در جستجوی غول‌های ناشناخته‌: دانشمندان چگونه گونه‌های جدید اقیانوسی را شناسایی می‌کنند؟

اگر فرض کنید اقیانوس‌های زمین هم‌اندازه با جزیره‌ی منهتن در شهر نیویورک باشند، بر اساس تخمین‌های ادیث ویدر، اقیانوس‌شناس و کاوشگر اعماق دریا، تاکنون فقط یک بلوک ساختمانی و آن هم طبقه‌ی اول را دیده‌ایم.

اقیانوس‌ها از نظر حجم، دقیقا ۹۹/۵ درصد از زیستگاه‌های زمین را تشکیل می‌دهند و تصور می‌شود در اعماق نادیده‌ی آن‌ها جانورانی عظیم و ناشناخته زندگی می‌کنند. اگر جانوران کوچک‌تر را هم درنظر بگیریم تعداد گونه‌های ناشناخته می‌تواند به میلیون‌ها عدد برسد.

از ماهی مرکب گوشتخوار ۱۳ متری تا خرچنگ‌های یتی که در نزدیکی دریچه‌های زمین‌گرمایی زندگی می‌کنند تا نهنگ‌های تک شاخ که برای فرار از نهنگ‌های قاتل به اعماق دریا پناه می‌برند، سالانه جانوران عظیم‌الجثه‌ی جدیدی ثبت و مستند می‌شوند.

به گزارش بی‌بی‌سی، رقابت بر سر یافتن گونه‌های باقی‌مانده رو به افزایش است. استخراج از اعماق دریا هم بسترها و زیستگاه‌های بکر دریا را تهدید می‌کند و از طرفی تغییرات اقلیمی باعث گرم شدن و اسیدی شدن دریاها می‌شوند. به‌این‌ترتیب اکوسیستم‌های اقیانوسی در مرز تغییرات برجسته قرار می‌گیرند؛ اما با توجه به روش‌های جدید اکتشافات اقیانوسی، بیشتر از گذشته به کشف غول‌های اقیانوسی نزدیک می‌شویم.

اما پس از قرن‌ها اکتشافات اقیانوسی از کجا بدانیم کل جانوران اقیانوسی عظیم را کشف کردیم. به گفته‌ی تامی هورتون، متخصص طبقه‌بندی و پژوهشگر تنوع زیستی اقیانوسی در مرکز اقیانوس‌شناسی ملی ساوتمپتون بریتانیا، روش‌های زیادی برای تخمین تعداد گونه‌های ناشناخته وجود دارند.

برای مثال بخش کوچکی از آب بالای بستر اقیانوس در فاصله‌ی چند کیلومتری از ساحل را در نظر بگیرید و تعداد گونه‌هایی را که در آن قسمت پیدا می‌کنید، ثبت کنید. شاید شاهد تعداد کمی سخت‌پوست‌هایی باشید که به سنگی در کف دریا چسبیده‌اند و چند نوع ماهی هم در اطراف آن‌ها ببینید همچنین ممکن است تعدادی رسوب‌خوار در بستر شیاردار دریا پیدا کنید. سپس بار دوم به آن منطقه بروید و دوباره این کار را انجام دهید و از تعداد گونه‌هایی که قبلا ندیده‌اید یادداشت بردارید. شاید این بار کوسه‌ای به سمت شما شنا کند و یک یا دو گونه‌ی جدید دیگر را هم ببینید.

به گفته‌ی هورتون هر بار که این روند را تکرار می‌کنید، ممکن است تعداد کمتری گونه‌ی جدید پیدا کنید. اگر تعداد گونه‌های جدید کشف‌شده را روی نموداری به‌مرورزمان ترسیم کنید(و تحلیل‌های آماری متعددی به نام ترقیق را به کار ببرید) شاهد یک منحنی خواهید بود که در ابتدا با کشف تعداد زیادی از گونه‌ها شیب زیادی دارد و سپس با افزایش تعداد غواصی‌ها به چیزی به نام مجانب می‌رسید که به سمت خط افقی میل می‌کند و نشان می‌دهد تمام گونه‌های آن منطقه را کشف کرده‌اید.

به گفته‌ی هورتون، اگر نمونه‌برداری را برای کوسه‌ها، ماهی‌ها یا پستانداران انجام دهید اغلب اوقات به مجانب یا شیب یکنواخت جستجو می‌رسید. معمولا جانوران بزرگ‌تر زودتر پیدا می‌شوند؛ اما وقتی به دنبال نمونه‌های رسوبی در اعماق دریا یا شکم‌پایان گرمسیری مثل حلزون‌های کوچک صخره‌های مرجانی بروید، هرگز به مجانب نمی‌رسید بلکه منحنی جستجو بالاتر می‌رود.

