كما نعلم جميعًا ، تتمتع القارة القطبية الجنوبية بدرجة حرارة منخفضة للغاية ورياح جليدية قوية تهب على مدار السنة ، وهي مكان غير مناسب لبقاء الكائنات الطبيعية على قيد الحياة.
ربما هذا يجعلنا نتساءل عن قدرة الأسماك على التكيف والبقاء على قيد الحياة في ظروف القوة القاهرة هذه ، خاصة أنها مخلوقات حساسة للتغيرات البيئية ويمكن أن تموت لأبسط الأسباب!
مخلوق بدم بارد
الأسماك حيوانات ذوات الدم البارد ، غالبًا ما نسمع هذه العبارة ، لكن لا نعرف معناها بالضبط! الكائن الحي من ذوات الدم البارد هو حيوان تعتمد درجة حرارة جسمه على محيطه. يظهر هذا في الأسماك والزواحف والبرمائيات الأخرى.
من ناحية أخرى ، يمكن للحيوانات ذوات الدم الحار الحفاظ على درجة حرارة أجسامها. يمكن لمعظم الحيوانات ذوات الدم الحار التكيف بسهولة مع مجموعة من درجات الحرارة المختلفة. يظهر هذا بشكل رئيسي في الثدييات والطيور.
تكيفت بعض الأسماك مع نظام غذائي للحيوانات ذوات الدم الحار ، مثل تونة المحيط الهادئ ذات الزعانف الزرقاء ، والتي تتبادل الحرارة عبر الشرايين والأوردة. سمكة الأوباه هي سمكة موجودة في هاواي وهي في الواقع من ذوات الدم الحار.
ومع ذلك ، ليس هذا هو الحال بالنسبة للأسماك التي تعيش في القارة القطبية الجنوبية ، لأنها من ذوات الدم البارد ، لكنها طورت تكيفًا مثيرًا للاهتمام.
خطر درجات الحرارة المتجمدة في القارة القطبية الجنوبية
من المهم أن يستمر الدم في التدفق عبر الكائن الحي للحفاظ على الحياة. الدم هو الناقل للأكسجين والمواد المغذية في أجزاء مختلفة من الجسم ، فماذا سيحدث للدم الطبيعي لكائنات أنتاركتيكا؟
بشكل عام ، جزء كبير من دمنا هو الماء – 90٪ ، مما يعني أن دمنا سيتجمد في القارة القطبية الجنوبية. انخفض الماء المتجمد إلى -1.9 درجة مئوية بسبب ارتفاع الملوحة في المحيط.
يمكن أن تتسبب درجات الحرارة تحت الصفر في تكوين بلورات جليدية في الدم. عندما تتشكل هذه البلورات ، فإنها تدمر كل خلايانا.
ستجد الأسماك ذوات الدم البارد ، على وجه الخصوص ، طرقًا أخرى للتعامل مع البرد القارس ، لأنها لا تعتمد فقط على حرارة أجسامها للبقاء على قيد الحياة.
دم مضاد للتجمد
عندما نقول مضاد التجمد ، فإننا نعني بعض المركبات التي تضاف إلى الماء لخفض درجة التجمد. الطريقة التي يعمل بها مضاد التجمد النموذجي هي منع تكوين بلورات الثلج.
تحتوي أسماك القطب الشمالي على مركبات تسمى “البروتينات المضادة للتجمد” في الأسماك والتي يتم إنتاجها بنفس طريقة إنتاج أي بروتين آخر في الجسم.
يتشكل الجليد عندما يتم ضغط الماء في شبكة محددة. هذا يعني أن الماء يتكثف كلما اقتربت الجزيئات من بعضها ، ومع تناقص المسافة بين الجزيئات ، تجذب جزيئات الماء بعضها البعض بقوة أكبر ، مكونة شبكة بلورية.
تدخل البروتينات المضادة للتجمد في دم الأسماك إلى خيوط التبلور هذه ، مما يمنعها من الارتباط ببعضها البعض. إذا مُنعت البلورات من الارتباط ببعضها البعض ، فلا يمكن أن تتجمد في الدم. على الأقل ، لا يمكنهم تكوين بلورات ثلجية كبيرة بما يكفي لإحداث أي ضرر للجسم.
أسماك أنتاركتيكا ليست الكائنات الوحيدة التي طورت هذا التكيف المشاجرة. توجد البروتينات المضادة للتجمد في العديد من الكائنات الحية الأخرى ، بما في ذلك الدياتومات الجليدية وبعض البكتيريا ، وكذلك قوالب الثلج وحتى بعض الخنافس!
ومن المثير للاهتمام أن هذه التكيفات تطورت بطرق مختلفة ، لكنها انتهت بنفس النتيجة.
الخلاصة
تحمي البروتينات المضادة للتجمد دم أسماك أنتاركتيكا من التكون والارتباط ببلورات الجليد ، مما ينقذها في النهاية من التجمد حتى الموت.
.
