ذباب الفاكهة يظهر مرونة ملحوظة تجاه الجاذبية المفرطة، ويقدم رؤى لسفر الفضاء

في اكتشاف يتحدى الافتراضات حول الحدود البيولوجية، وجد العلماء في جامعة كاليفورنيا، ريفرسايد أن ذباب الفاكهة لا يستطيع البقاء على قيد الحياة فحسب، بل يتكيف أيضًا مع الجاذبية المفرطة الشديدة. وقد كشف البحث، الذي نشر مؤخرًا، أن الحشرات تعرضت لقوى جاذبية تصل إلى 13G، وهو مستوى يتجاوز بكثير ما يمكن للبشر تحمله عادةً.

بينما يتدرب الطيارون المقاتلون على تحمل دفعات قصيرة تصل إلى 9G قبل أن يصابوا بالإغماء، أظهرت هذه الكائنات الدقيقة مرونة ملحوظة، حيث تكاثرت واستعادت سلوكها الطبيعي في نهاية المطاف حتى بعد التعرض المطول لمثل هذه الظروف الشديدة.

محاكاة قوى الجاذبية القصوى

لإجراء دراستهم، استخدم فريق البحث جهاز طرد مركزي مصمم خصيصًا لمحاكاة ظروف الجاذبية المفرطة الأقوى بكثير من الجاذبية الطبيعية للأرض. وتم تتبع أنماط حركة ذباب الفاكهة بدقة باستخدام أجهزة استشعار متطورة تعمل بالأشعة تحت الحمراء واختبارات التسلق.

شرح Arumugam Amogh، أحد الباحثين: "جهاز الطرد المركزي يشبه لعبة الدوامة الدوارة. كلما زادت سرعتك، زاد شعورك بالاندفاع نحو الخارج. هذه هي الجاذبية المفرطة."

قدمت النتائج الأولية نمطًا مفاجئًا. بعد 24 ساعة عند 4G، أظهر ذباب الفاكهة فرط نشاط. ومع ذلك، مع زيادة قوة الجاذبية إلى 7G و 10G وحتى 13G، انخفضت مستويات نشاطها بشكل حاد.

قالت Ysabel Giraldo، باحثة أخرى في الفريق: "عندما تعرض الذباب لأربعة أضعاف جاذبية الأرض، أو 4G، لمدة 24 ساعة، أصبح مفرط النشاط. ولكن عند المستويات الأعلى من 7G و 10G و 13G، انعكس النمط: فبدلاً من أن يصبح مفرط النشاط، أصبح الذباب أقل نشاطًا، ولم يتسلق بنفس القدر."

تحولات السلوك والتعافي

امتدت الدراسة إلى ما هو أبعد من الملاحظات قصيرة المدى، حيث تتبعت الذباب عبر دورات حياته بأكملها وحتى عبر أجيال متعددة. على الرغم من التغيرات السلوكية الأولية، عاد الذباب المعرض للجاذبية المفرطة، بما في ذلك تلك التي عند 4G والتي ظلت مفرطة النشاط لأسابيع، في النهاية إلى سلوكها الطبيعي بمرور الوقت.

يشير هذا التعافي إلى نظام بيولوجي قادر على التكيف تحت الضغط الشديد بدلاً من الاستسلام له. يفترض الباحثون أن الدماغ قد يعدل استخدامه للطاقة استجابةً لتغيرات الجاذبية.

أشار Amogh: "نعتقد أن ما نراه هو أن الجاذبية تؤثر مباشرة على عملية اتخاذ القرار في الدماغ فيما يتعلق باستخدام الطاقة والحركة. إنها تساعد في تحديد ما إذا كان يجب التصرف أو الحفاظ على الطاقة."

كشفت ملاحظات أخرى عن تحولات مقابلة في تخزين الدهون ومعدلات الأيض لدى الذباب، مما يشير إلى وجود صلة مباشرة بين إنفاق الطاقة وأنماط الحركة في ظل ظروف الجاذبية المختلفة.

تداعيات استكشاف الفضاء في المستقبل

يقدم هذا البحث رؤى جديدة وحاسمة حول كيفية تأثير الجاذبية على الأنظمة البيولوجية، لا سيما من خلال التركيز على تأثيرات الجاذبية المفرطة — وهو تباين مع الكثير من الأبحاث الموجودة التي تركز على الجاذبية الصغرى التي تُجرب في الفضاء.

بشكل ملحوظ، نجح الفريق في تربية ذباب الفاكهة لعشرة أجيال متتالية تحت جاذبية مفرطة ثابتة. عاشت هذه الحشرات وتزاوجت وتكاثرت بنجاح تحت ضغط مستمر، مما يتحدى الافتراضات السابقة حول قابلية الحياة على المدى الطويل في البيئات القاسية.

للتوصل إلى فهم أعمق لكيفية استجابة الأجسام البشرية لظروف الجاذبية العالية (high-G)، فإن هذه النتائج لها تداعيات كبيرة، وهي ذات صلة بالطيارين المقاتلين ورواد الفضاء أثناء الرحلات الفضائية والعودة إلى الأرض. ومع سعي مهمات طموحة مثل أرتميس الثانية لإرسال البشر أبعد في الفضاء، يصبح فهم النطاق الكامل لتأثيرات الجاذبية أمرًا حيويًا بشكل متزايد.

علقت Giraldo: "أعتقد أن دراستنا جاءت في وقتها تمامًا. سيصبح الارتباط بين الجاذبية وعلم وظائف الأعضاء واستخدام الطاقة أكثر أهمية للفهم مع استعداد السفر إلى الفضاء ليصبح أكثر شيوعًا في المستقبل."

نُشرت الدراسة في مجلة البيولوجيا التجريبية.