بطيئات المشية بالإنگليزية: Tardigrada تعهد عموما بدببة الماء أوخنازير الطحلب هي رتبة من الإنسلاخيات، وهي حيوانات مجزئة مزودة بثمانية أرجل.

تستطيع هذه الكائنات تحمل أقسى ظروف المعيشة كالعيش بدون ماء أوهواء (تستطيع العيش في الفراغ أوالفضاء) لسنوات وفي أدنى درجات الحرارة (قرب الصفر المطلق) وكذلك درجات حرارة تصل إلى 151 °C (303 °F)أي تحمل اشعاعات أكبر بألف مرة مما تستطيعه الحيوانات والإنسان

بطيئات المشية هي حيوانات مجهرية تصل أطوالها إلى 1 ملم. يوجد منها نحو300 نوع، يضمها عدد قليل من الأجناس، أهمها ماكروبيوتُس Macrobiotus والشوكي إكينيسكوس Echiniscus. إلا حتى أهميتها تنبع من علاقاتها التطورية ومن مقاومتها للجفاف. يجمعها بعضهم مع حاملات المخالب Onychophora وخماسيات الفم Pentastomida في مجموعة غير طبيعية تسمى أشباه مفصليات الأرجل Pararthropoda أوطلائع مفصليات الأرجل Protoarthropoda لكونها تحمل صفات الحلقيات ومفصليات الأرجل في آن واحد.

الوصف

في الأصل قام يوهان أوگست إفرايم جوزيه بتسمية بطيئات المشية (kleiner Wasserbär) والتي تعني في الألمانية دب الماء الصغير، ثم بعد ذلك تم تسميتها ببطئ المشية بواسطة لازاروسپالازان في عام 1776، ويأتي اسم دببة الماء من طريقة مشيته حيث تذكرنا دائماً بمشية الدب.

يصل طول جسم أكبر دب ماء بالغ حوالي 1.5 ملم (0.059 بوصة) بينما يصل طول أصغرهم إلى أقل من 0.1 ملم ويمكن حتى يصل طول دببة الماء التي فقست حديثاً إلى 0.05 ملم.

يعد المكان الأفضل للحصول على دببة الماء هوالطحالب والأشنات ولكن لها بعض البيئات الأخرى مثل الكثبان الرملية، والشواطئ، والتربة، والرواسب البحرية، والمياه العذبة حيث توجد بنسبة كبيرة جداً (تصل إلى 25,000 حيوان لكل لتر)، وفي حالات إيكيناكوزايد ويث يمكن العثور على دببة الماء على النظارات كما يمكن العثور عليها في كثير من الأحيان بواسطة نقع بترة من الطحلب في الماء.

بعض بطيئات المشية نباتية التغذي، وبعضها الآخر يهاجم الحيوانات الصغيرة كالدَّوَّارات Rotifera والديدان. وبعضها يعيش متطفلاً، مثل تِتْراكِنْتون Tetrakenton الذي يتطفل على لوامس قثائي البحر السينابْته Synapta من شوكيات الجلد.

والجنسان منفصلان، وجهاز التكاثر بسيط، ويتألف من منسل ظهري وحيد. والإلقاح داخلي، وتطرح البيوض في الوسط الخارجي، ما عدا بعض الأجناس التي تهجر بيوضها في قشيرتها التي انسلخت عنها. وتتصف هذه الحيوانات بتحملها للجفاف والبرودة الشديدين. ففي الطقس الجاف يتقلص الحيوان منكمشاً ومتجمعاً في أرجله ويفقد ماءَه ويدخل في سُبات تستمر في أثنائه فعاليات الاستقلاب على نطاق ضيق جداً. فإذا عادت الشروط طبيعية عادت الحياة إلى الحيوان مرة ثانية. وقد عهد حتى فترة السبات قد تستمرخمسة سنوات، ويمكن حتى تتكرر 14 مرة إبان حياة الحيوان. وهذا يعني حتى الفرد الواحد من هذه الحيوانات يمكن حتى يعيش، نظرياً، نحو70 عاماً. أما عن البرودة فقد استعادت حيواناتٌ منها نشاطَها بعد وضع «أكياسها» في هليوم سائل (272° س) عدة ساعات، إضافة إلى أنها تحملت أيضاً الماء الشديد الملوحة والإتير والكحول المطلق.

