التقلبات المناخية تكثف تغذية البحيرات بالغوايات عن طريق زيادة مقاومة الإجهاد لدى الطحالب المسببة للازدهار الضار

لماذا تهمنا طحالب البحيرات جميعًا

من مياه الشرب ومصايد الأسماك إلى السباحة والملاحة، تعتمد أجزاء كثيرة من الحياة اليومية على بحيرات صحيّة. ومع ذلك، تتحول المزيد من البحيرات حول العالم إلى خضرة كثيفة تشبه شوربة البازلاء مع سُطوح من الطحالب قد تصدر روائح كريهة، تقتل الأسماك، وحتى تهدّد صحة الإنسان. تطرح هذه الدراسة سؤالاً ملحاً: لماذا تزداد هذه الازدهارات الضارة في كثير من الأماكن حتى عندما خفّضت إجراءات الحد من التلوث جريان المغذيات؟ يبيّن المؤلفون أن دفعات قصيرة ومكثفة من الطقس القاسي — موجات حرّ وهطولات غزيرة — تعيد بهدوء تشكيل طريقة نجاة الطحالب المسببة للازدهار ونموها، وتحافظ على البحيرات في حالة تدهور مزمن.

تقلبات شديدة في الطقس، وتفشيات طحلبية أكبر

باستخدام بيانات أقمار صناعية تقارب عشرين عاماً لأكثر من 600 بحيرة ضحلة وكبيرة حول العالم، تتبّع الباحثون عدد مرات ظهور الازدهارات السطحية للطحالب. وجدوا أن تكرّر الازدهارات ارتفع مع الزمن، لكنه لم يكن بطريقة ناعمة ومستقرة. بل قفز للأعلى وللأسفل متزامناً مع التقلبات المناخية: السنوات ذات الظروف الحارّة بشكل غير عادي والعواصف المطرية القوية أظهرت أكبر الزيادات في مساحة الطحالب. أوضحت النماذج الإحصائية أن هذه الشذوذات القصيرة والعنيفة تفسّر جزءاً أكبر من التباين السنوي في اخضرار البحيرات مقارنة بالاحترار البطيء التدريجي أو هطول الأمطار المتوسط بمفرده. لا تزال تلوثات المغذيات وزيادة السكان البشريين تحددان المخاطر الخلفية العامة، لكن موجات الحرّ والعواصف العنيفة تعمل كمحفّزات تطلق ذلك الاحتمال المخزون وتحوّله بسرعة إلى ازدهارات كبيرة.

كيف تقوّي موجات الحرّ الطحالب الخطرة

بعد ذلك، انتقل الفريق إلى تجارب مخبرية وميدانية مع عدة سلالات سيانوباكتيريا معروفة بتشكيل الازدهارات، بما في ذلك Microcystis وAphanizomenon. عندما تعرّضت هذه الطحالب لدرجات حرارة شبيهة بموجات الحرّ حوالي 40 °م، شهدت اندفاعاً من الإجهاد التأكسدي الداخلي — أي أضرار كيميائية ناجمة عن جزيئات أكسجينية تفاعلية. استجابة لذلك، سرّعت الخلايا أنظمتها الوقائية، بما في ذلك الإنزيمات المضادة للأكسدة وبروتينات الصدمة الحرارية، وزادت بشكل كبير مخزوناتها من مركب بسيط متسلسل يُدعى متعدد الفوسفات. يُحشر هذا المركب داخل أجسام مجهرية كثيفة تعرف بالستابيليزومات. بعملها كسـِماد غني بالطاقة وكسكِمنة مادية، تسمح الستابيليزومات للطحالب بتحمّل الحرارة، وإصلاح نفسها، والاستمرار في النمو بعد أن يهدأ الطقس. بدل أن تقتل الخلايا، تُدرّبها موجات الحرّ غير المميتة فعلياً، تاركة ذاكرة حرارية تحسّن فرص نجاة الطحالب من موجة حرّ قادمة.