بنابراین می‌توان نتیجه گرفت که تعداد بی‌شماری از ساکنین رسوبی کوچک هنوز کشف نشده‌اند؛ اما در بخش‌های مشخصی از دریا احتمال یافتن جانوران ناشناخته‌ی بزرگ‌تر بیشتر است. هورتون بر این باور است که الگوهایی در کشف گونه‌ها دیده می‌شوند که به عواملی مثل اندازه، محیط و محل جستجو وابسته‌ هستند. اعماق دریا محلی برای کشف تعداد بیشتری از گونه‌های جدید است.

دلیل تنوع بالای زیستی اقیانوس‌ها احتمالا زمان محدود بشر برای جستجوی اعماق دریا بوده است. با شروع مأموریت‌های بلند‌پروازانه‌ی اکتشافی در اعماق دریا، دنیاهای ناشناخته‌ی متنوعی آشکار خواهند شد. برای مثال در خلیج سوروگا که چندان از ساحل اقیانوسی جزیره‌ی ژاپنی هونشو دور نیست، نوعی ماهی سربرهنه با طول ۱/۴ متر و وزن ۲۵ کیلوگرم، به‌عنوان گونه‌ای جدید در سال ۲۰۲۱ ثبت شد. طول بخش زیادی از خویشاوندان نزدیک این ماهی تنها به ۴۰ سانتی‌متر می‌رسد. این ماهی جدید با الهام از قهرمان ژاپنی کشتی سنتی سومو، یوکوزونا نامیده شد.

یوکوزونا در اعماق و در فاصله‌ی ۲۵۰۰ متری از بزرگ‌ترین و پرجمعیت‌ترین جزیره‌ی ژاپن شنا می‌کرد. در بخش‌های دوردست‌تر اقیانوس جانوران عجیب‌تری در انتظار کشف شدن هستند؛ اما مشکل اینجاست که روش جستجو و اکتشاف، اغلب اوقات اشتباه است.

ویدر می‌گوید:

احتمالا جانوران اقیانوسی زیادی وجود دارند که به دلیل روش اکتشاف، هنوز چیزی درباره‌ی آن‌ها نمی‌دانیم. من بخش زیادی از حرفه‌ی خود را صرف غواصی و کار در زیردریایی کردم به این فکر می‌کردم چه تعداد از جانوران که دور از محدوده‌ی دید و چراغ‌های من هستند، می‌توانند من را ببینند اما من نمی‌توانم آن‌ها را ببینم.

ویدر برای کشف این موجودات فراری از دام‌های دوربینی زمینی الهام گرفت که از طیف فروسرخ برای عکاسی از جانوران گریزانی مثل پلنگ برفی استفاده می‌کنند. دوربین‌های فروسرخ به پلنگ‌ها آسیبی نمی‌رسانند زیرا آن‌ها نمی‌توانند این نور را ببینند؛ اما در آب دریا، نور فروسرخ به‌سرعت جذب می‌شود به همین دلیل ویدر به دنبال جایگزینی برای این طیف است.

راه‌حل این مشکل در نوعی ماهی به نام ماهی چراغ قرمز قرار دارد. این ماهی دارای اندامی زیر چشم‌هایش است که نور قرمز منتشر می‌کند. به گفته‌ی ویدر اغلب جانوران اعماق دریا نور آبی تولید می‌کنند و تنها در نور آبی می‌بینند؛ اما ماهی چراغ قرمز متفاوت است و می‌تواند همزمان نور آبی و قرمز را ببیند.

ویدر که کنجکاو بود بداند چگونه ماهی چراغ قرمزی در دنیایی که نور آبی بهتر دیده می‌شود و تولید آن آسان‌تر است نور قرمز تولید می‌کند، اندام نوری این ماهی را تشریح کرد. او فیلتری را پیدا کرد که این اندام را پوشانده بود. این فیلتر به مقدار قابل توجهی انرژی نیاز داشت.

ویدر تصمیم گرفت فیلتری را با تقلید از ماهی چراغ قرمزی بسازد؛ اما هدف او نه‌تنها آزمایش نور قرمز در آب بلکه دیدن الگوهای مختلف نوری برای جذب شکارچیان نیز بود. او می‌گوید:

من تحت تأثیر عروس دریایی آتولا قرار گرفتم که یکی از تماشایی‌ترین گونه‌ها است. این ماهی نوعی فرفره‌ی نوری ایجاد می‌کند؛ و با اینکه هیچ چشمی ندارد، نور به جسم دیگری منتقل می‌شود.

