تحليل النظائر المستقرة يشير إلى ترابط المغذيات بين السلمون والعشب البحري داخل نظام تربية أحياء مائية متعدد المستويات على نطاق تجاري على الساحل المفتوح

لماذا تهم مزارع الأسماك وحقول عشب البحر معًا

على طول العديد من السواحل، تقف أحواض السلمون العائمة بجانب صفوف من عشب البحر المتمايل. هذا الثنائي أكثر من مجرد مشهد بديع؛ فهو يشير إلى طريقة لزيادة إنتاج المأكولات البحرية مع تخفيف الضغط على البيئة. في هذه الدراسة من خليج بانترى في أيرلندا، طرح الباحثون سؤالًا بسيطًا لكن مهمًا: هل تصل فعلاً المغذيات التي يطلقها مزرعة السلمون التجارية إلى عشب البحر السكر القريب، وهل يساعد ذلك الطحلب على أن ينمو أفضل؟

تربية السمك وعشب البحر جنبًا إلى جنب

تركز الدراسة على مفهوم يُسمى تربية الأحياء المائية متعددة الأنواع، حيث يُربى السمك ذي القيمة العالية بجانب كائنات منخفضة الشعبة الغذائية مثل عشب البحر. الفكرة أن نفايات الأسماك، الغنية بالنيتروجين، يمكن أن تغذي عشب البحر بدلًا من أن تتبدد ببساطة في المحيط. يُعد عشب البحر السكر شريكًا جذابًا لأنه ينمو بسرعة، ويزدهر في المياه المتقلبة، ويحتاج إلى كميات كبيرة من النيتروجين. ومع ذلك، حتى الآن جاءت معظم الأدلة على أن نفايات الأسماك تعزز نمو العشب من تجارب صغيرة أو نماذج حاسوبية، ما ترك شكوكًا حول مدى نجاح هذه الشراكة في موقع تجاري حقيقي على ساحل معرض للأمواج.

تجربة طبيعية قبل وبعد

قدّم موقع الدراسة مقارنة نادرة مدمجة. على مدار أربع سنوات، كانت تعمل مزرعة العشب فقط. ثم، في منتصف عام 2023، أعيد تشغيل مزرعة سلمون بجانبها، مع زرع العشب على حبال بنفس الطريقة في أوائل 2023 ومرة أخرى في 2024. هذا أنشأ صورة قبل وبعد تحت ظروف محلية متطابقة تقريبًا. خلال كلا العامين، جمع العلماء عينات من العشب، ومياه البحر، وعينات تمثل مصادر النيتروجين المحتملة: علف مصنّع للأسماك، روث السلمون، جسيمات تغرق عبر الماء، وعشب بحري بري ينمو على الشواطئ القريبة. كما راقبوا الضوء ودرجة الحرارة والتيارات لضمان أن أي تغيّر لا يمكن ببساطة إرجاعه إلى فصل مختلف أو نمط جوي مختلف.

اتباع بصمات النيتروجين غير المرئية

لكي يحدد الفريق مصدر نيتروجين العشب، استخدموا تحليل النظائر المستقرة، وهي تقنية تقرأ اختلافات طبيعية صغيرة في وزن ذرات النيتروجين. تحمل مصادر النيتروجين المختلفة "بصمات" نظيرية مختلفة قليلاً. من خلال مقارنة البصمات في أنسجة العشب مع تلك الموجودة في العلف والروث والطحالب البرية، وتشغيل هذه البيانات عبر نموذج خلط بايزي، قدّر الباحثون أي المصادر هي الأرجح في تغذية العشب. لاحظوا أن الإشارة النيتروجينية في العشب تغيرت بمرور الوقت واختلفت بين العامين. في 2023، عندما لم تكن هناك أسماك سلمون، توافق العشب مع النطاق المتوقع من المصادر البحرية الخلفية مثل الطحالب البرية والجسيمات العامة في الماء. في 2024، عندما كان يتم إطعام السلمون بالقرب، أظهر العشب قيمًا أقل تتوافق مع نيتروجين دار في العلف ونفايات الأسماك ثم تحول في الماء.

نمو العشب وتغيرات النسيج

دعمت نتائج الكيمياء أداء العشب نفسه. في كلا العامين نما الطحلب، لكن في 2024 أصبحت شفراته أطول وأعرض وأثقل بسرعة أكبر. كما احتوى العشب على نسبة نيتروجين أعلى إجمالًا، وأشار توازن الكربون إلى النيتروجين إلى أنه لم يكن محرومًا من هذه المغذِّية الأساسية. كانت مستويات النترات في مياه سطح الخليج أعلى في بداية موسم نمو 2024، عندما كان السلمون يتغذى بنشاط، ثم انخفضت مع نمو العشب بسرعة ومع حصاد الأسماك وتوقف الإطعام. بينما جعل التباين الطبيعي في الماء من الصعب تحديد اتجاهات دقيقة من عينات الماء وحدها، فقد أشار الجمع بين النمو الأسرع وأنسجة العشب الأغنى وبصمات النظائر كلها في نفس الاتجاه.

ماذا يعني ذلك للزراعة الساحلية الأنظف

توحي النتائج مجتمعة بأن المغذيات من مزرعة السلمون قد تم بالفعل امتصاصها من قبل عشب البحر السكر المجاور على نطاق تجاري في بيئة ساحلية مفتوحة. تُظهر الدراسة أن أدوات النظائر المستقرة، المستخدمة جنبًا إلى جنب مع قياسات بسيطة للنمو والمياه، يمكن أن تكشف كيف يمكن تحويل نفايات الأسماك المغذاة إلى مورد للعشب البحري. كما تُبرز الثغرات المتبقية، مثل الحاجة إلى فهم أفضل لكيفية تعديل النيتروجين أثناء انتقاله من العلف عبر السمك والميكروبات وأخيرًا إلى العشب. بينما تبحث المجتمعات الساحلية عن طرق لتوسيع تربية الأحياء المائية دون إثقال كاهل المياه المحلية، يقدم هذا النوع من مزاوجة السمك والعشب مسارًا يمكن أن تساعد فيه بقايا محصول واحد على تغذية آخر.

الاستشهاد: Krupandan, A., Falconer, L., Maguire, J. et al. Stable isotope analysis suggests nutrient connectivity between salmon and kelp within a commercial scale open coast integrated multi-trophic aquaculture system. Sci Rep 16, 15135 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-45539-5

الكلمات المفتاحية: تربية الأحياء المائية, تربية السلمون, عشب البحر, دوران المغذيات, النظائر المستقرة