الاغتسال في الأعماق للحصول على مأوى والاستفادة من غذاء مخفي

تغيّر هذه الستابيليزومات أيضاً أماكن معيشة الطحالب ضمن عمود الماء. وبما أنها ثقيلة، يزيد تراكمها من كثافة الخلايا ويشجّع الطحالب على الغوص بعيداً عن السطح المشمس إلى مياه أعمق وأكثر برودة، حيث تقل ضغوط الحرارة والضوء. في تجارب خاضعة للسيطرة بدقة داخل خزانات، تراكمت الخلايا المعالجة بالحرارة بقوة أكبر في الطبقات الوسطى والسفلية مقارنةً بالمراجعات. في هذه الطبقات الأغمق، بالقرب من الرواسب المعاد تعويمها أو داخلها، يمكن للطحالب أن تستفيد من الفوسفور المُحرَّر من طين البحيرة، خاصة عندما تسرّع درجات الحرارة الأعلى هذا التحرير. ومع نمو الازدهارات، تزيل عملية البناء الضوئي ثاني أكسيد الكربون من الماء وتدفع قيمة pH إلى مستويات قلوية عالية. ومن المدهش أن هذا الوسط عالي القلوية يحفز أيضاً امتصاص الفوسفور وتخزين متعدد الفوسفات، معزّزاً حلقة «حرارية-قلوية» ذاتية التغذية: الحرارة والقلوية تُحفِّزان مزيداً من الكتلات الداخلية وتراكم المغذيات، بما يدعم ازدهارات أكبر وأكثر دواماً.

الفيضانات المفاجئة التي تبقى في ذاكرة الطحالب

تضيف العواصف المطيرة الغزيرة لفة أخرى إلى هذه القصة. تسحب الهطولات الغزيرة الرواسب والجسيمات الغنية بالفوسفور من اليابسة وتحرّك قعر البحيرة، موفِّرة نبضات قصيرة وقوية من المغذيات. أظهرت تجارب على رواسب بحيرات حقيقية وجسيمات معلّقة أن الاحترار يزيد بشكل كبير من تحرير الفوسفور المذاب إلى الماء. التقطت الطحالب المختبرة هذا الفوسفور خلال ساعات، مستغلّة كميات تفوق حاجتها للنمو الفوري وقافلة الفائض إلى مخزونات متعددة الفوسفات. تستمر هذه المخزونات الداخلية طويلاً بعد أن يتضح ماء العاصفة وتنخفض مستويات المغذيات الخارجية. عندما تندلع موجة حر لاحقة، تكون الطحالب «محملة مسبقاً» بالوقود، جاهزة للرد بتكوين مزيد من الستابيليزومات، والغوص للملجأ، ثم الارتداد إلى ازدهارات سطحية جديدة. هذا يعني أن البحيرات النسبياً الصافية وفقيرة المغذيات يمكن أن تتعرّض لازدهارات شديدة عندما تتعاقب الهطولات الغزيرة وموجات الحرّ في زمن قصير.

إعادة التفكير في كيفية حماية البحيرات

معاً، تدعم سجلات الأقمار الصناعية والتجارب إطار عمل جديد لفهم مشكلات البحيرات الحديثة. فبدلاً من اعتبار الازدهارات الضارة نتيجة بسيطة لكثرة المغذيات أو لاحترار مناخي تدريجي، تُظهر الدراسة أن دفعات من الحرارة الشديدة والمطر يمكن أن تحوّل الصدمات القصيرة إلى مزايا طويلة الأمد للطحالب المسببة للازدهار. من خلال تخزين الفوسفور في الستابيليزومات، وتغيير طفوّيتها، وبناء مقاومة لمزيج الحرارة والقلوية العالية، تحوّل هذه الكائنات كل حدث متطرّف إلى خطوة نحو تغذية مستدامة أكثر. للمديرين والمجتمعات، يعني هذا أن خفض مدخلات المغذيات يظل أمراً حاسماً لكنه لم يعد كافياً. سيتطلب حماية صحة البحيرات في عالم تتزايد فيه تقلبات المناخ استراتيجيات تتوقع أيضاً موجات الحرّ ونبضات المغذيات الناجمة عن العواصف، وتأخذ في الحسبان كيف يمكن لتوقيت هذه الأحداث أن يُهيّئ الازدهارات الضارة لتزدهر.

الاستشهاد: Wang, C., Wang, M., Xie, M. et al. Climate extremes intensify global lake eutrophication by increasing the stress resistance of harmful bloom-forming algae. Nat Commun 17, 2859 (2026). https://doi.org/10.1038/s41467-026-69529-3

الكلمات المفتاحية: الازدهارات الطحلبية الضارة, تغذية البحيرات, التقلبات المناخية, موجات الحر والعواصف, إدارة المياه العذبة