الكشف عن دور الأوكسجين والكربون ودوران المغذيات في الموقع داخل بؤرة حيوية يقودها الإسفنجة في القطب الشمالي

حياة تزدهر في أعماق القطب الشمالي المظلم

في أعماق الماء، حيث تكاد الحرارة تكون عند نقطة التجمد ولا يصل أي ضوء على الإطلاق، اكتشف العلماء مجتمعًا نشطًا بشكل مدهش: حقول شاسعة من إسفنجيات أعماق البحار تعيش على جبل بحري تحت الماء في القطب الشمالي. تستكشف هذه الدراسة كيف تحافظ هذه الحيوانات البسيطة الظاهرية على نظام بيئي مخفي بأكمله من خلال استنشاق الأكسجين، واستهلاك غذاء غير مرئي، وإعادة تدوير المغذيات الأساسية التي تعتمد عليها أشكال الحياة البحرية الأخرى.

مدينة تحت الماء من الإسفنجيات

تركز الأبحاث على «شولز بانك»، وهو جبل بحري شاهق على طول منتصف المحيط القطبي الشمالي يبلغ قمةه حوالي 580 مترًا أسفل السطح. يغطي قمة هذا الجبل «أراضي إسفنجية» كثيفة، حيث تشكّل أنواع مختلفة من الإسفنجيات هياكل تشبه الشعاب مكوّنة من إبر هيكلية زجاجية. تخلق هذه الحقول الإسفنجية بيئة ثلاثية الأبعاد تؤوي الأسماك والمرجانيات والعديد من اللافقاريات الصغيرة. دوامات قوية من التيارات تحيط بالجبل البحري، فتحتجز الجسيمات والمادة العضوية من ازدهارات العوالق الموسمية وتوصلها إلى القمة، مما يحولها إلى بؤرة حيوية في أعماق البحر رغم الظروف القاسية والفقر الغذائي المحيط.

قياس التنفس والنفايات على قاع البحر

لفهم كيفية عمل هذا المجتمع، استخدم الفريق مركبات تعمل عن بعد لوضع غرف شفافة من الأكريليك فوق بقع من الأرض الإسفنجية. كل غرفة أحاطت بقسم صغير من قاع البحر وسكانه الحيويين. على مدار عدة ساعات، سجلت الأجهزة التغيرات في الأكسجين وجمعت عينات ماء لتتبع الميكروبات الدقيقة والمغذيات المذابة مثل أشكال مختلفة من النيتروجين والفوسفور. بمقارنة الغرف التي احتوت على كتلة حيوية إسفنجية كبيرة بتلك التي بها إسفنجيات قليلة أو متفرقة، تمكن الباحثون من تقدير مدى تأثير الإسفنجيات نفسها في كيمياء المياه المحيطة.

بؤرة أعماق بحرية لاستهلاك الكربون

اتضح أن الأرض الإسفنجية هي مصدر هائل للتنفس. استهلك المجتمع الأكسجين بمعدلات مماثلة لتلك التي قيسَت على شعاب مرجانية شهيرة في أعماق البحر وبمعدلات أعلى بكثير من الرواسب الطرية المجاورة في القطب الشمالي. ببساطة، الإسفنجيات وجيرانها يحترقون من خلال الكربون العضوي أسرع بكثير مما يمكن أن يوفّره الرش البطيء والثابت للطعام من السطح. يشير هذا التباين إلى أن الإسفنجيات تستغل مصادر غذاء إضافية أقل وضوحًا، لا سيما الكربون العضوي المذاب والعوالق المجهرية، التي تقوم بترشيحها باستمرار من الماء. تربط أنشطتهم الماء العلوي بقاع البحر بإحكام، محوّلة بسرعة الكربون غير المتاح إلى أشكال يمكن أن تغذي الشبكة الغذائية القاعية الأوسع.

تحويل النفايات إلى سماد للعُمق

وبالتزامن مع استهلاكهم للأكسجين والكربون، تُطلق الإسفنجيات تيارًا ثابتًا من المغذيات المعدنية—أمونيا، نترات، نيتريت وفوسفات—مرة أخرى إلى الماء. تعمل هذه المغذيات كسماد، وقد تغذي الميكروبات والطحالب إلى ما وراء الجبل البحري المحتمل. أظهرت الغرف التي احتوت على كتلة حيوية إسفنجية أكبر عمومًا معدل إطلاق مغذيات أعلى، مما يؤكد الدور المركزي لهذه الحيوانات. كما وجدت الدراسة أن أنواع الإسفنج المختلفة تتصرف بطرق متباينة. تميل الإسفنجيات ذات الميكروبات الداخلية القليلة إلى إطلاق كميات كبيرة من الأمونيا والفوسفات، بينما تبدو الإسفنجيات الغنية بالميكروبات أنها تعيد تدوير المغذيات داخليًا أكثر وتحافظ على نسب نيتروجين إلى فوسفور أكثر توازنًا. هذا يوحي بأن تركيبة أنواع الإسفنج على جبل بحري يمكن أن تشكّل ليس فقط مقدار المغذيات التي يُعاد توليدها، بل أيضًا الصيغة الكيميائية التي تأتي بها.

لماذا تهمّ هذه المحطة الخفية لإعادة التدوير

معًا، ترسم النتائج صورة «شولز بانك» كمحطة لإعادة التدوير في أعماق البحر: تسحب الإسفنجيات كربونًا وأكسجينًا مخففين وصعبي الاستخدام من الماء، تعالجهما، وتطرح منتجات ثانوية غنية بالمغذيات يمكنها دعم حياة أخرى في المحيط المظلم. على الرغم من أن القياسات فنّيًا صعبة ومستندة إلى عدد محدود من التجارب، إلا أنها تؤكد أن الأراضي الإسفنجية ليست مواطن سلبية بل محركات فعّالة لدوران الكربون والمغذيات. ونظرًا لاكتشاف حقول إسفنجية مماثلة الآن عبر محيطات العالم، فإن تأثيرها المُجمَع قد يؤثر بشكل كبير على كيفية تحرك المغذيات والطاقة عبر المياه العميقة. لذلك، فإن حماية هذه المجتمعات البطيئة النمو من تهديدات مثل السحب القاعية لشباك الصيد والتعدين في أعماق البحار والتغيرات الدورية المدفوعة بالمناخ أمر بالغ الأهمية للحفاظ على صحة وإنتاجية النظام البيئي البحري الأوسع.

الاستشهاد: Hanz, U., Mueller, B., Bart, M.C. et al. Unveiling in situ oxygen, carbon and nutrient cycling of a sponge-driven biological hotspot in the arctic. Sci Rep 16, 7743 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-41798-4

الكلمات المفتاحية: إسفنجيات أعماق البحار, دوران المغذيات, جبل بحري أرктиكي, تدفق الكربون, بؤرة قاعية