بطيئات المشية ( )، والتي يشار إليها عادة باسم الدببة المائية أو الخنازير الطحلبية، تشكل شعبة من الحيوانات المجهرية المجزأة التي تتميز بثمانية أرجل. تم تقديم وصفهم الأولي في عام 1773 من قبل عالم الحيوان الألماني يوهان أوغست إفرايم غويزه، الذي أطلق عليهم اسم كلاينر فاسربار، وترجمته إلى "دب الماء الصغير". وفي وقت لاحق، في عام 1776، صاغ عالم الأحياء الإيطالي لازارو سبالانزاني اسم Tardigrada، الذي يعني "المشاة البطيئة".
بطيئات الماء ()، والمعروفة أيضًا باسم الدببة المائية أو الخنازير الطحلبية، هي شعبة من الحيوانات الدقيقة المقسمة إلى ثمانية أرجل. تم وصفها لأول مرة من قبل عالم الحيوان الألماني يوهان أوغست إفرايم غويزه في عام 1773، والذي أطلق عليها اسم Kleiner Wasserbär 'دب الماء الصغير'. في عام 1776، أطلق عليها عالم الأحياء الإيطالي لازارو سبالانزاني اسم Tardigrada، وهو ما يعني "المشاة البطيئة".
تسكن tardigrades مجموعة واسعة من بيئات المحيط الحيوي للأرض، بما في ذلك قمم جبال الألب، والأعماق السحيقة، والغابات المطيرة الاستوائية، والقارة القطبية الجنوبية. تشتهر هذه الحيوانات بمرونتها الاستثنائية، وتمتلك أنواعًا قادرة على تحمل الظروف القاسية - مثل درجات الحرارة القصوى، والضغوط العالية والمنخفضة، ونقص الأكسجين، والإشعاع، والجفاف، والمجاعة - والتي قد تكون قاتلة لمعظم أشكال الحياة الأخرى. والجدير بالذكر أن دب الماء قد أثبت قدرته على البقاء على قيد الحياة بعد التعرض لفراغ الفضاء الخارجي.
تم التعرف على ما يقرب من 1500 نوع ضمن شعبة بطيئات المشية، التي تنتمي إلى شعبة Ecdysozoa الفائقة. تشير الأدلة الأحفورية إلى وجودها منذ العصر الكامبري، أي قبل حوالي 500 مليون سنة. تُظهِر بطيئات المشية غيابًا للعديد من جينات هوكس التي توجد عادةً في المفصليات، بالإضافة إلى المنطقة الوسطى من الجسم التي تتوافق مع صدر المفصليات وبطنها. وبدلاً من ذلك، تعتبر غالبية بنية أجسامها متماثلة مع منطقة الرأس في المفصليات.
يبلغ طول دب الماء الناضجة عادةً حوالي 0.5 ملم (0.02 بوصة). يتميز شكلها بجسم قصير وقوي مدعوم بأربعة أزواج من الأرجل، ينتهي كل منها إما بمخالب (عادة من أربعة إلى ثمانية) أو منصات لاصقة. توجد هذه الحيوانات الدقيقة عادة في الطحالب والأشنات، مما يسهل جمعها ومراقبتها باستخدام مجهر منخفض الطاقة، مما يجعلها في متناول الطلاب والعلماء الهواة للدراسة. وقد أدت مشيتهم المميزة وقدرتهم الرائعة على النجاة من الضغوطات البيئية الشديدة إلى دمجهم في الخيال العلمي وجوانب مختلفة من الثقافة الشعبية، مثل الملابس والمنحوتات والألعاب الفخمة وتصميمات الكروشيه.
الوصف
بنية الجسم
تمتلك دببة الماء جسمًا مدمجًا وقويًا مدعومًا بأربعة أزواج من الزوائد المجوفة غير المفصلية. يتراوح طول غالبية الأنواع بين 0.05 و0.5 ملم (0.002 إلى 0.02 بوصة)، على الرغم من أن بعض الأنواع الأكبر حجمًا يمكن أن يصل طولها إلى 1.3 ملم (0.051 بوصة). يعمل تجويف الجسم الداخلي كهيموكول، وهو نظام دوري مفتوح يحتوي على سائل عديم اللون. يتكون الغلاف الخارجي من بشرة، والتي تتساقط أثناء طرح الريش وتتكون من البروتينات المتصلبة والكيتين، ولكنها تفتقر إلى التكلس. تنتهي كل ساق بمخلب واحد أو أكثر، تختلف حسب الأنواع؛ في بعض الحالات، يتم تكييف هذه المخالب في منصات لاصقة. تظهر أنواع دب الماء البحرية أرجل تلسكوبية. نظرًا لافتقارها إلى أعضاء تنفسية متخصصة مثل الرئتين أو الخياشيم، وبدون نظام الأوعية الدموية، تسهل بطيئات المشية تبادل الغازات عن طريق الانتشار عبر البشرة وفي تجويف الجسم. وتركيبتها الخلوية بسيطة بشكل ملحوظ، حيث تضم ما يقرب من 1000 خلية.
