با مشارکت یکی از دانشمندان ایرانی تشریح شد:

بازی هیجان‌انگیز طبیعت با ماهی‌ها

شاید بارها پیش آمده باشد که به شکل و شمایل ماهی‌ها و ساختار قابل انعطاف آنها توجه کرده باشید. از آن گذشته چالاکی ذاتی ماهی‌ها نیز یکی از مشخصه‌های هیجان‌انگیز این جانداران به شمار می‌آید.

کد خبر: ۳۱۳۲۳۱

در میان تمامی انواع ماهی‌ها، مشخصه‌های مشترکی دیده می‌شود که با توجه به کثرت گونه‌ها، به موضوعی جالب توجه برای دانشمندان تبدیل شده است. در گذر زمان، بدن و سبک شنای ماهی‌ها با محیطی که در آن زندگی می‌کنند، انطباق یافته است. با این حال نمی‌توان براحتی از کنار این انطباق گذشت. نگاهی به ماهی‌ها، این پرسش را در ذهن ایجاد می‌کند که چگونه ساختار تشکیل‌دهنده این جانوران آن هم با تنوع قابل توجهشان تکامل یافته است؟

یکی از پیچیده‌ترین پرسش‌های علمی فراروی دانش نوین بشر، تکامل ماهی‌ها بوده و این‌که چه عواملی در شکل‌دهی به ساختار ماهی‌ها و حتی شیوه شنا کردن آنها موثر بوده است. ماهی‌ها در محیطی زندگی می‌کنند که به دلیل ماهیت خاص مایعات، همواره با جریان‌های مختلفی روبه‌رو هستند که به مجموع آنها نیروی هیدرودینامیکی گفته می‌شود.

عقیده بر این است که همین جریان‌های مختلف در شکل‌گیری شیوه خاص ماهی‌ها در شنا کردن تاثیر جدی داشته است. شاید تا پیش از این مطالعات چندانی در زمینه چگونگی تکامل ماهی‌ها و مکانیسم شنا کردن آنها انجام نشده است؛ اما اکنون یک سلسله مطالعاتی آغاز شده که معماهای مختلف درباره ماهی‌ها و تکامل آنها را فاش می‌کند. تحقیقاتی که بتازگی در انستیتو فناوری دانشگاه مینسوتا انجام شده، نشان می‌دهد محیط مملو از فشارهای لحظه به لحظه‌ای آب، سبک شنا کردن و ساختار فیزیکی ماهی را دستخوش تغییرات قرار داده است.

بسیاری از دانشمندان جریان‌های آب و محیط متفاوت زیر آب را فاکتور اصلی تکامل ماهی‌ها عنوان می‌کنند. با این حال دانشمندانی نیز پیدا می‌شوند که پای برخی فاکتورهای دیگر را به این مقوله باز می‌کنند. پروفسور فوتیس سوتیروپولوس به همراه ایمان برازجانی، محقق ایرانی ودانشجوی پسادکتری در آزمایشگاه سنت آنتونی فالز دانشگاه مینسوتا محققانی بوده‌اند که با استفاده از سیستم‌ها و نرم‌افزارهای پیچیده رایانه‌ای، پرده از این معمای بزرگ برداشته‌اند. برای این منظور آنها به سراغ رایانه و شبیه‌سازی‌های رایانه‌ای رفتند تا تاثیر حرکت در محیط‌های آبی بر بدن و تکنیک شنای ماهی‌ها را بررسی کنند. این تحقیقات از 5 سال پیش آغاز شده و به گفته پروفسور فوتیس، حرکت علمی چالش‌برانگیزی بوده است.

وی می‌گوید:‌ از این نظر آن را چالش‌برانگیز می‌دانیم، چون تا پیش از این موجودات زنده به صورت شبیه‌سازی شده بررسی نشده‌اند. به عقیده دکتر برازجانی، نیروهای هیدرودینامیکی که روی بدن شناگران (ماهی‌ها) اعمال می‌شود، تفاوت‌های زیادی با هم دارند. ریشه این تفاوت به اندازه و سرعت شناگر مربوط می‌شود. ابتکار عمل این تیم تحقیقاتی طراحی و شبیه‌سازی ماهی‌های در حال حرکت در محیط رایانه‌ای بوده است. آنها دو ماهی خالدار در محیط رایانه‌ای خلق کردند که یکی دم خود را همچون ماهی خالدار و دیگری مثل مارماهی تکان می‌دهد. آنها همچنین دو مارماهی نیز طراحی کردند که یکی همچون مارماهی حرکت کرم‌وار و دیگری مشابه ماهی خالدار حرکت می‌کند. مرحله بعدی ترتیب دادن مسابقه‌ای میان این ماهی‌ها بود تا در خلال آن چگونگی حرکت قسمت‌های مختلف بدن ماهی‌ها بدقت مطالعه و بررسی شود.

