يكشف كهف موفيل المكتشف في رومانيا عن نظام بيئي فريد معزول منذ 5.5 مليون سنة
كهف في رومانيا يعرف باسم موفيل ويقع على عمق 18 مترا تحت الأرض، ظل معزولا عن بقية الكوكب لمدة 5.5 مليون سنة تقريبا. ضمن هذه البيئة الفريدة تحت الأرض، قام علماء الأحياء بفهرسة 48 نوعًا من الكائنات الحية التي تعتمد حصريًا على كبريتيد الهيدروجين للبقاء على قيد الحياة، ولم يكن لها اتصال بأشعة الشمس مطلقًا. هذا النظام البيئي الغريب، حيث الغازات السامة هي أساس الحياة التي تطورت في ظلام دامس لملايين السنين، يعيد تعريف المفاهيم حول الظروف الضرورية للوجود البيولوجي.
والأمر الأكثر إثارة للدهشة هو أنه على عمق ستين قدمًا تقريبًا تحت الشجيرات الكثيفة بالقرب من مدينة مانغاليا الساحلية برومانيا، سيكون الجو الداخلي لكهف موفيل قاتلاً لأي شخص في غضون دقائق. يتم تقليل تركيز الأكسجين بمقدار النصف مقارنة بالجو الخارجي، في حين أن ثاني أكسيد الكربون أكثر وفرة بمئة مرة. كبريتيد الهيدروجين، برائحته المميزة التي تشبه رائحة البيض الفاسد، يشبع الهواء الراكد ويذوب في برك دافئة وغامضة. في هذه الظروف القاسية، تزدهر العناكب بلا عيون، والعلق الذي لم يرى النور من قبل، والحريش ذو الأرجل الخلفية المسننة، الذي يلقبه الباحثون بـ “ملك الكهف”.
من بين 48 نوعًا تم تحديدها، يعتبر 33 نوعًا مستوطنًا، أي أنها توجد فقط في هذا الموقع المحدد من العالم. كل هذه الكائنات تنحدر من أسلاف تم عزلهم تحت الأرض منذ حوالي 5.5 مليون سنة، وهي الفترة التي تسببت فيها أزمة الملوحة الميسينية في جفاف البحر الأبيض المتوسط، وعلى السطح، بدأت السلالات التطورية للإنسان والشمبانزي بالانفصال.
تم اكتشاف كهف موفيل بشكل غير متوقع تمامًا في عام 1986 على يد العمال الرومانيين. كانوا يقومون بحفر استكشافي لتقييم مدى صلاحية الأرض لبناء محطة للطاقة عندما صادفوا هذا التكوين الغريب.
ولم يكن العمال يبحثون عن علامات الحياة، بل عن التكوينات الصخرية الصلبة. وقد تم الحفر عبر 18 مترًا من الطين والحجر الجيري، ووصلت إلى تجويف ظل غير نشط منذ نهاية العصر الميوسيني. عندما نزل عالم الأحياء الروماني كريستيان لاسكو إلى هذه الغرفة في عام 1986، أصبح أول حيوان فقاري منذ حوالي 5.5 مليون سنة يراقب الجزء الداخلي منها.
ويمتد هيكل الكهف على حوالي 240 مترًا من الممرات الضيقة. وفي نهايتها، تظهر بحيرة صغيرة سطحًا مغطى بطبقة هلامية شاحبة من البكتيريا. تمثل الجيوب الهوائية الموجودة فوق الماء، والمعروفة باسم الغرف الجرسية الشكل، الأجزاء الأكثر تميزًا. للوصول إليهم، يجب على الغواص أن يغطس ويمر تحت فجوة صخرية ويخرج في جيب من الغاز ظل معزولاً عن الغلاف الجوي للأرض طوال فترة تطور الرئيسيات.
هذه البيئة الغازية مميتة، حيث تحتوي على الأمونيا والميثان وكبريتيد الهيدروجين بمستويات يمكن أن تودي بحياة إنسان غير محمي في بضع استنشاقات فقط. ومع ذلك، فإن المياه الموجودة بالأسفل هي موطن لحيوانات غنية ومتنوعة.