• تعيش غالبيتها في المياه العذبة حيث توجد على الطحالب والأشُنْ ونباتات صغيرة أخرى. والقليل من أنواعها بحرية.
• يظهر بعضها علامات التعقيل.
• بكل عقلة زوج من المخالب.
• للفم بلعوم ماص به قليمات.
• لها هيكل خارجي جليدي غير كيتيني.
• تقوم بإنسلاخات دورية.
• يحتمل حتىقد يكون العدد الكلي للخلايا التي في الجسم ثابتاً.
• سيلوميات.

الموئل

التغذية

• بطيئات الخُطى أساساً عشبيّة التغذية . فهي تتغذى بالمحتويات السائلة للخلايا النباتية . وقد لوحظ بأن بعضها يتغذى على لافقاريات صغيرة .
• يفتح المعي في المقدمة بالفم الذي يؤدي إلى تجويف فمي مكسوبقليمات أفرزتها غـدة خاصة قبل جميع إنسـلاخ . وتحور المعي الأمامي لغرض اختراق الجدار السليلوزي لخلايا النبات بواسـطة اثنان من القليمات الحـادة التي على الأنبوب الفمي وامتصاص المحتويات باستعمال انتفاخ بلعومي ماص عضي . يوجد معي متوسط واسع ، ومستقيم قصير يفتح عن طريق شرج طرفي . يتصل المعي المتوسط ثلاثة أكياس غدية يمكن حتى تكون إفرازية .

التنظيم الأزموزي / الإخراج

• يمكن حتى تكون التراكيب الغدية الثلاث ، المعروفة بأنيبيبات ملبيجي ، والتي تتصل بالمعي عند نقطة التقاء المعي المتوسط بالخلفي ، أعضاء إخراجية . ويمكن حتىقد يكون المعي ذاته إخراجياً حيث يطرح البراز والمواد الأخرى مع الجليد عند الإنسلاخ .
• لم تعهد بعد الفسيولوجية المنظمة لها . ولها قدرة عجيبة على البقاء حية تحت ظـروف بيئة متطرفـة . وقـد لا يؤدي الجفاف أوغمرها في الهيليوم السائل أوالمحلول الأجاج ... الخ . بالضرورة إلى موتها . وتفقد بطيئات الخطى أثناء فترة الكمون معظم حجمها ، وـ افتراضياً ـ المحتوى المائي .

التشريح والمورفولوجيا

تتميز دببة الماء بشكل برميلي مع أربعة أزواج من الأرجل القصيرة وتتراوح غالباً ما بين 0.3 و0.5 ملم (0.012 إلى 0.020 بوصة) في الطول، على الرغم من أنه قد يصل طول أكبر الأنواع إلى 1.2 ملم (0.047 بوصة)، يتكون جسم بطئ الخطومن الرأس وثلاثة أجزاء في الجسد مع زوج من الأرجل لكل جزء وبترة ذيلية مع زوج من الأرجل أيضاً، لا تحتوي السيقان على مفاصل ولكن على الرغم من ذلك فإن جميع قدم تحتوي على من 4-8 مخالب، وتحتوي البشرة على الكيتين والبروتين كما يتم تجديدها بشكل دوري.

تحتوي جميع الأفراد البالغة من دببة الماء والتي هي من نفس النوع على نفس عدد الخلايا، ويصل عدد الخلايا في بعض الأنواع إلى 40,000 خلية لكل فرد بالغ ولكنه يمكن حتىقد يكون أقل كثيراً في أنواع أخرى.

يعد التجويف الجسدي لدببة الماء تجويفاً دموياً، ولكن المكان الوحيد الذي يمكن فيه العثور على تجويف حقيقي هوحول الغدد التناسلية. لم يتم العثور على أعضاء تنفسية لهذا الحيوان حيث يحدث تبادل الغازات من خلال جميع أنحاء الجسم، يمتلك بعض بطيئات المشية ثلاثة غدد أنبوبية متصلة بالمستقيم وربما تكون هذه الأنابيب إخراجية مثل أنابيب مالبيغي في المفصليات، وعلى الرغم من ذلك فإن التفاصيل ليست واضحة.