ماهی‌ها در صورتی بهترین شنا را خواهند داشت که فرم بدن و سبک شنا کردن آنها با سرعتی که در آب حرکت می‌کنند، تناسب کافی داشته باشد

نتایج این مطالعات بروشنی نشان می‌دهند ماهی‌ها در صورتی بهترین و موثرترین شنا را خواهند داشت که فرم بدن و سبک شنا کردن آنها با سرعتی که در آب حرکت می‌کنند، تناسب کافی داشته باشد. به عنوان مثال در صورتی که یک مارماهی بخواهد با سرعت بیشتری در آب حرکت کند، بهترین گزینه این است که شکل ساختاری خود را تغییر داده یا به سبک ماهی خالدار به شنا در آب ادامه دهد. عکس این قضیه نیز کاملا صادق است. بر مبنای تحقیقاتی از این دست است که اکنون محققان معتقدند معماهای موجود در زمینه تکامل ماهی‌ها و شیوه شنا کردن آنها تا حد زیادی برملا شده‌ است. محققان با اشاره به نتایج این مطالعه جامع معتقدند؛ سبک شنای ماهی‌ها از جمله ماهی خالدار و مارماهی‌ها کاملا منطبق بر محیط‌های هیدرودینامیکی است که در آن زندگی می‌کنند. با مشخص شدن اثرگذاری خیره‌کننده محیط زندگی آبی بر فرآیند تکاملی ماهی‌ها، محققان این پیشنهاد را مطرح می‌کنند که تاثیر محیط بر تکامل سایر جانوران آبی نیز بررسی شود. براین اساس طرح جالب توجهی درباره طراحی و ساخت روبات‌های شناگر ارائه شده است که قابلیت شنا با سرعت‌های مختلف را دارند.

در کنار تحقیقاتی از این قبیل، مطالعات جالب توجه دیگری نیز انجام شده است که حاکی از بروز تدریجی تکامل ناخواسته و به نوعی نامطلوب در ماهی‌هاست. براساس این مطالعات جدید، تاثیرات مستقیم و غیرمستقیم اقدامات بشری موجب شده تا رشد ماهی‌ها تنها در مدت چند دهه آنچنان آهسته شود که صید ماهی‌های بزرگ به آرزویی جذاب برای ماهیگیران تبدیل شود. تحقیقاتی که در دانشگاه استونی بروک آمریکا انجام شده، حاکی است که در دهه‌های گذشته عمده تمرکز صنایع صید ماهی در گوشه و کنار جهان بر صید ماهی‌های بزرگ‌تر متمرکز بوده است. دانشمندان اکنون این نگرانی بی‌سابقه را مطرح می‌کنند که ممکن است این نگرش تجاری، تاثیراتی را بر ساختار ژنتیکی ماهی‌ها گذاشته به طوری که در عرض تنها چند دهه با کندتر شدن رشد ماهی‌ها، آب‌های آزاد جهان عمدتا مملو از ماهی‌های ریزجثه شوند.

نگاهی به گذشته نشان می‌دهد که همواره در حین صید ماهی‌ها، دسته‌های حاوی ماهی‌های ریزجثه به حال خود رها شده و عمدتا ماهی‌های درشت‌جثه که ارزش مادی قابل توجه‌تری نیز داشته‌اند، صید شده‌اند.

دکتر دیوید کونور از مدرسه علوم دریایی و اتمسفریک دانشگاه استونی بروک می‌گوید: این نگرش تجاری ممکن است به طور ناخواسته مقدمات برنامه‌ریزی دوباره ژنتیکی گونه‌های مختلفی از ماهی‌ها را موجب شود. کارشناسان بر این باورند که در این میان بشر بزرگ‌ترین متضرر خواهد بود. از آنجا که جثه ماهی‌ها بتدریج کوچکتر می‌شود، صنایع ماهیگیری با مشکلات بیشتری روبه‌رو خواهد شد.

خسارتی که از این بابت به پیکره طبیعت وارد می‌شود، جبران‌شدنی است؛ اما به عقیده محققان در گذر زمان روی خواهد داد. در تحقیقات دکتر کونور مشخص شده است که ترمیم کامل بروز چنین تکامل ناخواسته‌ای ممکن است طی 12 نسل از ماهی‌ها روی دهد، با این حال با توجه به گونه و محیط زندگی، بازه زمانی چنین ترمیمی متفاوت خواهد بود. دانشمندان این مطالعه را یکی از بهترین مثال‌ها در زمینه اثرگذاری اقدامات مخرب انسانی بر ساختارهای طبیعی عنوان می‌کنند. گرچه بروز چنین تکامل ناخواسته‌ای به تصمیمات بشر و بخصوص شرکت‌های بزرگ صید ماهی در سراسر دنیا مربوط می‌شود، با این حال یک نکته کاملا روشن است؛ اقدامات انسانی تاثیرات مخربی بر گونه‌های مختلف ماهی‌ها داشته است که نتایج آن نیز مستقیما به زندگی انسان‌ها برمی‌گردد.