اقرأ في هذا المقال
ألدو بالميسانو كيميائي وباحث في مركز أبحاث مصايد الأسماك الغربية التابع لقسم الموارد البيولوجية التابع لوكالة المسح الجيولوجي الأمريكية، وهو جزء من جامعة واشنطن في سياتل. بحث عن شيء حير الكثير من الناس حول كيفية عيش الأسماك في المياه المالحة؟ كانت إجابته أن السبب في أن بعض الأسماك تعيش بشكل طبيعي في المياه العذبة والبعض الآخر في مياه البحر هو أن بيئة أو أخرى توفر لها الفرص التي ساعدتها على البقاء على قيد الحياة. الفرق الواضح بين الموائل هو تركيز الملح، تحافظ أسماك المياه العذبة على آليات فسيولوجية تمكنها من تركيز الملح في أجسامها في البيئات التي تعاني من نقص الملح؛ من ناحية أخرى، تفرز الأسماك البحرية الملح الزائد في بيئات مفرطة التوتر.
بيئة عيش الأسماك في المياه المالحة
سمك السلمون وما يسمى بأنواع الأسماك الشاذة تقضي أجزاء من حياتها في بدأت الحياة في التطور منذ عدة مليارات من السنين في المحيطات، ومنذ ذلك الوقت، حافظت الكائنات الحية على بيئة داخلية تشبه إلى حد بعيد التكوين الأيوني لتلك البحار البدائية. من المفترض أن الظروف الأيونية التي بدأت فيها الحياة تتناسب بشكل فريد مع استمرارها، تدعم الدراسات المعملية وجهة النظر القائلة بأن الظواهر الكيميائية المختلفة التي تعتمد عليها الحياة، بما في ذلك تفاعلات الأحماض النووية مع بعضها البعض ومع البروتينات، وطي وأداء البروتينات مثل الإنزيمات، وعمل الآلات داخل الخلايا مثل الريبوسومات، و صيانة الأجزاء الخلوية، تعتمد بشكل حاسم على البيئة الأيونية التي تحدث فيها التفاعلات.
بمرور الوقت، استفادت الكائنات التي تعيش في المحيطات من الموارد غير المستغلة نسبيًا، مثل موائل التفريخ الآمنة أو مصادر الغذاء الجديدة، والتي كانت متاحة لهم فقط من خلال استعمار بيئات أخرى، مثل المياه العذبة والأرض. تم تسهيل الاستعمار، إن لم يكن ضروريًا، من خلال الأحداث الجيولوجية، مثل حركات واصطدام كتل الأرض (الصفائح التكتونية) والنشاط البركاني، مما أدى إلى عزل أجزاء من مجموعات من نوع واحد مشابه عن بعضها البعض، أجبر هذا التغيير الجيولوجي بعض السكان على التكيف أو مواجهة الانقراض، يعمل الوقت والاختيار الطبيعي بسبب التباين المادي والبيئي بالتنسيق مع العزلة لتعزيز التكيفات. في بعض الحالات، أصبحت هذه التكيفات دائمة وأدت إلى تمايز الأنواع.
أحد الجوانب المهمة للتنوع البيئي هو التركيب الأيوني للأجسام المائية المستخدمة كموطن، تنتج خلايا الكلوريد الموجودة في خياشيم الأسماك البحرية إنزيمًا يسمى الخيشوم Na + / K + ATPase، والذي يمكّنها من تخليص بلازما من الملح الزائد والذي يتراكم عند شرب مياه البحر. ويستخدمون الإنزيم لضخ الصوديوم من الخياشيم على حساب الطاقة. بالإضافة إلى ذلك، تقوم الكلى بترشيح الأيونات ثنائية التكافؤ بشكل انتقائي، والتي تفرزها بعد ذلك. تسمح مجموعة بديلة من الآليات الفسيولوجية لأسماك المياه العذبة بتركيز الأملاح للتعويض عن بيئتها المنخفضة الملوحة، إن ي الاسماك نتج بولًا مخففًا وغزيرًا (يصل إلى ثلث وزن الجسم يوميًا) للتخلص من الماء الزائد، بينما يمتص الأيونات النشط في الخياشيم.