الجهاز العصبي والحواس
يتكون الجهاز العصبي بطيئات المشية من زوج من الحبال العصبية البطنية، يرتبط كل منها بشكل قطعي بزوج من العقد العصبية التي تعصب زوج الأرجل المقابل. تتلاقى هذه الحبال العصبية في الأمام بالقرب من الفم، وتنتهي في زوج من العقد تحت البلعوم (أو تحت المريء). الصوار المزدوج، الذي يقع بشكل ثنائي على الأنبوب الشدق البلعومي، يربط هذه العقد بالعقدة الدماغية المتوضعة ظهريًا، والتي يشار إليها عادة باسم "الدماغ". داخل منطقة الرأس، توجد نقطتان عينتان مغروستان في الدماغ، جنبًا إلى جنب مع عدة سيري حسية وأزواج من الترقوة المجوفة التي تشبه الهوائي، والتي يفترض أنها تعمل كمستقبلات كيميائية.
تم تكييف بطيء المشية Dactylobiotus dispar بنجاح من خلال التكييف الكلاسيكي لتبني حالة "tun" دفاعية. يتم إثارة هذه الاستجابة من خلال محفز الضوء الأزرق عندما يرتبط بصدمة كهربائية خفيفة، والتي تعمل بمثابة محفز مكروه. توفر هذه النتيجة التجريبية دليلاً على قدرات التعلم لدى بطيئات المشية.
الحركة
على الرغم من أجسامها المرنة والمملوءة بالسوائل، إلا أن حركة بطيء المشية ليست هيدروستاتيكية في المقام الأول. بدلاً من ذلك، كما هو الحال مع المفصليات، تعمل عضلاتها - التي يمكن أن تتكون من خلية واحدة أو بضع خلايا - في أزواج متضادة، مما يسهل الحركة الخلفية والأمامية لكل ساق. بالإضافة إلى ذلك، تعمل بعض العضلات المثنية على مقاومة الضغط الهيدروستاتيكي داخل الجوف الدموي. تعمل المخالب على منع انزلاق الساق أثناء التمشي وتستخدم للإمساك بالأسطح.
التغذية والإخراج
تحصل دببة الماء على قوت يومها عن طريق استخلاص السوائل الخلوية من النباتات أو الحيوانات، أو عن طريق استهلاك المخلفات. يتم ثقب الفريسة بواسطة زوج من الأنماط المكونة من الأراغونيت. وبعد ذلك، تسهل عضلات البلعوم دخول السوائل إلى القناة الهضمية. تقوم غدتان لعابيتان بإطلاق السائل الهضمي في تجويف الفم وتوليد أنماط جديدة خلال كل دورة طرح الريش. في الأنواع غير البحرية، تقع الأنابيب الملبيجية، التي تعمل كأعضاء إخراجية، عند تقاطع الأمعاء والأمعاء الخلفية. تمتلك بعض الأنواع هياكل إفرازية إضافية أو هياكل غدية أخرى متوضعة إما بين أطرافها أو عند قاعدة أطرافها.
التكاثر ودورة الحياة
في حين أن بعض أنواع بطيئات المشية تظهر الخنوثة والإخصاب الذاتي، فإن الأغلبية ثنائية المسكن، وتتألف من أفراد متميزين من الذكور والإناث ينخرطون في الجماع من خلال آليات متنوعة. تضع الإناث البيض. على سبيل المثال، بيض Austeruseus faeroensis يكون كرويًا، ويبلغ قطره 80 ميكرومترًا، ويتميز بسطح سلني. على العكس من ذلك، قد يكون البيض في الأنواع الأخرى، مثل Hypsibius annulatus، بيضوي الشكل، أو قد يكون كرويًا مع زخارف سطحية هرمية أو على شكل زجاجة مميزة. يشير الغياب الواضح للذكور في بعض الأنواع إلى انتشار التوالد العذري.
يمتلك كل من ذكور وإناث دب الماء تناسلا فرديًا (إما مبيض أو خصية) يقع ظهريًا في الأمعاء. من الخصية، يمتد زوج من القنوات، وينتهي في فتحة جونوبور مفردة تقع أمام فتحة الشرج. تتميز الإناث بقناة بيض انفرادية تفتح إما مباشرة فوق فتحة الشرج أو مباشرة في المستقيم، وبالتالي تشكل مذرقًا.