المزيد عن الموضوع: الفطريات وبطيئات المشية: تزدهر الحياة المعقدة في خزانات الغاز الصخري العميقة
كيف تزدهر الحياة في ظلام السينما
تعتمد جميع النظم البيئية الموجودة على سطح الأرض تقريبًا بشكل أساسي على عملية التمثيل الضوئي. يمتص النبات الفوتونات، ويكسر جزيء الماء، ويثبت الكربون وينقل السكر المنتج عبر السلسلة الغذائية، والتي يمكن أن تبلغ ذروتها في خنفساء أو غزال أو حتى إنسان. إذا اختفت الشمس، فإن معظم النظم البيئية على الأرض سوف تنهار في غضون بضع سنوات.
لكن الفيلم لا يحتاج إلى ضوء الشمس. تبدأ سلسلتها الغذائية بالبكتيريا المصنعة كيميائيًا، وهي كائنات دقيقة تحصل على الطاقة من أكسدة كبريتيد الهيدروجين والميثان والأمونيا، بدلًا من الاعتماد على ضوء الشمس. وهي تشكل طبقة عائمة على سطح البحيرة وطبقة لزجة على جدران الكهف. تتغذى القواقع والديدان الخيطية على هذه الطبقة. العقارب المائية، والعلق، والمئويات، والعناكب عديمة العيون، بدورها، هي الحيوانات المفترسة لهذه الحيوانات العاشبة.
من بين 48 نوعًا موثقة في Movile، هناك 33 نوعًا حصريًا للكهف. عمليا، فقدوا جميعا تصبغهم، ومعظمهم ليس لديهم عيون. من خلال عملية التكيف التطوري، طوروا هوائيات وأرجل طويلة بشكل استثنائي، تعمل كأدوات حسية في بيئة حيث تكون الرؤية عديمة الفائدة ويصبح اللمس فيها أمرًا حيويًا.
“ملك الكهوف”، وهو نوع من حريش تم وصفه في دراسة أجريت عام 2020، له عرف مسنن على آخر زوج من رجليه الخلفيتين. يقترح علماء الأحياء أن هذه الهياكل تُستخدم لاصطياد فرائسها، على غرار صياد يحمل سمكة في منتصف القتال.
الأهمية العلمية للعزلة لمدة 5.5 مليون سنة
العزلة المطولة هي ما يمنح Movile Cave قيمته العلمية التي لا تقدر بثمن. على الرغم من أن الكهوف والحيوانات الفريدة ليست غير شائعة، فإن البيئة التي ظل غلافها الجوي وكائناتها الحية معزولة لمدة 5.5 مليون سنة تمثل تجربة طبيعية سيكون من المستحيل تكرارها بشكل مصطنع.
التغطية الكاملة: آخر الأخبار (AR)
إن خمسة ملايين ونصف المليون سنة هي فترة زمنية طويلة، وهي كافية لتباعد السلالات بأكملها بشكل كبير. وهو يتوافق تقريبًا مع نفس الفترة منذ آخر سلف مشترك بين البشر والشمبانزي. خلال هذا الوقت الطويل، ظلت حيوانات موفيل في الظلام، تتغذى على البكتيريا وتقوم بتعديل جينوماتها تدريجيًا للتكيف مع عالم خالٍ تمامًا من ضوء الشمس.
وصفت دراسة نُشرت في عام 2023 قشريات الصدفيات الجديدة، *Pseudocandona movilaensis*، الموجودة في النظام البيئي الكبريتيدي في Movile. يعد هذا الحيوان الصغير ذو القشرة مثالا واضحا على السلالة التي من الواضح أن أسلافها وصلوا قبل إغلاق الكهف ولم يغادروا الموقع أبدا.
كيف تقوم الكائنات الحية في Movile بتحويل بيئتها الخاصة
البكتيريا التي تشكل أساس السلسلة الغذائية في Movile لا توفر الغذاء للحيوانات فحسب؛ كما أنهم يشاركون بنشاط في حفر الكهوف. أثناء عملية أكسدة كبريتيد الهيدروجين، أحد المنتجات الثانوية المتولدة هو حمض الكبريتيك. ويتدفق هذا الحمض عبر جدران الحجر الجيري، ويذيبها ببطء، وبالتالي يوسع حجرات الكهف ويطلق ثاني أكسيد الكربون من الصخور.
