تستخدم الأفعى ذات المجسين، المميتة منذ ولادتها، حيلا ماكرة إلى حد مذهل، لاصطياد السمك.

C .K. كتانيا

باختصار

إن الأفعى ذات المجسين(1) هي أفعى مائية صغيرة تعيش في جنوب شرق آسيا: أُطلق عليها هذا الاسم لتميّزها بوجود زائدتيْن على جانبي خطمها(2).

لقد ظل دور هذين المجسين لغزا لفترة طويلة. وقد أخذ المؤلف على عاتقه اختبار وظيفتهما.

وقد اكتشف الباحث، في مسار بحثه، حتى هذه الأفعى تمتلك منذ ولادتها ترسانة مدهشة من استراتيجيات الصيد المتقدمة – وهذا مثال قصّيّ على الطبيعة عوضا عن التطبيع في تشكيل السلوك.

نفخر - نحن البشر - ونعتدُ كثيرا بأدمغتنا الكبيرة وطرائق سلوكياتنا الحاذقة. ولكن إذا كان ثمة شيء واحد قد تفهمتُه كبيولوجي، فهوألاّ أقلل أبدا من قدرات الحيوانات التي يعتبرها معظم الناس بدائية وذات عقل بسيط. وقد درست هذا الدرس عادة من الثدييات. ولكن السلوكيات المعقدة التي لاحظتها منذ عهد قريب على الحيوان الزاحف العجيب المعروف بالأفعى ذات المجسين جعلتني أقف مذهولا فاغر الفم.

إن الأفعى ذات المجسين، المسماة فهميا Erpeton tentaculatus، هي ثعبان مائي بالكامل، موطنه في تايلند وكمبوديا وجنوب ڤيتنام. أفعى صغيرة نسبيا (طولها بعد البلوغ نحو60 سم), وهي تلد صغارا حية ويقتصر اغتذاؤها بالسمك. ويدل اسم الحيوان على أكثر صفاته تمييزا له، وهي: وجود زوج من المجسات تبرز على جانبي الخطم. لقد بدأ اهتمامي بهذه المخلوقات منذ ما يقرب من عقد من الزمن بعد زيارتي، بدافع الحنين إلى الماضي، لحديقة الحيوانات الوطنية في مدينة واشنطن، حيث عملت خلال الصيف كطالب جامعي. ولدى مروري عبر جناح الزواحف، لفت انتباهي حوض مائي كثيف النباتات يحتوي على الأفعى ذات المجسين تكمن متربصة، وهي تحاول جاهدة حتى تنتصب في الماء لتأخذ شكل العصا، فينحني جسمها على الهيئة المميزة للحرف J التي تتخذها الأفاعي عند تأهبها للصيد.

وفي أثناء مراقبتي لهذه الأفعى تساءلت عن دور مجسيْها، إذ لا يمتلك أي ثعبان آخر ما يماثل هذين العضوين. ولما كان اغتذاء هذه الحيوانات مقصورا على السمك، فمن المنطقي التفكير في وجود علاقة ما تربط بين هذين المجسين وكشف السمك. ولكن عندما عدت إلى مختبري في جامعة ڤاندربلت وبحثت في المراجع الفهمية وجدت أنه على الرغم من اقتراح نظريات المجسات ومن بينها هذه النظرية، إلا أنه لم يقم أحد باختبارها تجريبيا، ولهذا شرعت في العمل على حل لغز هاتين الزائدتين الغريبتين للأفعى بشكل نهائي.

اكتشفت في مسعاي لتوضيح الغرض الحقيقي للمجسين، حتى هذا الحيوان أكثر تشويقا مما كنت أتسقط. فقد تبين حتى الأفعى ذات المجسين تستخدم منظومة من الاستراتيجيات الهجومية المتقدمة اللافتة للنظر لاقتناص فريسة. يضاف إلى ذلك ملاحظة أنه حتى حديثة الولادة في هذا النوع تمتلك تلك المهارات، وهذا مثال دراماتيكي dramatic جليّ على تأثير الطبيعة وليس التطبيع في تشكيل السلوك.