قد يقوم الذكور بإيداع الحيوانات المنوية في المذرق، أو بدلاً من ذلك، قد يخترقون بشرة الأنثى لإدخال الحيوانات المنوية مباشرة إلى مذرقها، مما يسهل الإخصاب المباشر للبيض داخل المبيض. هناك استراتيجية إنجابية ثالثة متميزة، لوحظت في أنواع مثل H. الحلقي، يتضمن قيام الذكر بإيداع الحيوانات المنوية تحت بشرة الأنثى؛ بعد ذلك، أثناء طرح الريش، تطلق الأنثى البيض في exuviae، حيث يحدث الإخصاب. تظهر طقوس المغازلة في بعض دب الماء المائية، حيث يستخدم الذكر سيري لمداعبة شريكته، وبالتالي تحفيز وضع البيض؛ ويكون الإخصاب اللاحق خارجيًا.
يختلف عدد البيض المودع حسب الأنواع، بحد أقصى 30 بيضة. يتم تغليف بيض دب الماء الأرضي في أصداف مقاومة للجفاف. الأنواع المائية إما تلتصق بيضها بالركيزة أو تودعها داخل بشرة مهملة. يحدث الفقس عادةً خلال 14 يومًا، حيث تستخدم الصغار الناشئة ملاقطها لكسر قشر البيض.
علم البيئة وتاريخ الحياة
باعتبارها مجموعة تصنيفية، تظهر بطيئات المشية توزيعًا عالميًا، حيث تعيش في بيئات برية ومياه عذبة وبحرية متنوعة. يمتلك بيضها ومراحل دورة حياتها المرنة، بما في ذلك الأكياس والطن، حجمًا صغيرًا كافيًا ومتانة لتسهيل الانتشار لمسافات طويلة، إما عن طريق الالتزام بالحيوانات الأخرى أو من خلال النقل الإيوائي.
على العكس من ذلك، غالبًا ما تظهر الأنواع الفردية توزيعات أكثر تخصصًا، وغالبًا ما تكون محصورة إقليميًا ومقتصرة على أنواع موائل محددة، مثل المناطق الجبلية. تظهر بعض الأنواع نطاقات جغرافية واسعة النطاق؛ على سبيل المثال، Echiniscus lineatus ينتمي إلى المناطق الاستوائية. يتواجد جنس Halobiotus حصريًا في البيئات البحرية الباردة في القطب الشمالي. تظهر أنواع مثل Borealibius وEchiniscus lapponicus توزيعًا منفصلاً، يحدث في كل من المناطق القطبية والجبال المرتفعة. قد يُعزى هذا النمط إلى تشتت الرياح لمسافات طويلة أو يمثل بقايا نطاق جغرافي قديم من فترة من المناخ البارد. قد تكون نسبة صغيرة من الأنواع عالمية بالفعل.
تعيش معظم الأنواع في بيئات رطبة، بما في ذلك الأشنات، والحشائش الكبدية، والطحالب، وتعيش مباشرة داخل التربة وفضلات الأوراق. وفي النظم الإيكولوجية المائية، سواء في المياه العذبة أو البحرية، فإنها تتواجد في قاع البحر وداخله، غالبًا بين جزيئات الرواسب أو المرتبطة بالأعشاب البحرية. تشمل المجالات الأكثر تخصصًا الينابيع الساخنة وأدوارها كطفيليات أو معايشة لللافقاريات البحرية. يمكن أن تصل الكثافة السكانية إلى ما يصل إلى 300000 فرد لكل متر مربع في التربة، وتتجاوز 2 مليون لكل متر مربع في الطحالب.
تعمل بطيئات المشية كمضيف للعديد من الميكروبات والطفيليات. داخل الموائل الجليدية، يتم ملاحظة الأجناس البكتيرية Flavobacterium، وFerruginibacter، وPolaromonas بشكل متكرر داخل ميكروبات بطيئات المشية. هناك عدد كبير من أنواع بطيئات المشية مفترسة؛ على سبيل المثال، Milnesium lagniappe يفترس بطيئات المشية الأخرى، بما في ذلك Macrobiotus acadianus. تستهلك بطيئات المشية الفرائس مثل الديدان الخيطية، وهي بدورها تفترسها مختلف مفصليات التربة، مثل العث والعناكب ويرقات الخنفساء الكنثارية.
باستثناء 62 نوعًا يقتصر تواجدها على المياه العذبة فقط، فإن جميع بطيئات المشية غير البحرية الأخرى تعيش في البيئات الأرضية. وبالنظر إلى أن معظم الأنواع البحرية مصنفة ضمن فئة Heterotardigrada، التي تعتبر الفئة الأكثر توارثًا، فمن الواضح أن هذه الشعبة نشأت في الموائل البحرية.
التسامح البيئي
لا يتم تصنيف بطيئات المشية عالميًا على أنها كائنات محبة للظروف القاسية لأن تكيفها يسمح لها بتحمل العديد من الظروف البيئية القاسية التي تم تقييم مدى تحملها لها، بدلاً من استغلالها. وبالتالي، فإن خطر الوفاة يتصاعد مع التعرض لفترات طويلة لمثل هذه البيئات، وهو تناقض صارخ مع الأشخاص الذين يحبون الظروف القاسية والذين يزدهرون في ظل هذه الظروف.
