انخفاض البيولوجي لليثيوم في شبكات الغذاء على أرض الغابة

الليثيوم والبطاريات والحياة الخفية في التربة

يُشغّل الليثيوم هواتفنا وأجهزتنا المحمولة وسياراتنا الكهربائية، ومع ذلك يُعرف عنه أقل بكثير أين ينتهي به الأمر في الطبيعة. تبحث هذه الدراسة تحت سطح أرض الغابة، داخل متاهة التربة والأوراق المتساقطة والحيوانات الدقيقة، لمعرفة كيف يتحرك الليثيوم عبر شبكات الغذاء البرية. فهم هذه الرحلة الخفية أمر مهم لأن زيادة استخدام الليثيوم يمكن أن ترفع تلوث التربة التي تُعيل الحياة البرية والغابات وفي النهاية الغذاء والماء الذي يعتمد عليه الناس.

تتبع الليثيوم من التربة إلى كائنات الغابة

فحص الباحثون أربع غابات معتدلة إلى حد ما في الولايات المتحدة وغابتين تحت مداريتين في هونغ كونغ. في كل موقع، أخذوا عينات من التربة والأوراق المتساقطة حديثًا والأوراق القديمة المتحللة جزئيًا ومجموعة واسعة من اللافقاريات الأرضية مثل الديدان الأرضية والألوية والخنافس والعث والعناكب. كما استخدموا مؤشرات كيميائية طبيعية تُدعى نظائر مستقرة للكربون والنيتروجين لرسم خريطة من يأكل ماذا ولتحديد مكان كل حيوان في شبكة الغذاء المحلية. سمح هذا بربط مستويات الليثيوم بعادات التغذية بدلًا من الاقتصار على سرد التركيزات.

مساران رئيسيان إلى داخل شبكة الغذاء

وجد الفريق أن الليثيوم كان أكثر وفرة في التربة، أقل في الحطام الورقي الطازج وأعلى مرة أخرى في الأوراق القديمة المتحللة. احتوت الحطامات القديمة في غابات هونغ كونغ على نحو خمس إلى عشر مرات أكثر من الليثيوم مقارنة بالحطام الطازج، ما يشير إلى تبادل مستمر لليثيوم بين الأوراق والتربة المحيطة أثناء تفكيك الميكروبات للمواد. اللافقاريات التي تتغذى على المواد الميتة والتربة، والمعروفة بمستهلكي الحطام، حملت باستمرار أعلى مستويات الليثيوم، حيث أظهرت الديدان الأرضية قيمًا نموذجية بآلاف النانوجرامات لكل غرام من النسيج الجاف. بينما كان لدى آكلات النباتات التي تتغذى بشكل أساسي على الأوراق الطازجة، مثل العديد من اليرقات والجراد، ميل لامتلاك كميات أقل بكثير من الليثيوم في أجسامها.

لماذا يتناقص الليثيوم بدلاً من أن يتزايد في السلسلة

عبر الغابات المختلفة، بحث المؤلفون عن دلائل على أن الليثيوم يتراكم أثناء انتقاله من النباتات إلى آكلات النبات إلى المفترسات، وهي عملية تعرف بالتضخيم الحيوي. بدلاً من ذلك رأوا النمط المعاكس. أظهرت المقاييس الإحصائية لانتقال المواد عبر المستويات التغذوية أن الليثيوم عمومًا يتناقص من المستويات الدنيا إلى العليا في شبكة الغذاء. يتوافق هذا "الانخفاض البيولوجي" مع ما هو معروف عن كيمياء الليثيوم: فهو لا يذوب في الدهون، ويسهل على الكائنات التخلص منه نسبيًا ويميل إلى عدم الارتباط بشدة داخل الأنسجة. حتى في الأنواع ذات الأحمال الجسمية الأعلى، مثل الديدان الأرضية، كانت مستويات الليثيوم أقل بكثير من العتبات المميتة المعروفة للترب غير الملوثة.

الدور الخاص لمستهلكي الحطام

اتضح أن أسلوب التغذية أهم من الموقع في سلسلة الغذاء. أظهر مستهلكو الحطام مثل الديدان الأرضية والألوية، والمفترسات التي تفترسهم، غالبًا مستويات ليثيوم مرتفعة مقارنة بآكلات النباتات أو بخنافس الروث على نفس المستوى. وتشير الدراسة أيضًا إلى أن مرحلة الحياة قد تهم: احتوت يرقات بعض العث على مزيد من الليثيوم مقارنةً بالبالغات من نفس النوع، من المحتمل لأن اليرقات تتغذى بكثافة على الأوراق الطازجة بينما تعتمد البالغات أكثر على الرحيق ومصادر غذائية أضعف التركيز. تقترح هذه الأنماط أن تعرض الليثيوم في الغابات يعتمد بدرجة كبيرة على أي جزء من نظام الحطام والتربة تستغله الحيوانات.

ماذا يعني هذا للغابات والبشر

معًا، تظهر النتائج أن أرض الغابة القريبة من الحالة البكر تعمل كمصدر وكمصفاة لليثيوم. تزوّد التربة والأوراق المتحللة الليثيوم إلى قاعدة شبكة الغذاء، لكن المعدن لا يتراكم تجاه الحيوانات الأكبر حجمًا. بدلاً من ذلك، يقع أكبر تعرض طويل الأمد على مستهلكي الحطام الذين يعالجون باستمرار الحطام القديم والتربة. ومع استمرار ارتفاع الطلب العالمي على الليثيوم وزيادة مخاطر التلوث، قد تعمل هذه الكائنات المتكلسة المتواضعة كأنذارات مبكرة لصحة التربة وكلاعبين أساسيين في إبقاء دورة الليثيوم داخل طبقة الأرض بدلًا من صعوده في السلسلة الغذائية.

الاستشهاد: Muisa, N., Cheng, M.LH. & Tsui, M.TK. Biodiminution of lithium in forest floor food webs. Sci Rep 16, 15907 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-46717-1

الكلمات المفتاحية: تلوث الليثيوم, تربة الغابة, شبكات الغذاء, الدود الأرضي, مستهلكو الحطام