العقارب صيادة مثالية، شُحذت مهاراتها عبر ملايين السنين من التطور. فهي تمتلك هيكلاً خارجياً مدرعاً، ومخالب قوية، وإبرة لاسعة سامة—تقريباً كل شيء في تشريحها يساعد إما في صيد الحشرات والثدييات الصغيرة والزواحف، أو في الدفاع عن نفسها ضد الثعابين والطيور. لكن لسنوات عديدة، كان علماء الحشرات على دراية بسلاح سري محتمل في تركيبة هذه المفصليات البيولوجية: التعزيزات المعدنية.
اكتشف الباحثون سابقاً وجود معادن نزرة في الهياكل الخارجية لبعض من الأنواع الـ3000 المعروفة من العقارب على الأقل. وفي الوقت نفسه، لم يكن الخبراء متأكدين من توزيع وتركيز هذه المعادن.
"كنا نعلم أن المعادن تعزز الأسلحة في ترسانة بعض الأنواع، [لكننا] لا نعرف ما إذا كانت أسلحة جميع العقارب تحتوي على معادن"، كما أوضح سام كامبل، عالم البيئة في جامعة كوينزلاند الأسترالية، في بيان.
قد تكمن الإجابة في كيفية اعتمادها على لواسعها ومخالبها. فبعض أنواع العقارب تستخدم أشواكها السامة أكثر من مخالبها، بينما تتبع أنواع أخرى الاستراتيجية المعاكسة. افترض كامبل وزملاؤه أن توزيع المعادن النزرة قد يتوافق مع ما إذا كان النوع يفضل استخدام لواسعه أو مخالبه.
أثناء حصوله على زمالة من معهد سميثسونيان في المتحف الوطني للتاريخ الطبيعي في واشنطن العاصمة، استخدم الفريق أساليب التحليل الدقيق (microanalytical methods) مثل المجهر الإلكتروني عالي الدقة وتحليل الأشعة السينية لفحص عينات من 18 نوعاً مختلفاً من العقارب. ووجدت نتائجهم المنشورة في مجلة واجهة الجمعية الملكية (Journal of The Royal Society Interface) أن المخالب واللواسع تحتوي بالفعل على تركيزات من المعادن.
"سمحت لنا مجموعة العقارب الكبيرة في المتحف الوطني للتاريخ الطبيعي بتحليل إثراء المعادن في مجموعة واسعة من أنواع العقارب، أكثر من أي وقت مضى باستخدام هذه التقنيات"، كما قال إدوارد فينتشينزي، العالم الباحث في معهد حفظ المتحف والمؤلف المشارك في الدراسة.
كشفت النتائج عن وجود طبقتين معدنيتين متميزتين في العقارب. فاللواسع تحتوي بشكل موثوق على كميات عالية من الزنك في أطرافها الشبيهة بالإبر، تليها طبقة من المنغنيز. والتوزيع مشابه في المخالب أيضاً. في الجزء المتحرك المعروف بالرُّسْغ (tarsus)، حدد فريق كامبل إما الزنك أو مزيجاً من الزنك والحديد على طول الحافة القاطعة للمخلب.
ومع ذلك، فإن الغرض من كل معدن ليس تماماً كما افترض الباحثون. فعلى الرغم من توقعهم أن المخالب الأقوى والساحقة ستحتوي على المزيد من الزنك، إلا أنهم رأوا مستويات زنك أعلى في المخالب الأرفع والأطول التي تُستخدم عادة بالتزامن مع اللواسع.
"هذا يشير إلى دور للزنك يتجاوز الصلابة، ربما يلعب دوراً أكبر في المتانة"، قال كامبل. "فبعد كل شيء، تحتاج المخالب الطويلة إلى الإمساك بالفريسة ومنعها من الهروب قبل حقنها بالسم. هذا اكتشاف مثير للاهتمام لأنه يشير إلى علاقة تطورية بين كيفية استخدام السلاح والخصائص المحددة للمعدن الذي يعززه".
تحمل نتائج الفريق تداعيات كبيرة لفهم عالم المفصليات والحشرات الأوسع. فالعقارب بعيدة كل البعد عن كونها الكائنات الوحيدة التي تدمج المعادن النزرة في تشريحها. ومن خلال وضع أساس واضح للتحليل المستقبلي، يمكن للباحثين دراسة كيفية ظهور هذه التكيفات التطورية عبر النحل والدبابير والعناكب وغيرها من الحيوانات.
"سمحت لنا الأساليب ذات المقياس المجهري التي استخدمناها بتحديد المعادن الانتقالية الفردية بتفاصيل عالية للغاية، مما أظهر لنا كيف صممت الطبيعة بمهارة هذه المعادن في أسلحة العقرب"، أضاف فينتشينزي.
المصدر: Popular Science