حالة "Tun" المجففة
تمتلك بطيئات المشية قدرة رائعة على تعليق عمليات التمثيل الغذائي الخاصة بها، ودخولها في حالة تعرف باسم داء الكريبتوبيوسيس. يمكن للأنواع الأرضية وأنواع المياه العذبة أن تتحمل فترات طويلة من الجفاف، كما هو الحال عندما تجف موائلها الطحالب أو البرك، عن طريق سحب أطرافها وتشكيل كيس جاف، يُطلق عليه حالة "tun" الخفية الحيوية، والتي تتميز بالغياب التام للنشاط الأيضي. في هذه الحالة الخاملة، يمكنهم البقاء على قيد الحياة لعدة سنوات دون قوت أو ترطيب. علاوة على ذلك، تمنح حالة "التنغم" مقاومة استثنائية لمختلف الضغوطات البيئية، بما في ذلك درجات الحرارة القصوى التي تتراوح تقريبًا من -272 درجة مئوية (−458 درجة فهرنهايت) إلى +149 درجة مئوية (300 درجة فهرنهايت) (لفترات قصيرة)، ونقص الأكسجين، والفراغ، والإشعاع المؤين، والضغط المرتفع.
المرونة في مواجهة الضغوطات الإضافية
تظهر بطيئات المشية البحرية، والتي تتمثل في Halobiotus Crispae، تحللًا دوريًا سنويًا، حيث تنتقل بين شكل صيفي نشط وشكل شتوي في حالة سبات (شكل كاذب). بينما يظهر الشكل الشتوي مقاومة للتجمد ونقص الملوحة، فإنه يحافظ على النشاط الأيضي. ومع ذلك، يتم ملاحظة التكاثر حصريًا في الصيف.
أثبتت دببة الماء قدرتها على تحمل الصدمات التي تصل سرعتها إلى حوالي 900 متر في الثانية (3000 قدم/ثانية) وضغوط الصدمات العابرة التي تصل إلى حوالي 1.14 جيجاباسكال (165000 رطل لكل بوصة مربعة).
التعرض خارج كوكب الأرض
أظهرت بطيئات المشية قدرات على البقاء بعد تعرضها للبيئة الفضائية. خلال مهمة FOTON-M3 عام 2007، تم إخضاع دب الماء المجفف وبيضه لظروف مختلفة لمدة 10 أيام: الفراغ وحده، والفراغ الممزوج بالأشعة فوق البنفسجية الطويلة والمتوسطة. ب- الضوء، أو الفراغ المتحد مع الطيف الكامل للأشعة فوق البنفسجية الشمسية. عند العودة إلى الأرض، تمت إعادة ترطيب العينات لتقييم نشاطها ومعدلات وضع البيض وصلاحية البيض. في حين أن التعرض للفراغ بشكل مستقل لم يكن له أي تأثير ملحوظ على هذه المقاييس، إلا أن دمجه مع الأشعة فوق البنفسجية أثبت أنه مميت للعديد من "الأطنان". نجح الإماهة في إحياء واحد فقط من R. coronifer و68% من M. tardigradum العينات المعرضة لنطاق الأشعة فوق البنفسجية المحدود؛ ومع ذلك، كانت الوفيات اللاحقة كبيرة، وتضاءل الناتج الإنجابي للناجين. كان التعرض للطيف الكامل من الأشعة فوق البنفسجية الشمسية أكثر ضررًا إلى حد كبير، حيث بلغ ثلاثة M فقط. tardigradum بقي على قيد الحياة.
في عام 2011، تم نقل دب الماء على متن محطة الفضاء الدولية STS-134، حيث أظهر مرونة في مواجهة الجاذبية الصغرى والإشعاع الكوني، مما يشير إلى ملاءمتها ككائنات نموذجية للأبحاث البيولوجية الفلكية.
في عام 2019، تم تضمين كبسولة تحتوي على دب الماء في حالة حيوية مشفرة على مركبة الهبوط القمرية الإسرائيلية. بيريشيت، والتي هبطت بعد ذلك على سطح القمر.