يتسلح الفم الأنبوبي لبطيء الخطوبسن قلمي دقيق يُستخدم عادةً لاختراق الخلايا النباتية والطحالب أواللافقاريات الصغيرة والتي تتغذى عليها بطيئات المشية مما يدفع الخلية لإخراج سوائلها ومحتوياتها ثم يفتح الفم على بلعوم عضلي ثلاثي ماص، ويتم فقدان السن القلمي الدقيق عندما يتساقط الحيوان حيث تفرز زوج الغدد على جانبي الفم زوجاً جديداً. يتصل البلعوم بمرئ قصير ثم بالأمعاء التي تحتل جزءاً كبيراً من طول الجسم وهي المسقط الأساسي للهضم، ثم تفتح الأمعاء من خلال مستقيم قصير على فتحة الشرج والتي تقع في نهاية الجسم الطرفية، تتبرز بعض الأنواع فقط عندما تتساقط حيث تهجر البراز وراءها مع القشرة المتساقطة.

يتطور الدماغ في نمط متماثل على المستوى الثنائي ويضم الدماغ فصوص عديدة تتكون في الغالب من ثلاث مجموعات من الخلايا العصبية التي تقترن ثنائياً،. يتصل الدماغ بعقدة عصبية كبيرة تحت المريء والتي من خلالها يمتد حبل عصبي بطني مزدوج على طول الجسم. يمتلك الحبل عقدة عصبية واحدة لكل بترة، تُنتج جميع من هذه البتر الألياف العصبية الجانبية التي تغذي أطرافه، كما تمتلك الكثير من الأنواع شعيرات حسية على الرأس والجسم.

تمتلك جميع بطيئات المشية جهاز شدقي بلعومي بالإضافة إلى مخالب، ويستخدم للتمييز بين الأنواع.

التكاثر

]]

على الرغم من حتى بعض الأنواع تتكاثر ذاتياً، إلا أنه عادةً ما تتواجد الذكور والإناث معاً وتقع لدي جميع منهم غدة تناسلية واحدة فوق الامعاء وتمر قناتان من الخصية في الذكور إلى فتحة خارجية أمام فتحة الشرج بينما في اللقاء تمر قناة واحدة في الإناث لتفتح فوق فتحة الشرج أوفي المستقيم مباشرةً.

تتكاثر بطيئات المشية بالاعتماد على البيض في تكاثرها وعادةً ماقد يكون الإخصاب خارجياً، ويحدث التزاوج في فترة تساقط القشرة حيث تغرس الأنثى بيضها في القشرة المتساقطة ومن ثم يتم تغطيتها بالحيوانات المنوية للذكر.

وهناك أنواع قليلة يحدث فيها الإخصاب داخلياً وفي هذه الحالة يتم التزاوج قبل سقوط قشرة الأنثى، وفي معظم الحالات يتم هجر البويضات داخل القشرة المتساقطة حتى تنموولكن بعض الأنواع تعلق البويضات بركيزة مجاورة.

يفقس البيض بعد ما لايزيد عن 14 يوماً ويخرج الصغار بعدد تام من الخلايا الناضجة ومن ثم يحدث النموبواسطة تضخم الخلايا الموجودة وليس عن طريق انقسام الخلايا، وتتساقط قشرة بطيئات المشية حوالي 12 مرة.

فهم البيئة وتاريخ الحياة

ذات توزيع عالمي، وتقطن الطحالب والأشن. يوجد قليل منها بالمياه العذبة على الطحالب ونباتات أخرى قرب البحيرات والجداول. قد تكون أعدادها عالية جداً بالنسبة لوحدة المساحة.

معظم بطيئات المشية عشبية (تتغذى على النباتات) أوآكلة للبكتيريا، ولكن بعضها الآخر آكلة للحوم إلى حد أنها تأكل الأنواع الأصغر من بطيئات المشية.

الفسيولوجيا

عثر الفهماء على أنواع من بطيئات المشية في الينابيع الساخنة، وعلى قمة جبال الهيمالايا، وتحت طبقات من الجليد الصلب، وفي رواسب المحيطات، كما يمكن العثور على الكثير من الأنواع في بيئات أكثر إعتدالاً مثل البحيرات والبرك والمروج بينما يوجد البعض الآخر في الجدران الحجرية والسقوف. وتمثل بطيئات المشية الحيوان الأكثر شيوعاً في البيئات الرطبة ويمكنها حتى تحافظ على نشاطها حيثما يستطيع جسدها الحصول على الأقل على بعض الرطوبة.