انظر أيضاً
يجبر عطل البطارية BYD على استدعاء 88000 وحدة Qin Plus DM-i
يأتي خط iPhone 18 الجديد بعدسة بدقة 200 ميجابكسل ويظهر لأول مرة في هاتف خلوي قابل للطي طال انتظاره من Apple
زلزال كولومبيا: عدد الوفيات يصل إلى 294 والتوازن يشير إلى آلاف المتضررين
ولهذا السبب يحتوي الهواء الموجود داخل Movile على ثاني أكسيد الكربون أكثر بحوالي مائة مرة من الغلاف الجوي الخارجي. يتم توسيع الكهف حرفيًا من خلال عملية التمثيل الغذائي لسكانه. تعيش الحيوانات في مكان يتزايد فيه مصدر غذائها تدريجياً.
ومن المعروف الآن أن عملية تكوين الكهف الكبريتيدي هذه شكلت العديد من أنظمة الكهوف المهمة حول العالم، بما في ذلك أجزاء من مجمع فراساسي في إيطاليا وليشوجويلا في نيو مكسيكو. ومع ذلك، كان موفيل هو الكهف الأول الذي تمكن فيه علماء الأحياء من مراقبة العملية أثناء حدوثها، مع وجود نظام بيئي مستوطن سليم لا يزال يعمل بكامل طاقته.
اعرف المزيد: يجد العلماء شبكة فطرية متنوعة تحت الأشجار التشيلية القديمة التي يزيد عمرها عن 3600 عام
تم إغلاق وصول الإنسان إلى مدخل الكهف. يُسمح فقط لمجموعة صغيرة من الباحثين بدخول موفيل كل عام، والقيام بزيارات قصيرة واستخدام أجهزة التنفس المتخصصة. وهذا القيد مبرر جزئيًا بالسلامة، حيث يمكن أن يكون الجو مميتًا، وجزئيًا لتجنب التلوث. إن خلايا الجلد، والطين من الأحذية، وهواء الزفير، والميكروبات المنتشرة من السطح ستكون غزاة أجانب في نظام يتمتع بكيمياء حيوية خاصة به سليمة منذ ما قبل ظهور أسترالوبيثكس.
مقال عن لافقاريات المياه الجوفية في الظروف القاسية، نُشر في مجلة متخصصة في علم البيئة والتطور، يضع Movile جنبًا إلى جنب مع أنظمة المياه السامة والكيميائية الأخرى كمختبر أساسي لفهم كيفية تمكن الحيوانات من البقاء على قيد الحياة في حدود الكيمياء الحيوية. يتحمل سكانها تركيزات كبريتيد الهيدروجين التي من شأنها أن تسمم الميتوكوندريا في الحيوانات السطحية في غضون دقائق.
علم الأحياء الفلكي وكهف موفيل: توسيع نطاق البحث عن حياة خارج كوكب الأرض
يقوم علماء الأحياء الفلكية في وكالة ناسا بزيارة كهف موفيل منذ سنوات، والسبب واضح. إذا تمكنت الحياة من إنشاء نظام بيئي مكتفي ذاتيًا ومتعدد العناصر الغذائية في ظلام دامس، باستخدام الطاقة الكيميائية فقط ومختومًا تحت 18 مترًا من الصخور، فإن معايير البحث عن الحياة خارج الأرض تتوسع بشكل كبير.
أوروبا، أحد أقمار المشتري، مغطى بالجليد ويستضيف محيطًا من المياه المالحة تحت طبقة من الجليد يبلغ سمكها عدة كيلومترات. يقوم إنسيلادوس، الذي يدور حول زحل، بطرد نفاثات من الماء والجزيئات العضوية من خلال الشقوق الموجودة في قطبه الجنوبي. لا يتلقى أي من هذه الأقمار قدرًا كبيرًا من ضوء الشمس من قاع البحر. يُعتقد أن كلاهما يحتويان على مصادر للطاقة الكيميائية، والتفاعلات بين الصخور والمياه التي يمكن، من حيث المبدأ، أن تدعم شيئًا مشابهًا بساط ميكروبي مثل تلك الموجودة في Movile.