بروتينات الحماية من الأضرار
تم الافتراض في البداية أن تحمل الجفاف المطول الذي لوحظ في بطيئات المشية يعتمد على تركيزات مرتفعة من سكر طرهالوز، وهو مادة حماية تناضحية شائعة في الكائنات الحية التي تتحمل الجفاف. ومع ذلك، لا تقوم بطيئات المشية بتصنيع ما يكفي من تريهالوز لهذا الغرض. وبدلا من ذلك، فإنها تنتج بروتينات مضطربة جوهريا استجابة للجفاف. ثلاثة من هذه البروتينات فريدة من نوعها لبطيئات المشية وتم تصنيفها على أنها بروتينات خاصة بطيئات المشية. يُعتقد أن هذه البروتينات تحمي الأغشية الخلوية من التلف من خلال التفاعل مع مجموعات الرأس القطبية لجزيئات الدهون. بالإضافة إلى ذلك، فإنها قد تشكل مصفوفة زجاجية تشبه الزجاج تحمي السيتوبلازم من الضرر الناجم عن الجفاف. الأسس الجزيئية لعدم الماء استجابة للجفاف معقدة. في Hypsibius exemplaris، يتم تنظيم 1422 جينًا خلال هذه العملية. من بين هذه الحالات، هناك 406 منها خاصة ببطيئات المشية، حيث يعاني 55 منها من اضطراب جوهري بينما تظهر البقية هياكل كروية بوظائف لم يتم توضيحها بعد.
تمتلك دببة الماء بروتين الصدمة الباردة، والذي افترضت ماريا كاميلاري وزملاؤها (2019) أنه قد يعمل كمرافق للحمض النووي الريبوزي (RNA)، وينظم ترجمة كود الحمض النووي الريبي (RNA) إلى بروتينات بعد التجميد.
الحمض النووي لبطيئات المشية هو محمي من التلف الإشعاعي بواسطة بروتين Dsup ("كابت الضرر"). على وجه التحديد، بروتينات Dsup الموجودة في Ramazzottius varieornatus وH. exemplaris يعزز البقاء على قيد الحياة عن طريق الارتباط بالنيوكليوسومات، وبالتالي حماية الحمض النووي الصبغي من جذور الهيدروكسيل. علاوة على ذلك، فإن بروتين Dsup الخاص بـ R. varieornatus يضفي مقاومة للأشعة فوق البنفسجية من خلال تنظيم جينات إصلاح الحمض النووي.
تحظى بعض البروتينات الموجودة في بطيئات المشية باهتمام كبير في الأبحاث الطبية الحيوية. يُظهر Dsup إمكانية الحماية من الأضرار، بينما تُظهر بروتينات CAHS وLEA قدرات في الحماية ضد الجفاف. علاوة على ذلك، قد توفر بروتينات معينة من CAHS آلية لمنع موت الخلايا المبرمج، المعروف باسم موت الخلايا المبرمج.
التاريخ التصنيفي
في عام 1773، أطلق يوهان أوغست إفرايم غويزه على دب الماء اسم Kleiner Wasserbär، والذي يُترجم من الألمانية إلى "دب الماء الصغير". كثيرًا ما يشير إليها المتحدثون الألمان المعاصرون باسم Bärtierchen، والتي تعني "حيوان الدب الصغير". نشأت التسمية دب الماء من حركته المميزة، والتي تشبه مشية الدب. ابتكر لازارو سبالانزاني الاسم Tardigradum، والذي يعني "الماشي البطيء" في عام 1776. وقد تم توفير الوصف الرسمي الأولي لبطيء المشية، Macrobiotus hufelandi، بواسطة C.A.S. شولز في عام 1834، ضمن منشور بعنوان "حيوان جديد من فئة القشريات، قادر على الحياة بعد فترة طويلة من الاختناق والجفاف". بعد ذلك، في عام 1840، L.M.F. وصف دويير العديد من الأنواع، بما في ذلك Echiniscus testudo، وMilnesium tardigradum، وHypsibius dujardini، وRamazzottius oberhaeuseri. تعمل هذه الأنواع الأربعة الآن كأنواع اسمية لأصناف بطيئات المشية الأعلى. أكد عالم الحيوان هارتموت غريفن أن أطروحة دويير عام 1842، Memoire sur les Tardigrades، تعتبر عالميًا من قبل الباحثين اللاحقين باعتبارها معلمًا لا يمكن إنكاره في علم بطيئات المشية.
أجرى فرديناند ريخترز أبحاثًا تصنيفية موسعة على بطيئات المشية بين عامي 1900 و1900 1913، وتشمل أنواعًا من بيئات بلدان الشمال الأوروبي والقطب الشمالي والبحرية وأمريكا الجنوبية. خلال هذه الفترة، قام بتوثيق العديد من الأنواع، وفي عام 1926، قدم فئة Eutardigrada. أنشأ إرنست ماركوس فصل Heterotardigrada في عام 1927، وتلاه دراسة شاملة عن بطيئات المشية في عام 1929، والتي وصفها جريفن بأنها "شاملة" و"غير مسبوقة اليوم". في عام 1937، أثناء دراسة جيلبرت رام لحيوانات الينابيع الساخنة اليابانية، حدد فئة Mesotardigrada، التي تضم نوعًا واحدًا، Thermozodium esakii؛ ومع ذلك، فإن صلاحيتها التصنيفية موضع تساؤل حاليًا. اقترح جوزيبي رامازوتي رتبة Tardigrada في عام 1962. ومؤخرًا، في عام 2019، اقترحت نويمي جيل ومعاونوها رفع رتبة Apochela إلى رتبة Apotardigrada الجديدة. في الوقت الحالي، تم التعرف على ما يقرب من 1488 نوعًا موصوفًا من دب الماء، موزعة على 160 جنسًا و36 عائلة.