ویدر با ترکیب عجیب فیلتر ماهی چراغ قرمز و فرفره‌ی نوری آتولا، دستگاه جدید خود را ساخت. دستگاه ویدر با وجود بودجه‌ی کم کارآمد بود. او دستگاه خود را کنار استخر آب‌نمک قرار بود که بر اساس محاسبات، بسیاری از شکارچیان در چنین محیطی زندگی می‌کنند. به باور ویدر، آتولا به عنوان هشدار حمله این نور را منتشر می‌کند. وقتی یک شکارچی به این جانور حمله کند، نورهای فرفره‌ مانند برای جذب شکارچی بزرگ منتشر می‌شوند و با رسیدن شکارچی بزرگ‌تر، عروس دریایی فرصت فرار پیدا می‌کند. ویدر توضیح می‌دهد:

در چند ساعت اول، نور قرمز را فعال کردم زیرا می‌خواستم ببینم جانوران برای اولین بار چگونه به آن واکنش نشان می‌دهند و برای اولین بار وقتی نور روشن شد، آن‌ها فرار نکردند. بسیار شگفت‌زده شدم.

چهار ساعت بعد، ویدر عروس دریایی الکترونیکی را برای اولین بار فعال کرد. او می‌گوید، به مدت ۸۶ ثانیه پس از فعال‌سازی عروس دریایی الکترونیکی، ماهی مرکبی به طول ۲ متر رویت شد که کاملا گونه‌ای جدید بود و در هیچ گروه شناخته‌شده‌ی علمی قرار نمی‌گرفت.

ویدر خیلی زود به جستجوی ماهی مرکبی بزرگ‌تر رفت. او درواقع می‌دانست با توجه به کشف تعدادی پوزه‌ی ماهی مرکب غول‌پیکر در شکم نهنگ‌های عنبر، میلیون‌های ماهی مرکب غول‌پیکر دیگر در اقیانوس وجود دارند؛ اما در زمانی که ویدر آزمایش‌های خود را انجام می‌داد، فیلمی از ماهی مرکب غول‌پیکر ضبط نشده بود.

او نسخه‌ی جدیدی از چشم الکترونیکی دریایی خود را ساخت و آن را مدوسا نامید. مدوسا در مسیری به‌طول ۷۵۰ متر شناور می‌شود و به سطح یک فانوس دریایی ماهواره‌ای وصل می‌شود. به‌این‌ترتیب می‌توان چشم را به مدت طولانی‌تر در دریا دور از مزاحمت کشتی‌ها رها کرد.

تیم ویدر، مدوسا را در محل قبلی مشاهده‌ی ماهی مرکب و محل شکار نهنگ‌های عنبر رها کردند. وقتی عروس دریای الکترونیکی در آب بود، عملکرد خوبی داشت. آن‌ها اولین ویدئو را از ماهی مرکب غول‌پیکر در زیستگاه طبیعی آن ضبط کردند. پژوهشگرها در طول مأموریت اکتشافی، پنج مرتبه از ماهی مرکب غول‌پیکر فیلم‌برداری کردند. این نتیجه پس از سال‌ها مأموریت‌های اکتشافی بزرگ به دست آمد. بااینکه مأموریت‌های گذشته تلاش‌های بزرگی بودند اما به شیوه‌ای اشتباه انجام می‌شدند.

بر اساس توضیحات ویدر، ماهی مرکب غول پیکر جانوری آشکار در اقیانوس است. این جانوران معمولا هنگام مرگ به دلیل آمونیاک موجود در بافت‌هایشان روی سطح آب شناور می‌شوند؛ اما درباره‌ی موادی که شناور نمی‌شوند و پوزه‌هایی که در شکم نهنگ‌ها نمی‌ماند چه می‌توان گفت؟ از کجا می‌توان به این نشانه‌ها پی برد؟

به‌طورکلی بر اساس تخمین‌ها دو میلیون گونه در اقیانوس‌ها زندگی می‌کنند گرچه برخی تخمین‌ها رقمی بزرگ‌تر را ارائه می‌دهند؛ اما بر اساس فهرست جهانی گونه‌های دریایی، تاکنون تنها کمتر از ۲۵۰ هزار گونه شناسایی شده‌اند. یافتن ۱/۷۵ میلیون گونه‌ی باقی‌مانده به مأموریتی بسیار مهم به‌ویژه در عمیق‌ترین بسترهای اقیانوسی تبدیل شده است. چرا که استخراج تجاری اعماق دریا بسیار قریب‌الوقوع است.

نائورو، کوچک‌ترین کشور قاره‌ی اقیانوسیه در سال ۲۰۲۱ از قصد خود برای شروع استخراج دریایی سخن گفت و مهلتی دوساله را برای سازمان بستر آب‌های بین‌المللی تعیین کرد. این سازمان یکی از بدنه‌های سازمان ملل است که بر استخراج فرامرزی در آب‌های بین‌المللی نظارت دارد و قوانین و مقررات محیطی را به این منظور وضع می‌کند.

