شاهد.. دودة “تقفز كالصاعقة” عبر كهرباء ساكنة تساعدها على الصيد

دودة تقفز بالكهرباء: اكتشاف آلية صيد مذهلة

اكتشف باحثون أن دودة طفيلية مجهرية تدعى " شتاينرنيما كاربوكابساي" تقفز في الهواء حتى 25  ضعف طولها لتلتصق بحشرات طائرة، مستفيدة من الكهرباء الساكنة التي تولد قوة جذب بينها وبين الفريسة.

الدراسة، التي أعدها فريق من جامعتي إيموري وكاليفورنيا بيركلي ونشرت يوم 14 أكتوبر/تشرين الأول في مجلة "بي إن إيه إس" تكشف عن حيلة فيزيائية مذهلة تساعد الدودة على البقاء والانتشار.

وتعيش هذه الدودة في التربة وتستخدم على نطاق متزايد في المكافحة الحيوية للآفات الزراعية، وعندما تشعر بمرور حشرة فوقها تلتف على هيئة حلقة ثم تنطلق كالزنبرك إلى أعلى.

ولو قسنا ذلك على البشر، فالقفزة تعادل القفز فوق مبنى من 10 طوابق، وفقا للمؤلف المشارك بالدراسة "فيكتور أورتيجا-خيمينيث" أستاذ علم الأحياء التكاملي المساعد بجامعة كاليفورنيا بيركلي، في تصريحاته نت.

وإليك فيديو قصير يوضح آلية قفز هذا النوع من الديدان:

أجنحة تولد شحنات

يقول خيمينيث إنهم عرفوا الآلية الفيزيائية التي تمكن الدودة من إصابة هدفها "وأثبتنا أهميتها لبقائها. ارتفاع الجهد، مع نفخة هواء خفيفة، يضاعف فرص التصاق الدودة بالحشرة".

ويوضح الباحث أن الفكرة بسيطة بقدر ما هي مدهشة: تفرك أجنحة الحشرات أثناء الطيران الهواء المتأين فتولد مئات الشحنات.

والتأين عملية تكتسب بها الذرة أو الجزيء شحنة كهربية سالبة أو موجبة عن طريق اكتساب أو فقدان الإلكترونات. وهذه الشحنة تحرض شحنة معاكسة داخل جسم الدودة القافزة فيما يعرف بظاهرة التحريض الكهروستاتيكي، فتنجذب إلى الحشرة كما لو أن مغناطيسا خفيا شدها.

وبدون هذا الشد الكهربائي، تصبح مقامرة القفز مكلفة وخطرة بلا جدوى.

وقد أجرى الفريق التجارب باستخدام كاميرا عالية السرعة تلتقط 10 آلاف إطار/ثانية لرصد مسارات القفز شبه غير المرئية. وللتحكم في الشحنة، ثبت أسلاكا دقيقة على ظهور ذباب الفاكهة وربطها بمصدر جهد عال في مهمة تستغرق أحيانا نصف ساعة لكل ذبابة.

كما بنى الفريق نفق رياح صغيرا لمحاكاة النسيم الطبيعي، وحددوا ظروف الانطلاق بدقة، من خلال تخضير ورق مرطب بدرجة مناسبة مع نفخة هواء لطيفة أو اهتزاز خفيف يناسب مزاج الديدان للقفز.

وحلل الباحثون نحو 60 مقطع فيديو لمسارات قفز الديدان باستخدام خوارزمية لاختبار آلاف التركيبات من القيم مثل سرعة الانطلاق، وأبعاد الدودة. وجاءت النتائج واضحة، كاشفة أنه من دون كهرباء ساكنة لا تصيب الدودة هدفها إلا في حالة واحدة من كل 19 قفزة، وعند شحنة قدرها 100 فولت يبقى احتمال الإصابة دون 10%، في حين يرتفع عند 800 فولت إلى نحو 80%. ويزيد نسيم خفيف للغاية من فرص الالتصاق أكثر، إذ يسهم في توجيه الدودة نحو الحشرة أثناء الطيران.

التحريض الكهروستاتيكي

يقول المؤلف المشارك بالدراسة إنه "باستخدام الفيزياء، تعلمنا شيئا جديدا عن إستراتيجية تكيفية لدى كائن دقيق. ومن دون كهروستاتيك (دراسة الشحنات الكهربائية الساكنة أو البطيئة جدا وحقولها وتأثيراتها) لا معنى تطوريا لسلوك القفز".

ويضيف أن نموذج الفريق لآلية الشحن يتوافق مع تنبؤ قدمه ماكسويل عام 1870 حول التحريض الكهروستاتيكي فـ"التاريخ العلمي مليء بالكنوز المدفونة، وأحيانا يكون العالم أشبه بعالم آثار".

والتحريض الكهروستاتيكي طريقة لإعادة توزيع الشحنات الكهربية داخل جسم متعادل (يحتوي عددا متساويا تقريبا من الشحنات الموجبة والسالبة).

وتكشف المشاهد المصورة تفاصيل بهلوانية، فخلال الطيران تدور الدودة نحو ألف دورة/ثانية لتعدل وضعيتها. وإذا أصابت الهدف، تتسلل عبر فتحة طبيعية مثل الفم أو الثقوب التنفسية، وتطلق بكتيريا تكافلية قاتلة تميت الحشرة خلال 48 ساعة.

ثم تتغذى الديدان على البكتيريا وأنسجة الحشرة، وتتكاثر لأجيال داخل "جثة المضيف" قبل أن يخرج الصغار إلى التربة بحثا عن ضحايا جدد. ولهذا تعد هذه الدودة أداة واعدة لمكافحة آفات التربة بطريقة طبيعية تقلل الاعتماد على المبيدات الكيميائية.

وتنسجم هذه النتائج مع دلائل متزايدة على أن الكهرباء الساكنة تلعب أدوارا خفية في عالم الكائنات الصغيرة، من شباك العناكب التي تعزّز اصطياد الحشرات بشحنتها، إلى نحل العسل الذي يستفيد من الشحنة في جمع حبوب اللقاح، مرورا بحشرات وعتات تتنقل مجانا عبر الالتصاق الكهربي بفراء الطيور والثدييات.

والجديد هنا أن الديدان الخيطية القافزة انضمت إلى القائمة كأبطال "كهرستاتيكيين" بامتياز.