التطور
تاريخ التطور
تتحجر بطيئات المشية النادرة بشكل استثنائي. العينات الوحيدة التي تم تحديدها تنشأ من رواسب منتصف الكامبري في سيبيريا، وتحديدًا داخل حيوانات أورستن، جنبًا إلى جنب مع عدد محدود من شوائب الكهرمان من العصر الطباشيري في أمريكا الشمالية وفترة النيوجين في جمهورية الدومينيكان. تظهر الحفريات السيبيرية عدة اختلافات عن دب الماء الموجود، حيث تمتلك ثلاثة أزواج من الأرجل بدلاً من أربعة، وشكل رأس أقل تعقيدًا، وغياب زوائد الرأس الخلفية. ومع ذلك، فإنها تشترك في بنية البشرة العمودية المميزة مع بطيئات المشية الحديثة. ويفترض الباحثون أن هذه الأشكال القديمة تمثل مجموعة جذعية تنحدر من أسلاف دب الماء المعاصر.
تشير الأدلة المتقاربة إلى أن بطيئات المشية خضعت لتصغير ثانوي من شكل أسلاف أكبر، على الأرجح من فصوص الأرجل. ربما كان هذا السلف يشبه كائن منتصف الكامبري Aysheaia، والذي وضعته العديد من التحليلات التطورية بالقرب من نقطة التباعد لسلالة بطيئات المشية. تقترح نظرية بديلة أن تاكتوبودا نشأت من فرع حيوي يشتمل على الدينوكاريدات والأبابينيا. ويُظهر كائن Sialomorpha الغامض، الذي تم اكتشافه في كهرمان دومينيكاني يبلغ عمره 30 مليون عام، بعض الارتباطات الواضحة مع بطيئات المشية، على الرغم من أنه ليس من بطيئات المشية نفسها. خلص تحليل شكلي أُجري في عام 2023 إلى أن اللوليشانيات، وهي مجموعة من فصوص الأرجل الكامبري، يمكن أن تمثل أقرب الأقارب المعروفين لبطيئات المشية.
يتم تمثيل أقدم بقايا دب الماء الحديثة بواسطة Milnesium swolenskyi، وهو نوع يقع ضمن جنس Milnesium الموجود. تم حفظ هذه العينة في كهرمان نيوجيرسي من العصر الطباشيري المتأخر (التوروني)، منذ حوالي 90 مليون سنة. تم التعرف على نوع أحفوري آخر، Beorn Leggi، من عينة كامبانية متأخرة (منذ 72 مليون سنة تقريبًا) في الكهرمان الكندي، مصنفة ضمن عائلة Hypsibiidae. كما تم اكتشاف Aerobius dactylus ذو الصلة الوثيقة بـ hypsibioidean ضمن نفس محتوى الكهرمان. تم العثور على أحدث أحفورة لجنس بطيء المشية، Paradoryphoribius، في الكهرمان الذي يقدر عمره بحوالي 16 مليون سنة.
لقد سعت التحقيقات المورفولوجية والجزيئية لتطور السلالات إلى تحديد العلاقات التطورية بين بطيئات المشية وغيرها من الأصناف الانسلاخية، مع اقتراح العديد من المواضع البديلة داخل مفصليات الأرجل. تفترض فرضية Tactopoda أن Tardigrada تشكل مجموعة شقيقة لمفصليات الأرجل. على العكس من ذلك، تشير فرضية Antennopoda إلى أن Tardigrada هي أخت للفرع الحيوي الذي يضم Onychophora وArthropoda. هناك اقتراح ثالث، وهو فرضية Lobopodia (sensu Smith & Goldstein 2017)، يضع Tardigrada كمجموعة شقيقة لـ Onychophora. تظل هذه العلاقات مثيرة للجدل، ويرجع ذلك أساسًا إلى وجود بيانات تجريبية متضاربة.
علم الجينوم
تُظهر البنية الجينية لبطيئات المشية تباينًا كبيرًا في الحجم. على سبيل المثال، Hypsibius exemplaris، وهو عضو في مجموعة Hypsibius dujardini، يمتلك جينومًا مدمجًا مكونًا من 100 زوج ميجا قاعدة ووقت توليد قصير نسبيًا يبلغ حوالي أسبوعين، مما يسهل زراعته وحفظه بالتبريد إلى أجل غير مسمى. في المقابل، فإن جينوم Ramazzottius varieornatus، المعروف بأنه أحد أكثر أنواع بطيئات المشية مرونة، أصغر بكثير، إذ يبلغ حجمه حوالي 55 ميجابايت. والجدير بالذكر أن ما يقرب من 1.6% من مادته الوراثية ينشأ من أحداث نقل الجينات الأفقية مع الأنواع الأخرى، على الرغم من أن هذه الظاهرة لا يبدو أنها تمنح تعديلات ظاهرية كبيرة.
