تلال جبال الجليد البحري القطبي الشمالي نقاط ساخنة للكتلة الحيوية تؤوي مجتمعات ميكروبية متنوعة

حياة مخفية في الجليد القطبي المكسور

عندما نتخيل جليد البحر في القطب الشمالي، كثيرًا ما نتصور لوحًا أبيض أملسًا يمتد إلى الأفق. في الواقع، ينطوي كثير من ذلك الجليد على طيات وتلال تتكدس فيها الصفائح عندما تتصادم وتتراكم. تُظهر هذه الدراسة أن هذه التشكيلات المسننة ليست مجرد عقبات متجمدة للسفن — بل هي أحياء نابضة للحياة المجهرية. من خلال إثبات أن تلال الجليد البحري يمكن أن تحتفظ بمعظم الطحالب المرتبطة بالجليد وتؤوي مجتمعات ميكروبية متنوعة وفريدة، تغير الدراسة طريقة تفكيرنا في الحياة ودورة الكربون في قطب شمال يزداد دفئه بسرعة.

ما الذي يميز التلال عن الجليد المسطح

تتشكل تلال الجليد عندما تتصادم صفائح الجليد الطافية، فتتحطم إلى كتل تتكدس لتكوّن «سفينة» فوق الماء و«مِقدَمة» عميقة تحته. يمكن أن تمتد المقدمة لعدة أمتار تحت سطح البحر وتتكون من كتل جليدية متشابكة بينها فراغات. هذه الفراغات تكون مملوءة بمياه البحر في البداية وتشكّل متاهة من البرك والقنوات الصغيرة، بينما تواجه أسطح الكتل اتجاهات ضوئية وملوحية مختلفة. بالمقارنة مع الجليد الرقيق والمستوي، تقدم التلة مساحة سطح داخلية ومساحات محمية أكبر بكثير، ويمكن لجزء كبير منها أن يبقى قائمًا طوال الصيف حتى بينما يذوب الجليد المسطح.

التلال كملاذات موسمية للطحالب

باستخدام رحلة الانجراف الطويلة MOSAiC في وسط القطب الشمالي على مدار السنة، حفر الباحثون داخل ثلاث تلال في الشتاء والربيع والصيف ودمجوا قياسات بنية الجليد ودرجة الحرارة ومحتوى الملح مع تعداد مفصل للطحالب والميكروبات. وجدوا أن أعلى تراكيز الطحالب كانت مرتبطة باستمرار بالفراغات المملوءة بالماء والجليد المحيط قرب قمم مِقدَم التلال. في الصيف، خزنت هذه المواطن الداخلية للتلال ما يصل إلى ثمانية أضعاف صبغة الطحالب (الكلوروفيل أ) مقارنة بالجليد المسطح والمياه السطحية النموذجية، وعلى الرغم من أن التلال تغطي نحو خُمُس مساحة الجليد فقط، فقد تحتوي تقريبًا على 80 بالمئة من إجمالي الكتلة الحيوية الطحلبية المرتبطة بالجليد في منطقة الدراسة. يبدو أن الفراغات المحمية تساعد الطحالب على الصمود خلال الظلمة الشتوية ثم تغذي نموًا مكثفًا عند عودة الضوء.

ترسانة مجهرية متنوعة على شكل رقع

تُظهر الدراسة أن الحياة داخل التلال ليست وفيرة فحسب بل متميزة تركيبًا أيضًا. ضمن مسافات قصيرة تتغير الظروف فجائيًا من جليد علوي لين ومسامى إلى طبقات سفلية أكثر تماسكًا، ومن جيوب مياه مفتوحة إلى جليد صلب. وبالمقابل، يتبدّل مزيج الطحالب المجهرية والطلائعيات والبكتيريا والعتائق من مكان لآخر ومن موسم لآخر. كشفت المسوحات الجينية أن مواطن التلال تؤوي ألقابًا (أجناسًا) كثيرة لا توجد في الجليد المسطح المحيط، لا سيما بين الدياتومات والسيوتيلات. بينما كانت التنوعات المحلية داخل عَيّنة واحدة متشابهة عبر البيئات، كان العدد الإجمالي للنوعيات حقيقية النواة المميزة عبر جميع عينات التلال أعلى مما هو عليه في الجليد المسطح السنوي الأول أو الثاني، مما يدل على أن التلال تضيف بشكل كبير إلى التنوع البيولوجي الإجمالي لجليد البحر القطبي الشمالي.

من نمو يشبه النبات إلى إعادة تدوير ميكروبي

مع تقدم الصيف، حدث تحول دراماتيكي داخل التلال. في بداية الموسم، فضّلت الفراغات المائية المشعة بالضوء الطحالب والكائنات ذاتية التغذية الأخرى، مما جعل التلال مواقع قوية للإنتاج الأولي. لاحقًا، مع جريان برك الذوبان السطحية ودخول مياه منخفضة الملوحة إلى المِقدَم، تجمدت بعض الفراغات. أدى هذا التغير إلى تراجع في الكتلة الحيوية الطحلبية لكن إلى ازدهار في البكتيريا سريعة النمو وفي الجينات المرتبطة بتفكيك المادة العضوية المعقدة ودورة النيتروجين. أصبحت مجموعات بكتيرية معينة، لا سيما غاما بروتيوباكتيريا المتكيفة مع البرد مثل جنس Colwellia، سائدة بشكل كبير وحملت مجموعات إنزيمية ملائمة لتحطيم السكريات المشتقة من الطحالب ومركبات غنية بالكربون أخرى. في الواقع، التلة التي عملت كحاضنة نباتية صيفية تحولت إلى مصنع لإعادة التدوير الميكروبي بمجرد تجمّد بركاتها الداخلية.

لماذا هذا مهم لقطب يتغير

تُبرز النتائج تلال الجليد البحري كقطع أساسية من لغز القطب الشمالي. من خلال توفير ملعبدات محمية طويلة الأمد وبنية معقدة، تسمح التلال للكائنات المرتبطة بالجليد بالبقاء خلال ظلمة الشتاء، وبناء مخزونات طحلبية صيفية كبيرة، ثم تغذية مجتمعات بكتيرية نشطة تحوّل هذا الكربون وتطلقه. وبما أن التلال تشغل جزءًا كبيرًا من حجم جليد القطب الشمالي ويمكن أن تحتوي على معظم كتلته الطحلبية، فمن المرجح أن تؤدي التغيرات في تكرر وقوة تشكل وتماسك وذوبان التلال إلى تأثيرات تمتد عبر شبكات الغذاء ومسارات الكربون. فهم هذه الميزات المُهمَلة ضروري للتنبؤ كيف ستستجيب أنظمة القطب الشمالي — وعمليات المناخ التي تؤثر فيها — مع صيرورة جليد البحر أنحف وأصغر سنًا وأكثر ديناميكية.

الاستشهاد: Müller, O., Gardner, J., Olsen, L.M. et al. Arctic sea-ice ridges are biomass hotspots harboring diverse microbial communities. Commun Earth Environ 7, 385 (2026). https://doi.org/10.1038/s43247-026-03364-8

الكلمات المفتاحية: جليد البحر القطبي الشمالي, تلال الضغط, طحالب الجليد, مجتمعات ميكروبية, دورة الكربون