تعد بطيئات المشية واحدة من مجموعة قليلة من الأنواع التي تستطيع تعليق عملية الأيض الغذائي والدخول في حالة السبات أوالبيات حيث يقل النشاط إلى أقل درجة ممكنة وتقوم بذلك طالما تعرضها لظروف حياة قاسية جداً، وتستطيع بعض أنواع بطيئات المشية تحمل الجفاف لمدة تصل إلى خمس سنوات أوأطول من ذلك في حالات إستثنائية، تنخفض معدلات الأيض أثناء حالة السبات إلى أقل من 0.01% بينما ينخفض معدل المحتوى المائي إلى 1% من المعدل الطبيعي. وتعتمد قدرة بطيئات المشية على البقاء على قيد الحياة أثناء الجفاف على المستويات الجسدية العالية من تيرهالوز وهوسكر غير مختزل يقوم بحماية الأغشية ومن ثم فإن دببة الماء تُعهد أثناء حالة السبات باسم تون (tun).

تستطيع بطيئات المشية البقاء على قيد الحياة في الظروف القاسية التي من شأنها حتى تقتل أي حيوان آخر، وتضم الظروف التي تستطيع بطيئات المشية مقاومتها الآتي:

• الحرارة -حيث تستطيع بطيئات المشية الاستمرار:
• لبضع دقائق في درجة حرارة 151° سليزيوس (304° فهرنهايت).
• ل30 عاماً في درجة حرارة 20° سليزيوس.
• لبضعة أيام في درجة حرارة -200° سليزيوس (-328° فهرنهايت).
• لبضع دقائق في درجة حرارة -272° سليزيوس (~1 كلفن، -458° فهرنهايت).
• الضغط -حيث يمكن لبطيئات المشية حتى تصمد أمام ضغط منخفض للغاية وكذلك أمام ضغط مرتفع جداً أكثر من 1200 ضعف الضغط الجوي المعتاد، ويمكن لبطيئات المشية البقاء على قيد الحياة في الفراغ والمساحات المفتوحة والإشعاع الشمسي لمدةعشرة أيام على الأقل، كما يمكن لبعض الأنواع حتى تتحمل 6000 ضعف الضغط الجوي وهوما يعادل تقريبا ستة أضعاف الضغط في أعمق خنادق المحيطات وهوخندق مارينا.
• الجفاف -أطول فترة تستطيع بطيئات المشية بقاءها في الجفاف هي ما يقرب منعشرة سنوات 181–187" على الرغم من ان هناك تقرير عن وجود حركات في الساق في بطيئات المشية في عينة طحلب جافة يعود عمرها إلى 120 عاماً ولكن هذا لا يعتبر بقاءاً على قيد الحياة، فعندما تتعرض بطيئات المشية إلى درجات حرارة منخفضة يقل محتوى الجسد من الماء من 85% إلى 3% ويحدث لهذا الماء تمدد بسبب التجمد ولكن الجفاف وحده هوما يمنع تمزق بطيئات المشية بسبب تمدد الماء.
• الإشعاع -يمكن لبطيئات المشية حتى تتحمل كمية إشعاع أكثر 1000 مرة مما تستطيع الحيوانات المائية الأخرى تحمله وتتراوح هذه الكمية بين جرعات قاتلة متوسطة تصل إلى 5,000 جراي (من أشعة جاما) و6,200 جراي (من الأيونات الثقيلة) حيث حتى كمية من 5-10 جراي يمكن حتى تكون قاتلة للإنسان، وكان التفسير الوحيد المقبول لهذه القدرة في التجارب السابقة هوحتى حالة الماء المنخفضة في الجسم تقلل من التفاعلات من الإشعاع المتأين، ولكن وجدت دراسات لاحقة حتى بطيئات المشية تظل مقاومة للأشعة فوق البنفسجية قصيرة الموجة أيضاً عندما تكون رطبة وذلك مقارنة بالحيوانات الأخرى، وهناك عامل واحد لهذا وهوقدرتها على إصلاح الأضرار التي لحقت بالحمض النووي نتيجة هذا التعرض بكفاءة عالية.

