أعلن خفر السواحل في الولاياتالمتحدة تحطم الغواصة تيتان، والتي تعرضت على الأرجح ل «انفجار داخلي كارثي» عندما هبطت إلى حطام سفينة تيتانيك الغارقة يوم 18 يونيو الماضي. وتُصمم الغواصات لتحمل الضغط الكبير الموجود تحت الماء على أعماق تصل إلى نحو 4000 متر. في قاع البحار يكون الضغط أعلى بنحو 400 مرة من مستوى سطح البحر. ومع ذلك، فإن أي ضرر يلحق بهيكل الغواصة يمكن أن يؤدي إلى تسرب من شأنه أن يؤدي إلى انهيارها على الفور تحت هذا الضغط الهائل. تحطم الغواصة تيتان وقال كبير الباحثين الأمريكي ستيف سومليودي ل«فوكس نيوز ديجيتال» إن «الضغط هناك على مسافة 4000 متر تحت سطح البحر مرتفع جدًا. نحو 5800 رطل لكل بوصة مربعة في منطقة عمق تايتانيك. إذا كان لديهم أي نوع من التسرب، فسيؤدي ذلك إلى انفجار داخلي وسيحدث في لحظة». وأوضح ستيفان ويليامز، أستاذ الروبوتات البحرية في جامعة سيدني، لصحيفة «الجارديان»، إنه «إذا فشل وعاء الضغط بشكل كارثي، فإنه يشبه انفجار قنبلة صغيرة». ولكن، كيف تتحمل سمكة صغيرة ما فشلت فيه غواصة تيتان المنكوبة؟ ولماذا لا يتم سحق أسماك أعماق البحار بالضغط على قاع البحر؟ الأسماك بها فجوات في جماجمها في دراسة نشرت في مجلة Nature Ecology & Evolution، فحص باحثون صينيون التشريح الجيني للأسماك، إذ التقط الفريق عينات من نحو 23000 قدم تحت مستوى سطح البحر باستخدام أجهزة إنزال تعمل عن بعد، وقاموا بتحليل جينات الكائنات الحية والبروتينات والتشريح. لقد وجدوا بعض الخصائص المميزة. أولًا، الأسماك بها فجوات في جماجمها. يقول المؤلف الأول كون وانج، من جامعة نورث وسترن للفنون التطبيقية، إن هذا «قد يساعد في تحقيق التوازن بين الضغوط الداخلية والخارجية». بمعنى آخر، إذا كان للسمكة جمجمة كاملة ومندمجة، فسوف يتم سحقها بالضغط. عظام الأسماك ليست مكونة بالكامل من عظام علاوة على ذلك، فإن عظامهم ليست مكونة بالكامل من عظام، لكنها تتكون بشكل كبير من غضاريف. في الواقع، وجد الفريق أن الأسماك لديها طفرة في الجين الأساسي المسؤول عن التكلس، وهو تراكم الكالسيوم لتقوية العظام. هذه الطفرة تجعل الجين غير وظيفي جزئيًا. يقول وانج إن هذا يجعل عظامهم أكثر مرونة وأكثر قدرة على تحمل الضغط. ويمكن لمثل هذه الضغوط العالية أيضًا أن تكسر البروتينات، وهي مهمة للعمليات الفسيولوجية الطبيعية. وجد الفريق أن الأسماك تحتوي على مستويات عالية من مادة تسمى ثلاثي ميثيل أمين أكسيد النيتروجين (TMAO)، والتي تستخدم لتثبيت البروتينات. تمتلك معظم الحيوانات نسخة واحدة من هذه الجينات، بينما تحتوي هذه الأسماك على خمسة. حتى نقل المواد الكيميائية من وإلى الخلايا يمكن أن يكون صعبًا في ظل هذه الضغوط العالية. يقول وانج إن سمكة ماريانا الحلزونية تعوض ذلك عن طريق إنتاج أعداد كبيرة من البروتينات التي تنقل المواد الضرورية. سمكة ماريانا الحلزونية تتفوق على غواصة تيتان المنكوبة وفي أعمق نقطة في المحيط، تعيش سمكة ماريانا الحلزونية. في خندق 7000 متر تحت سطح المحيط تعيش هذه الأسماك في ظلام دامس وفي ضغوط ساحقة يمكن أن تصل إلى 1000 مرة أكثر من مستوى سطح البحر، بحسب موقع ناشيونال جيوغرافيك. تعيش تحت ضغط يعادل 100 فيل يقف على رأسك وينبهر العلماء بهذه الاكتشافات وقدرة الأنواع على البقاء على قيد الحياة في ظل الضغوط الشديدة ودرجات الحرارة الباردة ودرجة السواد. ويوجد في الجزء السفلي من خندق ماريانا 1.086 بار ضغط، أي ما يعادل 100 فيل يقف على رأسك، وفقًا لآبي تشابمان، الباحث في جامعة كوليدج لندن الذي درس الكائنات التي تعيش حول الفتحات الحرارية المائية، بحسب موقع بي بي سي. وخلص باحثون من جامعة ليدز في دراسة أجريت عام 2022 إلى أن مادة TMAO تعمل مثل «نقطة ربط داخل شبكة المياه» عبر تكوين روابط هيدروجينية قوية مع جزيئات الماء. ويسمح هذا للكائن الحي بمقاومة الضغط الشديد الذي يتعرض له. تحتوي الأسماك على مثانة سباحة تحتوي الأسماك التي تعيش بالقرب من سطح المحيط على مثانة سباحة، وهي عبارة عن عضو مملوء بالغاز يسمح لها بالبقاء طافية دون أن تغرق أو تطفو على القمة. لا تحتوي أسماك أعماق البحار مثل سمك الحلزون على مثانات للسباحة، لأن الاختلاف في الضغط بين التجويف المملوء بالغاز والماء الذي يندفع إلى الخارج قد يؤدي إلى تمزقها. كيف تتزود الأسماك بالطاقة في هذه الأعماق السحيقة؟ ولا يوجد ضوء شمس مباشر في أعماق المحيط، وبالتالي لا يمكن للكائنات الاعتماد على التمثيل الضوئي لتحويل طاقة الشمس إلى سكريات لتزويدها بالطاقة. بدلاً من ذلك، يستخدمون التركيب الكيميائي لإنتاج السكريات باستخدام الطاقة المنبعثة من التفاعلات الكيميائية التي تحدث حول الفتحات الحرارية المائية في قاع المحيط. الأسماك لا تتنفس عن طريق الرئتين تعيش الأسماك تحت ضغط الماء لأنها لا تتنفس عن طريق الرئتين. لذلك، ليس لديهم جيوب هوائية يمكن ضغطها بسبب الضغوط العالية. ولا تحتوي الأسماك على جيوب هوائية يمكن ضغطها، خاصةً لأنها لا تستخدم الرئتين للتنفس. تتكون بشكل كبير من الماء، لذلك يظل فرق الضغط متوازنًا، بحسب موقع scienceabc. أعمق غوص للإنسان يبلغ 1000 قدم لا ينصح البشر عادة بالسباحة إلى ما دون 150 قدمًا، ولكن أعمق غوص للإنسان يبلغ في الواقع 1000 قدم، وهو أمر لا يصدق إلى حد ما! عند هذا العمق، يكون الضغط شديدًا، لكن هذا لا شيء مقارنة بالضغط في الأعماق العميقة. ومن الصعب تصديق أن أي شيء يمكنه البقاء على قيد الحياة دون سحقه، ومع ذلك هناك العديد من الأسماك والأنواع البحرية التي يمكن أن تعيش على ارتفاع 25000 قدم تحت السطح!