في طرفة عين

قبل حتى أتمكن من اختبار نظرية عمل المجسات كواشف للسمك، كان لابد لي أولا من مراقبة سلوك الاقتناص عند هذه الأفاعي. ولكن مراقبتها كما يبدو، ليست بالأمر السهل. إذ تهاجم الأفعى ذات المجسين بسرعة فائقة، وكذلك تكون سرعة السمك على حد سواء. يجري الصراع برمته بين الأفعى والسمكة وينتهي في غضون أربعين ملّي ثانية أو1/25 جزءا من الثانية. ولمشاهدة هذه الأحداث، قمـــت بتسجيــل هجــوم بعــد هجــوم لعــدد من الأفاعي مستخدما آلة تصوير سينمائية (كاميرا) ذات سرعة فائقة تلتقط من 500 إلى 2000 صورة في الثانية، ومن ثم إعادة عرض الفيلم المصوَّر (الڤيديو) بالحركة البطيئة. لقد لاحظت لدى مراقبتي للهجمات، مشاهد غريبة جدا: وجود سمك انتحاري كما يبدو.

في حالات كثيرة، تستدير السمكة نحوالفكَّين المقتربين للأفعى المهاجمة، سابحة أحيانا إلى داخل فم الأفعى مباشرة. وهذا ما يدعوإلى التساؤل. إذ يشكل السمك هدفا رئيسيا للكثير من الحيوانات المفترسة. وعلى هذا فهي كائنات خبيرة بأساليب الهروب وقد طورت دارات عصبية سريعة وما يناسبها من أنماط سلوكية سريعة رشيقة يمكِّنها من الشعور بخطر الأعداء والفرار منهم. فعندما تستكشف الأصوات وحركة تموجات الماء التي يحدثها المفترس، تستطيع البدء بالفرار إلى مأمن في غضون ست إلى سبع ملِّي ثانية - أي أقل من 1/150 من الثانية - وتسمى استجابة الفرار هذه، الانطلاقة (3) C لأنها تبدأ بانحناء جسم السمكة على شكل الحرف C، يفترض حتى هذا يدفع السمكة بعيدا عن المفترس المستعد للصيد. وعلى هذا يُطرح السؤال: لما تتحرك السمكة مباشرة نحوفم الأفعى ذات المجسين؟

والجواب الذي اهتديت إليه، له علاقة ما بهيئة القنص غير العادية التي تتخذها الأفاعي بانتصاب جسمها على الشكل J والتي تؤلف ضربا من الفخاخ. وتُفضّل هذه الأفاعي تعقّب السمكة التي دخلت في المساحة المقعرة من الهيئة J التي تشكلت بين رأسها وأعلى جسمها. وأوضح الفحص الدقيق للڤيديوبالحركة البطيئة أنه قبل الهجوم بالضبط، تُحرك الأفعى جزءا من جسمها لقاء الجزء الأبعد من جسم السمكة عن رأس الأفعى دافعة السمكة نحوفمها الفاغر. وعندما صُوِّرت الهجمات بسرعة 2000 صورة في الثانية وسجلت في الوقت ذاته الأصوات في الحوض المائي بواسطة الميكروفون (المِصْوات الجهيري) تحت المائي، لاحظت حتى حركة جسم الأفعى تولِّد، قبيل الهجوم بالضبط، موجة ضغط تنتشر بقوة كافية لمباغتة السمكة.

[سلوك معقد]

هجوم مباغت

تقوم الأفاعي ذات المجسين عند الاستعداد للصيد، بثني جسمها بعد انتصابها على شكل الحرف J بحيث تصنع منه فخَّا للسمك الذي لا يشكُّ في أي شيء. عندما تدخل السمكة الحيز المقعر المتكون بين الرأس وأعلى الجسم، تحرك الأفعى جزءا من جسمها باتجاه رأسها محدثة انتشارَ موجةٍ ضاغطة. وتفاجِئ هذه الموجةُ السمكةَ فتندفع إلى الجهة اللقاءة. وإذا ما اتخذت السمكة وضعا موازيا لفكّي الأفعى في أثناء هذه الخدعة، يجعلها هذا تسبح في غفلة من أمرها مباشرة إلى داخل فم الأفعى المفتوح. ولكن إذا كانت السمكة تقابل فم الأفعى لدى حدوث هذه الخدعة، تقوم الأفعى باعتراض طريق فرار السمكة. وقبل تحرك هذه الأخيرة تضرب الأفعى المكان المتسقط لرأسها، إلى غير ذلك يتموضع فكّا الأفعى في البقعة المحددة لوصول السمكة.