بالتأكيد، ساهمت تكيفات أخرى في قدرة السكان المعزولين على التكيف بشكل كامل مع ظروفهم، مع وجود مجموعات مختلفة من الكائنات المفترسة والفرائس في الموائل المختلفة، والنطاقات الفيزيائية المختلفة المتاحة لها، سيكون من الضروري إجراء تغييرات سلوكية؛ ربما يفضل حجم أصغر أو أكبر من الجسم أو جزء من الجسم؛ أدى تراكم هذه الأنواع من التغيرات الفسيولوجية والسلوكية والجسدية في النهاية إلى ظهور أنواع جديدة، ربما أجبرتهم العزلة على الحفاظ على تكيفاتهم المطورة حديثًا بين أحفادهم، بدلاً من توزيعها على نطاق أوسع. بالنسبة للبعض، اكتمل الصدع في النهاية ولم يعد هناك أي تهجين بين العشائر التي تزاوجت فيما مضى.
ليس من غير المعقول أن تكون هناك حالات متعددة لاستعمار بيئة المياه العذبة بواسطة أنواع أسماك البحر؛ بعضها كان أكثر أو أقل اكتمالا قد تكون القدرة على الهروب من بيئة موسمية، أو دورية بطريقة أخرى، أو متقطعة، والقدرة على التنظيم في المياه العذبة لا تستبعد القدرة على العودة إلى وضع مياه البحر لتنظيم التناضح، طالما أن السعة يمكن أن تكون يستخدمه جزء كبير من الأسماك، ويتم اختياره بدلاً من الضياع.
الفرق بين بيئة المياه المالحة والمياه العذبة للأسماك
يقضي السلمون وقتًا قصيرًا نسبيًا في المياه العذبة قبل تطوير قدرته على التنظيم التناضحي في مياه البحر، حيث يعيش معظم حياته، تهاجر بعض أنواع السلمون، مثل السلمون الوردي، إلى البحر بمجرد خروجها من الحصى كصغار يسبحون بحرية. البعض الآخر، مثل (sockeye وcoho) وبعض سمك السلمون (chinook)، يظل السمك في المياه العذبة لمدة عام أو عامين أو أكثر قبل أن يتغلب عليهم الرغبة في الهجرة في اتجاه مجرى النهر، في سلسلة من الأحداث الفسيولوجية والأحداث التي تتزامن مع التطور البدني منة قدرتها على التنظيم في مياه البحر. لذا فإن الأنواع المختلفة من السلمون تستغل جوانب مختلفة من بيئة المياه العذبة، ولكن من الواضح أنها تتمتع جميعها بآفاق حياة أفضل إذا تم تكاثرها في موائل المياه العذبة وقضت حياتها البالغة في مياه البحر.
الأنواع الأخرى ذات الصلة، مثل التراوت، أقل تحملاً من الناحية الفسيولوجية للمياه المالحة، تكيف معظمهم بشكل دائم مع الحياة في المياه العذبة، ربما فقدوا أيضًا بعض الخصائص (مثل سلوكيات التزاوج) التي قد تمكنهم من عيش حياة ناجحة في البيئة البحرية؛ لأسباب قد تتعلق بتوزيعها الجغرافي، أصبحت الخصائص التي جعلت الحياة في مياه البحر طبيعية بالنسبة لهم في نهاية المطاف أمتعة زائدة وسقطت في الإهمال والإصلاح وليم (أ. وارتس) متخصص في الاستزراع المائي في برنامج الإرشاد التعاوني بجامعة ولاية كنتاكي، يقدم نظرة ثاقبة إضافية على تطور الأسماك وعلم وظائف الأعضاء.
تطورت الأسماك والكائنات البحرية الموجودة في المحيطات والبحيرات والأنهار والجداول على خلال نشئت الأرض وتكيفت مع بيئاتها التي تعيش بها على مدى فترات طويلة من الزمن، تصنف الأسماك حسب تحمل الملوحة، تُعرف الأسماك التي لا تتحمل سوى نطاقات ضيقة جدًا من الملوحة (مثل أسماك المياه العذبة مثل الأسماك الذهبية وأسماك مياه البحر مثل التونة) بأنواع ستينوهالين، تموت هذه الأسماك في المياه ذات الملوحة التي تختلف عن تلك الموجودة في بيئاتها الطبيعية.
تسمى الأسماك التي يمكن أن تتحمل نطاقًا واسعًا من الملوحة في مرحلة ما من دورة حياتها بالأنواع (euryhaline). يمكن لهذه الأسماك، التي تشمل السلمون والثعابين والطبل الأحمر والباس المخطط والسمك المفلطح، أن تعيش أو تعيش في نطاقات واسعة من الملوحة، وتتنوع من المياه العذبة إلى المياه المالحة إلى المياه البحرية. على الرغم من ذلك، قد تكون هناك حاجة إلى فترة من التعديل أو التأقلم التدريجي للأسماك ذات القدرة على تحمل الملوحة لتحمل التغيرات الكبيرة في الملوحة.