تساهم التحليلات الجينومية المقارنة عبر سلالات بطيئات المشية المتنوعة في توضيح تطورها الجينومي، بما في ذلك العلاقة بين أجزاء جسم بطيئات المشية وتلك الموجودة في عموميات مفصليات الأرجل الأخرى. أشارت مراجعة شاملة نُشرت في عام 2023 إلى أنه على الرغم من التنوع المورفولوجي داخل مفصليات الأرجل، فإن مخطط الجسم بطيئات المشية يتوافق بشكل أكثر فعالية مع "المحاذاة البسيطة للأجزاء الأمامية". تحمل مثل هذه التحقيقات القدرة على الكشف في نهاية المطاف عن الآليات التي خضعت من خلالها بطيئات المشية للتصغير من نشويات أسلاف أكبر حجمًا.
تظهر بطيئات المشية غيابًا للعديد من جينات هوكس الموجودة عادةً في المفصليات، جنبًا إلى جنب مع منطقة وسيطة كبيرة من محور الجسم. في الحشرات، تتوافق هذه المنطقة المفقودة مع كامل الصدر والبطن. وبالتالي، فإن جسم بطيء المشية بأكمله تقريبًا، باستثناء زوج الأرجل الخلفي فقط، يتكون من أجزاء متماثلة لمنطقة الرأس المفصلية. تشير هذه الخاصية المورفولوجية إلى مسار تطوري حيث تنحدر بطيئات المشية من شوكيات أسلاف تمتلك خطة جسم أكثر استطالة وعدد أكبر من الأجزاء.
التطور
أشارت دراسة النشوء والتطور لعام 2012 للشعبة، باستخدام العلامات الجزيئية مثل الحمض النووي الريبوزي الريباسي، إلى أن كلا من Heterotardigrada وArthrotardigrada يبدو أنهما شبه عرقي.
بحلول عام 2018، خلص تقرير شامل يجمع العديد من التحقيقات المورفولوجية والجزيئية إلى أنه على الرغم من استمرار Arthrotardigrada في إظهار الشلل النصفي، فقد تم التعرف على Heterotardigrada باعتباره فرعًا حيويًا أحادي العرق. في حين أن العديد من التصنيفات التصنيفية ذات المستوى الأدنى خضعت لمراجعة كبيرة، فقد تم الحفاظ على المجموعات الرئيسية الشاملة إلى حد كبير.
في عام 2019، قدمت نويمي جيل ومعاونوها اقتراحًا لرفع التصنيف التصنيفي لرتبة أبوتشيلا إلى فئة جديدة، تسمى أبوتارديجرادا.
في الثقافة والمجتمع
بدايات القرن العشرين
يمكن القول إن أول ظهور موثق لبطيئات المشية ضمن الأعمال الأدبية غير العلمية تم العثور عليه في "بثيبيا"، وهي قصة قصيرة كتبها الجيولوجي والمستكشف دوغلاس موسون. تؤرخ هذه القصة، المنشورة في مجلد عام 1908 Aurora Australis والتي طُبعت في القطب الجنوبي، رحلة استكشافية إلى القطب الجنوبي حيث واجه الطاقم فطريات ومفصليات ضخمة. في القصة، لاحظ أعضاء البعثة وجود بطيء المشية الهائل وهو يخوض قتالًا مع دوارة ضخمة بنفس القدر. يعض دب مائي عملاق آخر إصبع قدم الرجل، مما يؤدي إلى حالة غيبوبة لمدة نصف ساعة بسبب خصائصه المخدرة. وفي نهاية المطاف، فإن بطيء المشية الذي يبلغ طوله أربعة أقدام، والذي يخرج من السبات، يذهل الراوي عندما يستيقظ، مما يدفعه إلى إدراك أن التجربة برمتها كانت بمثابة حلم.