وتتصف استراتيجية الخداع عند الأفعى بالمكر بشكل خاص لأنها تستهدف بدقة الدارة العصبية للسمكة التي تعمل عادة لصالحها وسلامتها. إذ يمتلك السمك زوجا من الخلايا العصبية العملاقة، واحدة في جميع من جانبي الدماغ تسمى عصبونات ماوثنر Mauthner neurons. وتمتد الزوائد الناقلة لإشارات العصبونات، المسماة بالمحاوير(4) axons، متصالبة إلى الجانب المعاكس للجسم. ويحدد التسابق في سرعة نقل إشارة هذين العصبونين وجهة رد عمل الهروب. فعندما يصدر الصوت من الناحية اليسرى مثلا، تحرض الأذن أول الأمر عصبون ماوثنر الأيسر الذي ينقل بدوره الإشارة عبر محواره، منبها العصبونات المحركة في الجانب الأيمن من الجسم ومسببا تقلصا عضليا قويا يوجه دوران السمكة نحواليمين. وفي الوقت ذاته، تقوم عصبونات مثبطة، تتصالب مع الجانب الأيسر، بمنع العضلات اليسرى من التقلص؛ وهذا ما يضمن إعاقة تدخل أي شيء يعطل الدوران الأيمن الكبير الأهمية. وتكون النتيجة الحتمية الهروب السريع إلا إذا كانت السمكة تسبح قريبة جدا من الأفعى ذات المجسين. في تلك الحالة، عادة ما توجِّه خدعة جسم الأفعى تسلسل تعاقب الأحداث العصبية التي تؤدي إلى الدوران بالاتجاه الخاطئ. ولسوء حظ السمكة يتزامن ذلك كله مع تفعيل الدارة المثبطة التي تعمل عادة كإجراء للسلامة، وهذا يعني أنه ليس ثمة استدارة إلى الخلف.

وتفسر حيلة الأفعى المذهلة بعض المشاهدات المحيرّة السابقة. ففي عام 1999 أعرب <C .J. مورفي> [من متحف فيلد للتاريخ الطبيعي في شيكاغو] حتى السمك يُلتهم بسرعة كبيرة بل كان أحيانا يختفي تماما خلال انقضاض الأفعى (في غضون لقطة واحدة من جهاز للڤيديوالذي يلتقط 30 صورة في الثانية) وهذا أسرع كثيرا مما كان يتسقطه. ويظهر الڤيديوالفائق السرعة الخاص بي، أنه حتى عندما لا تجبر السمكةُ الأفعى على السباحة مباشرة إلى فمها، فإن الاستدارة التي تقوم بها تجاه الأفعى عادة ما تسمح باقتناصها من رأسها، وهذا يشكل الطريقة الأسرع للأفعى لابتلاع السمك. وهذا الالتهام السريع لا يُمكّن الأفعى من الأكل مرات أكثر فحسب، بل إنه يساعد أيضا على إبقاء ذاتية المفترس طي الكتمان (فمن العسير حتى تبدوكعصا غير مؤذية إذا رأتك الأسماك وأنت تلتهم رفيقاتها). هذا إضافة إلى حتى الأفاعي لها - هي أيضا - مفترِساتها، ومن الراجح حتى تُرى هي نفسها وهي تبتلع سمكة، ومن ثم فإن تناول طعامها بهذه السرعة الفائقة قد يقلل من فرص تحوّل الصائد إلى طريدة.