مهلت جولای ۲۰۲۳ به‌سرعت در حال نزدیک شدن است. بااین‌حال اگر مذاکره‌های ISA موفق نباشند، استخراج دریایی، تابستان امسال بدون توجه به مقررات محیطی آغاز خواهد شد. در آگوست ۲۰۲۲، گفتگوها به دنبال عدم توافق، متوقف شدند.

نبود اکتشافات کافی در اعماق دریا، دلیلی مهم برای نگرانی درباره‌ی استخراج از بستر دریا است. اغلب پژوهش‌های بستر دریا زودگذر و ناپایدار بوده‌اند زیرا ارسال کاوشگر به اعماق و بررسی آن کاری دشوار و پرهزینه است. با این‌حال بررسی‌های دوره‌ای اعماق دریاها نشان داده‌اند که اکوسیستم‌های خارق‌العاده‌ای در اعماق وجود دارند. برای مثال دریچه‌های حرارتی نشان‌دهنده‌ی تنوع بالای شکل‌های مختلف حیات مثل کرم‌های لوله‌ای دو متری هستند که سنگین‌ترین کرم‌های جهان هستند و روی باکتری‌های سولفوری زندگی می‌کنند و همچنین خرچنگ‌های یتی با بازوهای طویل در نزدیکی جریان‌های گدازه‌ای جمع می‌شوند.

استخراج اعماق دریا هنوز به شکلی تجاری درنیامده و انواع خرابی‌های بستر دریا هنوز کاملا شناخته نشده‌اند. برخی از جذاب‌ترین مواد معدنی بستر دریا به شکل کلوخه‌های پلی‌متالیک موسوم به کلوخه‌های منگنزی وجود دارند که در سطح کف دریا قرار دارند. دلیل جذابیت این کلوخه‌ها فلزهای ارزشمند درون آن‌ها است. برای مثال یک کلوخه می‌تواند حاوی مقادیر قابل توجهی منگنز، نیکل، مس و کبالت باشد.

هدف مأموریتی اکتشافی در سال ۲۰۲۲، جستجوی جانوران روی بستر عمیق دریای مرکز اقیانوس آرام بود. آن‌ها در جستجوی ناحیه‌ای به نام منطقه‌ی کلاریون کلیپرتون بودند که جایی بین هاوایی و مکزیک قرار دارد و عمق عمیق‌ترین بخش آن به ۵۵۰۰ متر هم می‌رسد. منطقه‌ی کلاریون کلیپرتون به عنوان منطقه‌ای احتمالی برای استخراج اعماق دریا شناخته شده است چرا که کلوخه‌های منگنزی آن فراوان هستند.

مأموریت اکتشافی حیات بستر دریای این منطقه، نتایجی فراتر از انتظار داشت. موجودات تخم‌مرغی شکل با ستون فقرات نیزه مانند و نیش‌های منحنی‌شکل در بستر دریا زندگی می‌کردند از طرفی موجودات شاخک‌دار ابرمانند و پلیپ‌های هشت‌پای نیمه‌شفاف به سطح صخره‌ها یا ساقه‌های اسفنج‌های شیشه‌ای چسبیده بودند. از میان ۵۵ گونه‌ی کشف‌شده که بسیاری از آن‌ها کوچک بودند، حداقل ۳۹ گونه جدید بودند.

بررسی اکوسیستم‌های متنوع اهمیت زیادی دارد چرا که بر اساس آزمایش‌های اولیه بعید است این مناطق از استخراج‌ها جان سالم به در ببرند. یکی از ‌آزمایش‌ها که به شبیه‌سازی جمع‌آوری کلوخه‌های منگنزی در سال ۱۹۸۹ اختصاص یافت نشان می‌دهد اکوسیستم‌هایی که بین این کلوخه‌ها وجود داشتند حداقل تا ۲۶ سال بعد احیا نشدند. همچنین آمار معلق‌خوارها (جانورانی که از غذای شناور در آب تغذیه می‌کنند) در مناطق مختلف شده کاهش یافتند درحالی‌که رسوب‌خوارها (جانورانی که از رسوب‌ها تغذیه می‌کنند)، پس از ۲۶ سال احیا شدند. به‌طورکلی گوناگونی زیستی مناطق تخریب‌شده کاهش یافته است.

اگر این آزمایش انعکاسی دقیق از استخراج معدنی در منطقه‌ی کلاریون کلیپرتون بود، آثار استخراج کلوخه‌ها بسیار بیشتر از حد انتظار بود و می‌توانست به اتلاف بی‌بازگشت برخی کارکردهای اکوسیستمی به‌ویژه در مناطق تخریب‌شده بینجامد. وجود ما روی این سیاره به توانایی‌مان برای اکتشاف و درک آن وابسته است. ما درواقع پیش از شناخت ماهیت اقیانوس‌ها در حال تخریب آن‌ها هستیم.