الشعبية
توجد دب الماء بشكل متكرر في الطحالب والأشنات الملتصقة بالجدران والأسطح، ويمكن جمعها بسهولة ومراقبتها تحت مجهر منخفض الطاقة. يمكن إعادة إحياء العينات المجففة على شريحة مجهرية عن طريق إضافة كمية صغيرة من الماء، مما يجعلها في متناول الطلاب المبتدئين والعلماء الهواة للدراسة. وقد عزت Current Biology جاذبيتها الواسعة النطاق إلى "زحفها الأخرق" الذي يوصف بأنه محبب بشكل استثنائي. وصفهم علماء الحيوان جيمس إف فليمنج وكازوهورو أراكاوا بأنهم "شعبة كاريزمية". وقد تم الاعتراف بقدرتها الرائعة على تحمل اللاهيدروبيا وغيرها من الظروف التي توقف الحياة منذ القرن الثامن عشر، عندما نجح سبالانزاني في إنعاشها من رواسب الميزاب المجففة. في عام 2015، أطلق عالم الفيزياء الفلكية والمتواصل العلمي نيل ديجراس تايسون على الأرض لقب "كوكب بطيئات المشية"، مما أدى إلى ترشيحهم لجائزة اسم العام من جمعية الأسماء الأمريكية. وتمتد شعبيتها إلى العديد من البضائع، بما في ذلك الملابس والمجوهرات والألعاب الفخمة وسلاسل المفاتيح، وحتى أنماط الكروشيه المتاحة لصياغة تمثيلات شخصية لبطيئات المشية. قام الفنان الهولندي أرنو كوينين بدمج بطيء المشية، إلى جانب كائنات مجهرية أخرى، في تماثيل تم إنشاؤها لكنيسة القديس يوسابيوس في أرنهيم.
من قائمة مختصرة مكونة من عشرة مرشحين، تم اختيار Milnesium tardigradum ليكون الفائز في مسابقة The Guardian "لأفضل لافقاريات للعام 2025". سلط المقال الختامي للمسابقة الضوء على بقاء هذا النوع المزعوم من خلال "جميع أحداث انقراض الكواكب الخمسة السابقة".
من الدراسة العلمية إلى الثقافة الشعبية
إن الخصائص المميزة لبطيئات المشية، وخاصة قدرتها الاستثنائية على التحمل في مواجهة الظروف البيئية القاسية، قد ضمنت وجودها في الخيال العلمي والثقافة الشعبية الأوسع. في مقطوعته الموسيقية "أغنية بطيئات المشية" التي صدرت عام 2015، يجسد الموسيقي كوزمو شيلدريك بشكل غنائي بطيئات المشية المرنة، ويوضح قدرات مثل المناعة ضد الضغط الساحق، ومقاومة النيران، والبقاء لفترة طويلة في فراغ دون ترطيب.
يصف علماء الأحياء مارك بلاكستر وكازوهارو أراكاوا دمج بطيئات المشية في الخيال العلمي والروايات الخيالية بأنه ينتج "أجزاء نادرة ولكنها مسلية". وهي تسلط الضوء على وجه التحديد على فيلم الرعب والخيال العلمي لعام 2015 Harbinger Down، حيث يواجه الأبطال بطيئات المشية التي خضعت للطفرات من خلال تجارب الحرب الباردة، وتحولت إلى متغيرات ذكية وفتاكة.
تعرض سلسلة Star Trek: Discovery الصادرة عام 2017 كيانًا فضائيًا يُعرف باسم "Ripper"، وقد تم تصويره على أنه كائن حي ضخم يشبه بطيئات المشية. يوضح بطل المسلسل، عالم أنثروبولوجيا الأجانب مايكل بورنهام، قدرة ريبر على نقل الجينات أفقيًا، مما يمكنه من دمج الحمض النووي الأجنبي في الجينوم الخاص به. تمنح هذه العملية، وخاصة الحصول على الحمض النووي من الفطريات الفطرية التكافلية، لـ Ripper قدرة غير مقيدة على السفر. لاحظت ليزا مينيكي، وهي باحثة متخصصة في العلوم ضمن الثقافة الشعبية، في القتال من أجل المستقبل: مقالات عن ستار تريك: الاكتشاف أن هذا المخلوق الخيالي يُظهر سمات معينة مشابهة لبطيئات المشية الحقيقية، ولا سيما "مرونته الجسدية في مواجهة الضغوطات البيئية الشديدة". ويفترض مينيك أيضًا أنه في حين أن استيعاب الحمض النووي الفطري "يرتكز ظاهريًا" على المبادئ العلمية، فإنه ينقل في الوقت نفسه "دافعًا غامضًا" أقرب إلى ما أطلق عليه الفلاسفة الفرنسيان دولوز وغاتاري "الصيرورة" - وهو تشابك بين الأنواع الذي يحول المشاركين ويربط جميع أشكال الحياة. يتم تصور هذه الحدود التكافلية على أنها "غريبة أو شاذة"، وهي عنصر استقرار يلخص إمكانات النظام المستقبلية. يتعرف كل من بورنهام وستاميتس على تجسيد بطيء المشية لهذا النموذج الأصلي "الغريب".
- قائمة بطيئات المشية في جنوب أفريقيا
المراجع
- سجل Tardigrada أرشفة 2015-03-20 في آلة Wayback.
- صورة اليوم الفلكية لوكالة ناسا: بطيء المشية في موس (6 مارس 2013)