يعمل Movile كدليل على مفهوم هذا الاحتمال. إنه لا يمثل يقينًا بشأن وجود حياة خارج كوكب الأرض، لكنه يوضح أن علم الأحياء، في الواقع، لا يعتمد على نجم ليتطور. إذا تم بناء شبكة غذائية باستخدام كبريتيد الهيدروجين بدلاً من الفوتونات، فلا يزال من الممكن وجود كائنات معقدة مثل العناكب.
يعد موفيل أحد الأمثلة العديدة الحديثة التي تذكرنا بأن سطح الأرض يخفي غرابة أكثر مما يدركه البشر عمومًا. وهناك مواقع أخرى بارزة، مثل البحيرة الحرارية الواسعة التي تم اكتشافها في كهف ألباني عام 2021، بعمق 127 مترا، في قاع هاوية عمودية. هناك أيضًا مضيق فيريوفكينا في القوقاز، الذي ينخفض 2212 مترًا في خط مستقيم، والذي أبلغ مستكشفوه عن هلوسة مضيئة في أعمق الغرف. بالإضافة إلى ذلك، يعد ممر سون دونج الفيتنامي ضخمًا لدرجة أنه يضم غابة ونهرًا ومناخًا خاصًا به.
على الرغم من كونه أصغر من بعض هذه التشكيلات الأخرى، ومناسبًا داخل ملعب كرة القدم، فإن بيولوجيا موفيل هي بلا شك الأكثر تميزًا. يمثل نظامها البيئي تجربة تطورية منعزلة استمرت لفترة أطول من أي نظام كهف معروف آخر على هذا الكوكب.
سجل المخلوقات الغريبة التي تعيش في الظلام
تبدو قائمة الأنواع، التي فهرستها علماء الأحياء الذين كانوا يدرسون موفيل منذ أواخر الثمانينات، وكأنها خرجت من كتاب حيوانات الخيال العلمي. ومن بينها، يبرز عقرب الماء Nepa anophthalma، وهو عقرب مائي فقد عينيه تمامًا على مدى ملايين السنين. هناك أيضًا Asellus aquaticus infernus، وهو شكل جوفي من متساوي الأرجل السطحي الشائع. Heleobia tubogica هو حلزون يوجد حصريًا في Movile، وHaemopis caeca عبارة عن علقة عمياء. تتضمن القائمة أيضًا العديد من العقارب الكاذبة المستوطنة ومجموعة متنوعة من الديدان الخيطية والدوارات التي لا يزال تصنيفها في طور التوضيح.
دفع اكتشاف الحياة الكيميائية في موفيل علماء الأحياء إلى مراجعة المخططات المدرسية التي اعتبرت، لعقود من الزمن، أن الفتحات الحرارية المائية في أعماق البحار في المحيط الهادئ هي النظام البيئي الوحيد المعروف بأنه يعمل بشكل مستقل عن ضوء الشمس. أضاف موفيل مثالًا ثانيًا مختلفًا جذريًا: نسخة أرضية للمياه العذبة، مختومة داخل الحجر الجيري القاري، بدلاً من وضعها على سلسلة من التلال في وسط المحيط.
في نفس الموضوع: أمادور يعثر على كنز عمره 3400 عام مع 121 قطعة من الذهب في رومانيا
حتى الفتحات الحرارية المائية في أعماق البحار تتلقى بعض تدفق المواد العضوية من السطح المضاء بنور الشمس. في المقابل، لا يحصل الفيلم على شيء. الختم الذي يعزله مكتمل عمليا.
تستمر البكتيريا في أكسدة الكبريتيد. يستمر حمض الكبريتيك في تآكل الحجر الجيري. ولا تزال غرفة الكهف، من الناحية الجيولوجية، في طور التوسع. تستمر الأنواع الـ 48 الموجودة بالداخل في التطور في الظلام، باستخدام الطاقة الكيميائية، دون مواجهة أي نبات على الإطلاق.
وفوقهم، على السطح، تتوسع ضواحي مانجاليا، وتسير السيارات على طول الطريق الساحلي للبحر الأسود، وتشرق الشمس وتغرب في عالم لن يراه سكان الكهف أبدًا، ولن ينجوا فيه إذا وصلوا إلى هناك بطريقة أو بأخرى. عالمهم حار، رطب، كبريتي، صامت، ويقع على عمق 18 مترًا تحت أقدامنا، ويعمل دون انقطاع منذ العصر الميسيني.