مِجسّان حرشفيان مصوران بالمجهر الإلكتروني الماسح، يستطيعان تحسس حركة الماء الخفيفة جدا، فيقومان بدور كاشف ممتاز للسمك.

التنبؤ

نطق عالم النفس <F .B. سكنر> ذات مرة: «عندما تصادف أمرا يثير اهتمامك تخلَّ عن جميع شيء آخر واجتهد في دراسته». بهذه الروح قررت حتى أطرح اهتمامي بالمجسات(5) جانبا بصورة مؤقتة وأن أركز على سلوك الافتراس لدى الأفاعي - وهذا التغيير أدى إلى اكتشافي خنادى إضافية في هذه المخلوقات.

مع حتى ترويع السمك نحوهجمة الأفعى يثير الإعجاب، فإنه لا ينجح إلا عندما تتموضع السمكة في «البقعة الحلوة» بين رأس الأفعى وعنقها بصورة موازية لفكيها. ولكن ما هي حال السمكة في الاتجاهات الأخرى،يا ترى؟ لما كانت استجابة السمكة للهروب نحواليسار أونحواليمين، فالأفعى لا تستطيع ترويع السمكة نحوفمها إذا كانت السمكة عملا لقاء فكّيها. وفي هذه الحالة تلجأ الأفعى ذات المجسين إلى استراتيجية أخرى أكثر عَجبا: إذ هي تتنبأ بسلوك السمكة. في البدء، تستخدم الأفعى خدعة الجسم وذلك بأن تتظاهر بالهجوم لترويع السمكة وإبعادها عن جسمها دافعة إياها إلى الوضع الموازي لفكيها. عندئذٍ، وحتى قبل تحرك السمكة تُطبق الأفعى نحوالمكان المتسقط لرأس السمكة بحيث يبلغ فكّاها تماما النقطة التي يفترض أن تصل إليها السمكة السيئة الحظ. وتجري الأحداث بسرعة فائقة بحيث لا تتيح للأفعى استعمال ردود العمل البصرية لمتابعة مسار حركة السمكة أثناء الضربة، لذا عليها أخذ الخطة المستقبلية بالحسبان. في بعض المحاولات التجريبية، لم تبتعد السمكة عن خدعة الجسم (الوسيلة التكتيكية لا تنجح دوما). ومع ذلك تتابع الأفعى انقضاضها في الاتجاه المتسقط حتى تتبعه السمكة في العادة. وهذا السلوك أكد حتى الأفعى تنقض مستندة إلى التنبؤ بدلا من تتبع حركة السمكة.

في بعض الأحيان تنقضّ الأفاعي على السمك ببساطة حتى إذا لم تستطع ترويعه ليأخذ الاتجاه المناسب. ولكن في أغلب الحالات انتظرت الأفاعي بأناة دخول السمك في الفخ المشكل من وضعية جسمها على الهيئة J المخصصة للصيد. ولدهشتي لاحظت وجود أنواع كثيرة من الانقضاضات التنبئية بأفعال السمك في هذه المنطقة، اعتمادا على وضعية السمكة. في إحدى البدائل البهلوانية عقصت الأفاعي رأسها تحت جسمها لمجابهة السمكة الهاربة وجها لوجه. يظهر حتى الأفاعي ذات المجسين تستطيع الاختيار من قائمة من استراتيجيات الهجوم الموجودة في ترسانتها، اعتمادا على الوضعية التي تتصدى لها. تثير هذه الضربات التنبئية سؤالا مهما: هل تتفهم الأفاعي التنبؤ من حياة طويلة من الهجوم، أم إنها تولد ومعها هذه المقدرة،يا ترى؟ من حسن الحظ حتى الكثير من أفاعينا قد ولدت في المختبر. وعندما اختبرنا الأفاعي الحديثة الولادة بالسمك الحي، كانت تنقض بصورة واضحة نحوالمسقط المستقبلي للسمك الهارب (عندما كان السمك في الوضعية الملائمة)، وهذا ما أوضح أنها منذ ولادتها تعهد كيف من الممكن أن يتحرك السمك وما هي أفضل طريقة للتغلب عليه بحنكة.