يتم جمع الإشعاع على بيض دببة الماء مباشرةً بواسطة ركيزة طبيعية (الطحلب) وأظهر هذا رداً واضحاً ولكن ترتبط شدته بالجرعة، حيث يحدث تراجع حاد في فقس البيض عند الإصابة بجرعات تصل إلى أربعة كيلوجراي وعند زيادة هذه الجرعة لا يفقس البيض إطلاقاً، وأظهر البيض مقاومة أكثر للإشعاع عند إصابته في مراحل متطورة من النموبمعدل أنه لم تفقس أي بيضة من التي أصيب في المراحل الأولى من النموبينما فقست بيضة واحدة من التي أصيب في المراحل المتوسطة بينما فقس البيض الذي أصيب في المراحل الأخيرة من النموبمعدل لا يمكن تمييزه.

• السموم البيئية -تقوم بطيئات المشية بالدخول في حالات السبات كنتيجة لارتفاع مستوى السموم البيئية، وعلى الرغم من ذلك فإنه لم يتم التحقق من هذه النتائج المختبرية بعد عام 2001م.
• الفضاء الخارجي -أول حيوان معروف يستطيع البقاء على قيد الحياة في الفضاء الخارجي هوبطيئات المشية، وفي عام 2007م تم أخذ بطيئات المشية الجافة إلى مدار منخفض حول الأرض في مهمة فوتون إم-3 (FOTON M-3) حاملةً حمولة بيولوجيا الفضاء (BIOPAN) ولمدةعشرة أيام تم تعريض مجموعات من بطيئات المشية إلى ضغط الفراغ القاسي للفضاء الخارجي والأشعة فوق البنفسجية الشمسية، وبعد عودتها إلى الأرض تمت إعادة إماهة بطيئات المشية ومن ثم تمت إعادة أكثر من 68% من العناصر المحمية من الأشعة فوق البنفسجية عالية الطاقة بعد حوالي 30 دقيقة من الإماهة ولكن معدل الوفيات اللاحقة كان مرتفعاً أيضاً.

في اللقاء أدى التأثير المشهجر للفراغ والأشعة فوق البنفسجية الكاملة على العينات المائية إلى خفض نسبة النجاة بدرجة كبيرة حيث لم يبقَ على قيد الحياة سوى ثلاث عينات فقط من ميلنسيوم تاريغرادم (Milnesium tardigradum)، وفي مايو2011م أوفد الفهماء الإيطاليون بطيئات المشية على متن محطة الفضاء الدولية في الرحلة الأخيرة لمكوك الفضاء انديفور وكان استنتاج الفهماء هوحتى إنعدام الجاذبية والإشعاعات الكونية "لم تؤثر تأثيراً كبيراً على بقاء دببة الماء على قيد الحياة أثناء الطيران، مؤكداً أنها تمثل حيواناً مفيداً لأبحاث الفضاء" وفي نوفمبر عام 2011 كانت من بين الكائنات الحية التي تم إرسالها بواسطة جمعية الكواكب الخاصة بالولايات المتحدة إلى تجربة المعيشة بين الكواكب الروسية FOBOS، ولكن النتائج غير معلومة بسبب فشل إطلاق الرحلة.

البقاء بعد الإطلاق في الفضاء الخارجي

التصنيف

لقد أجرى الفهماء الدراسات المورفولوجية والجزيئية ليفهموا كيف من الممكن أن ترتبط دببة الماء بالسلالات الأخرى من طائفة الانسلاخيات، وتم عرض اثنين من الإقتراحات المعقولة وهما حتى بطيئات المشية ترتبط ارتباطاً وثيقاً بالمفصليات وحاملات المخالب أوأنها ترتبط ارتباطاً وثيقاً بالديدان الخيطية، وتكمن الأدلة على ما سلف في نتائج شائعة للدراسات المورفولوجية بينما تم العثور على أدلة على الاقتراح الأخير في بعض التحليلات الجزيئية.

