذا العمل.

في صور الأشعة تحت الحمراء التي جمعها الفريق، توهجت معظم أجسام الإيكيدناس بظلال من الأحمر والبرتقالي والوردي، وهي علامات تدل على درجات حرارة متفاوتة. ولكن أطراف مناقيرها كانت تظهر عادة كدرجة داكنة من اللون الأزرق الداكن.

هذا التفاوت الحراري الشديد يرجع إلى المخاط. وتقول المؤلفة الرئيسية كريستين كوبر Christine Cooper، عالمة الحيوان في جامعة كيرتن Curtin University: «عندما ترتفع درجة حرارتها حقاً، فإنها تبدأ بنفخ فقاعات مخاطية تتكدس فوق أطراف منقارها».

عندما يتبخر المخاط، فإنه يتخلص من الحرارة الزائدة، مما يجعل المنقار أبرد بمقدار 10 درجات تقريباً من الأجزاء الأخرى من جسم الإيكيدناس. ولأن الكثير من الدم ينتقل عبر خطم الإيكيدناس الطويل، كما تقول كوبر، فإن هذه الاستراتيجية تساعد على تبريد بقية الجسم أيضاً.

تستخدم حيوانات أخرى أيضاً التبريد التبخيري Evaporative cooling. على سبيل المثال، تتبول طيور اللقلق والنسور الرومية على أرجلها لتبقى باردة، ويلعق حيوان الكنغر ساعديه المتعرقتين للحفاظ على رطوبتهما.

ولكن الإيكيدناس لديه حيلة إضافية. إذ تعمل أشواكها، المكونة من بصيلات شعر مجوفة ومتصلبة، كمادة عازلة. عندما تكون المخلوقات باردة، تترتب الأشواك بشكل مسطح على ظهرها كما لو أنها مُمشّط، مما يمنع الحرارة من التسرب من جسمها. وعندما تكون ساخنة، تنتصب الأشواك، مما يسمح للحرارة بالتبدد. تقول كوبر: «إنه مادة عازلة مرنة حقاً».

ووجد الفريق أيضاً دليلاً على أن بعض المناطق الضعيفة من جسم الإيكيدناس، بما في ذلك بطنه الرخو وداخل ساقيه، تسمح للحرارة بالتسرب. فإذا صار بارداً، فإنه يتجعد إلى كرة لمنع فقدان الحرارة من هذه المناطق.

في الدراسات المستقبلية، تخطط كوبر وزملاؤها لنمذجة مقدار الحرارة التي تفقدها الإيكيدناس مع تبخر مخاطها وحركات عمودها الفقري. يمكن أن يساعد ذلك الباحثين على توقع كيف ستنجح هذه المجموعة القديمة من الثدييات في مستقبل أكثر دفئاً، كما تقول. تقول كوبر: «لقد رأيناها تركض في الميدان عندما تكون درجة الحرارة فوق 37 درجة… الآن بعد أن عرفنا الآليات الكامنة وراء تحملها للحرارة، يمكننا نمذجة كيفية تأثير تغير المناخ فيها».

© 2023, American Association for the Advancement of Science. All rights reserved

بقلم جاك تاميسيا