لدى عرض نتائج بحثنا في مجلة PLoS ONE عام 2010، نوهنا بأن هذه المقدرة الفطرية تشهد على التاريخ التطوري الطويل للأفاعي ذات المجسين في افتراس السمك وتسهم في توضيح أكثر التساؤلات الأساسية المطروحة في فهم الحياة، وأعني بها الأدوار النسبية للطبيعة الفطرية والتربية في تطور السلوك. تقع الأفاعي ذات المجسين في أقصى أطراف تأثير الطبيعة الفطرية من هذا المدى، على الأقل عندما يتعلق الأمر بانقضاض حديثات الولادة. إذا الاستجابة الصائبة للسمك ردا على الاضطراب المفاجئ للماء تُقدِّم إطاراً لتطور إحدى السلوكيات الفطرية (ضربات تنبئية) التي تستغل سلوكا فطريا آخر (استجابات هروب السمك).

إن عدم استنباط السمك لاستراتيجية مضادة يقترح حتى الأفاعي ذات المجسين تتصرف وفقا لما أطلق <J .S. گولد> عليه مصطلح «الأعداء النوادر» مستغلة السلوك الذي عادة ماقد يكون تكيفيا. يجابه السمك الكثير من المفترسين، وفي أغلب الأوقاتقد يكون رهانه الأفضل اكتشاف اضطراب الماء المفاجئ للفرار في الاتجاه المعاكس. والسمك السيئ الحظ هوالذي يصادف هذه الأفعى وينخدع فينعطف نحوعدوِّه بدلا من الابتعاد عنه.

إبصار في الظلام

بالنسبة إلى المجسات قمت - مع طالبي للدراسات العليا ومساعدتي في البحث <D. گوتييه> - بإجراء سلسلة من الأبحاث لتحديد وظيفتها. وقد نشرنا نتائجنا عام 2010 في مجلة البيولوجيا التجريبية Journal of Experimental Biology. ونتيجة لفحص تشريح النهايات العصبية في هذه اللواحق ولاستجاباتها تجاه المنبهات المتنوعة وخريطة تموضعها في الدماغ، استطعنا بيان حتى المجسات هي أعضاء لمس حساسة بشكل استثنائي تكشف تحركات الماء التي تولدها حركة الأجسام القريبة. تلك هي وظيفة المجسات كما هومتسقط بالضبط لعضومهيأ لكشف السمك لمفترس كامن. وقمنا أيضا بتصوير الأفاعي بالأشعة تحت الحمراء، غير المرئية لها، وقدمنا البرهان على قدرتها على اصطياد السمك دون اللجوء إلى البصر. عملى ما يظهر تسمح المجسات للأفاعي باكتشاف السمك وصيده في الليل أوفي الماء العكر. لما كانت الأفعى ذات المجسين مسلحة بكشاف من الطراز الممتاز للحركة وقادرة على ترويع الهدف نحوموته، فهذه الأفعى هي أسوأ كوابيس السمك.

المؤلف Kenneth C. Catania

<كتانيا> أستاذ مشارك للعلوم البيولوجية في جامعة فاندربلت، وفي عام 2006 حصل على منحة ماك آرثر «للنبوغ». يركز بحثه على فهم البيولوجيا العصبية المقارن، وبالأخص الأجهزة الحسية الحيوانية. ومنطقته الفهمية هذه، هي الثالثة في مجلة «ساينتفيك أمريكان».

مراجع للاستزادة

Tentacled Snakes Tum C-Starts to Their Advantage and Predict Future Prey Behavior. Kenneth C. Catania in Proceedings of the National Academy of Sciences USA, Vol. 106, No. 27, Pages 11183—11187; July 7,2009. Function of the Appendages in Tentacled Snakes (Erpeton tentaculatus). K. C. Catania et al. in Journal of Experimental Biology Vol. 213, No. 3, pages 359-367; February 2010. Born Knowing: Tentacled Snakes Innately Predict Future Prey Behavior. Kenneth C. Cata- nia in PLoS ONE Vol. 5, No. 6, e10953; June 16, 2010.