تم رفض النظرية الأخيرة بواسطة تحليلات تسلسل الحمض النووي الريبوزي عملى ما يظهر حتى تجمع بطيئات المشية مع الديدان الخيطية والذي وُجِد في عدد كبير من الدراسات الجزيئية هوفرع طويل من الجاذبية والتي صُنعت بواسطة الإنسان، تنتمي بطيئات المشية إلى طائفة المفصليات (التي تضم حاملات المخالب والمفصليات وبطيئات المشية معاً)وتضم هذه الطائفة ثلاثة أنماط للعلاقة بين أفرادها: وهي حتى تكون بطيئات المشية شقيقة لحاملات المخالب والمفصليات (وفقاً لنظرية الأقدام الفصية)، أوحتى حاملات المخالب شقيقة لبطيئات المشية والمفصليات، أوحتى حاملات المخالب شقيقة لبطيئات المشية. وتشير التحليلات الأخيرة إلى حتى جميع المفصليات وحيدة السلائف، وأن مجموعة بطيئات المشية شقيقة صاحبات الأقدام الفصية حيث حتى نسب السلالة يضم المفصليات وحاملات المخالب.

تتسبب الأحجام الدقيقة والجلد الغشائي لبطيئات المشية في صعوبة اكتشافها إذا كانت متحجرة وكذلك عدم إعتيادية تحجرها، وتوجد العينات الحجرية المعروفة من منتصف العصر الكمبري في سيبيريا وكذلك عدد قليل من عينات نادرة من الكهرمان الطباشيري.

تختلف الحفريات السيبيرية عن دببة الماء الحية في عدة أشياء حيث حتى لديهم ثلاثة أزواج من الأرجل بدلاً من أربعة أزواج، ولديهم رأس سهل الشكل، وليس لديهم زوائد خلفية في الرأس، ولكنها تشهجر مع بطيئات المشية الحديثة في البناء العمودي للبشرة ويعتقد الفهماء أنها تمثل جذع دببة الماء الحية.

تم العثور على عينات نادرة من الكهرمان الطباشيري في مسقطين في أمريكا الشمالية، وتعد ميلنسيوم سولنسكي(Milnesium swolenskyi)هي أقدم العينات وتبين بعد دراستها حتى مخالبها وأجزاء الفم لا يمكن تمييزها من نظيرتها الحية فهي متشابهة تماماً، بينما توجد عينات الكهرمان الطباشيري الأخرى في غرب كندا قبل عينات ميلنسيوم سولنسكي بحوالي 15-20 مليون عام، وقد أعطيت إحدى العينات الكندية جنسها وعائلتها الخاصة وهوبيورن ليجي (Beorn leggi) وعلى الرغم من ذلك فإنها تشبه إلى حد كبير كثير من العينات الحية التي تنتمي إلى عائلة هيسبديي (Hypsibiidae).

التاريخ التطوري

الجينومات وتسلسل الجينوم

تختلف جينوم بطيئات المشية في الحجم حيث تتراوح من 75-800 قاعدة كبيرة للحمض النووي، وقد تمت دراسة التسلسل الجيني لأحد أنواع بطيئات المشية وهو(Hypsibius dujardini) ومن هذا المشروع الجيني تم فضح إنادىء البعض حتى هذه الأنواع تحتوي على 17% جينوم أفقي متحول من البكتيريا والفطريات والفيروسات، تمتلك (Hypsibius dujardini) جينوم مضغوط ومدمج وفترة توليد حوالي أسبوعين ولذلك فهومناسب جداً لتتم تربيته والاحتفاظ به مجمداً.

وتم الإبلاغ عن دراسة التسلسل الجيني لنوع آخر من بطيئات المشية وهو(Ramazzottius varieornatus) ولكن نتائج هذا البحث غير معروفة، حيث لم يتم نشرها أوإتاحتها للعامة.

الأهمية البيئية

في الثقافة العامة

انظر أيضاً

• قائمة العضيات المجهرية المختبرة في الفضاء الخارجي
• تجربة التحليق الحي بين الكواكب، دراسة على عضيات مختارة في الفضاء الخارجي
• النطفة الفضائية

المصادر

وصلات خارجية

مشاع الفهم فيه ميديا متعلقة بموضوع Tardigrada.

نطقب:Extremophiles نطقب:Life on Earth