في كل شتاء قبالة الطرف الغربي لجزيرة ليتل كايمان في البحر الكاريبي، يتدفق الآلاف من الأشخاص هامور ناسو المهدد بالانقراض يجتمعون لتفرخ تحت ضوء القمر الكامل. تتجمع الأسماك في الشعاب المرجانية، وعندما تبدأ الطقوس، تندفع الإناث بشكل فردي للخروج من المعركة مباشرة نحو السطح مع مطاردة العديد من الذكور. خلال هذه الانفجارات العمودية، تطلق الإناث بيضها ويتدافع الذكور لتخصيبها، تاركين أعمدة حليبية تنجرف في البحر تحت ضوء القمر.
هذه البويضات المخصبة الثمينة هي المحرك الذي يدعم عملية التعافي التي لا تزال محدودة معرضة للخطر بشكل كبير الأنواع التي تعد مفترسًا رئيسيًا للشعاب المرجانية وكانت ذات يوم هدفًا لمصايد أسماك مهمة في منطقة البحر الكاريبي. ولكن أين ينتهي هذا البيض بعد أن يتم إلقاؤه على غير هدى؟
تعاون علماء من معهد سكريبس لعلوم المحيطات التابع لجامعة كاليفورنيا في سان دييغو، وجامعة ولاية أوريغون (OSU)، ومنظمة الحفاظ على البيئة Reef Environmental Education Foundation (REEF) مع وزارة البيئة في جزر كايمان لمعالجة هذه المسألة من خلال تتبع سحب من بيض أسماك الهامور الصغيرة الشفافة على مدار الليل باستخدام مجهر تحت الماء تم تطويره من قبل عالم مختبر سكريبس لعلوم المحيطات والفيزياء البحرية جولز جافي.
في دراسة جديدة نشرت في 9 مايو في مجلة وقائع الجمعية الملكية Bوأظهر الباحثون أن البيض المخصب من موقع التبويض في ليتل كايمان عاد إلى الشعاب المرجانية في أماكن أخرى من الجزيرة في عام 2017. واستنادًا إلى هذه الملاحظات المباشرة وبيانات التيار المحيطي التي تم جمعها في ليالي التبويض في ليتل كايمان، استخدم الفريق أيضًا نموذجًا كمبيوتريًا للتحقيق في المكان الذي من المحتمل أن تذهب إليه البيض المخصب في عامي 2011 و2016.
تنبأ النموذج بأن العديد من صغار هامور ناسو انتهى بهم الأمر في جزيرة كايمان الصغيرة في عام 2011، وهو اقتراح يتوافق مع البحوث السابقة تبين أن موسم الإنجاب 2011 أدى إلى زيادة سكانية كبيرة حول ليتل كايمان. بالنسبة لعام 2016، توقع النموذج أن التيارات تحمل بعض البيض المخصب إلى جزيرة جراند كايمان القريبة، وهي مجموعة من هامور ناسو لم تتعاف، وكذلك تلك الموجودة في جزيرة كايمان الصغيرة.
الدراسة، التي مولها المعهد التعاوني للنظم البيئية البحرية والمناخ، والمؤسسة الوطنية للعلوم، وجامعة كاليفورنيا في سان دييغو، ومكتب رئيس جامعة كاليفورنيا، و UC-HBCU Oceans كبرنامج جسريوضح كيف يمكن أن يختلف النجاح الإنجابي والوجهة النهائية لبيض الهامور من سنة إلى أخرى، في حين يوضح أيضًا أن تدابير الحفظ المحلية لحماية هامور ناسو تعمل على زيادة أعداد السكان المحليين وتوفر في بعض الأحيان فوائد غير مباشرة للجزر المجاورة.
قال بريان ستوك، المؤلف الأول للدراسة والذي أجرى البحث كجزء من رسالة الدكتوراه في جامعة كاليفورنيا: "تساعدنا هذه الدراسة على فهم إحدى العمليات الفيزيائية الرئيسية وراء أي نمو سكاني أو نجاح في الحفاظ على البيئة، ونرى في نهاية المطاف هذه الأسماك المهمة والمهددة بالانقراض في الشعاب المرجانية". سكريبس وهو الآن عالم في معهد النرويج للأبحاث البحرية. "إن إنجاز هذا كان تحديًا تقنيًا ضخمًا استفاد حقًا من الجمع بين الخبرة الواسعة النطاق لعلماء سكريبس."
كان هناك الملايين من هامور ناسو في منطقة البحر الكاريبي، لكن تجمعاتهم المذهلة عند اكتمال القمر جعلتهم أهدافًا سهلة للصيادين. وبحلول الثمانينات، كانت معظم أعدادها قد انخفضت بشكل حاد ولم تعد العديد من تجمعات التفريخ تتشكل. سنت حكومة جزر كايمان تدابير حماية مؤقتة أوقفت الصيد في عام 1980، وأنشأت تدابير حماية دائمة في عام 2003 شملت عدم الصيد خلال موسم وضع البيض (من ديسمبر إلى أبريل) بالإضافة إلى حدود الحجم والعدد على مدار العام.
في جزيرة كايمان الصغيرة، سمحت الحماية لمجموعات الهامور في ناسو بالتعافي من حوالي 2,000 سمكة إلى ما يقرب من 7,000 سمكة بحلول عام 2018. وفي نفس الفترة الزمنية، زاد عدد السكان حول كايمان براك القريبة من حوالي 500 إلى 2,000 سمكة. لم يُظهر سكان جزيرة كايمان الكبرى بعد علامات التعافي، لكن تدابير الحفظ توفر أساسًا أساسيًا لسنة تكاثر كبيرة لإعادة تعداد السكان.
واحدة من نتائج البحوث الرئيسية من مشروع قمر الهامور، وهي شراكة علوم الحفاظ على البيئة بين REEF وإدارة البيئة في جزر كايمان وباحثين من Scripps وOSU بدأت في عام 2002، هي أن هامور ناسو لا يقفز على الجزيرة عندما يكون بالغًا. وهذا يعني أن التجمعات السكانية لن تنتعش إلا من خلال التكاثر المحلي أو من خلال سنوات الحظ عندما تنقل التيارات اليرقات من أعداد أكبر في الجزر الأخرى.
وقال ستوك إن هذا هو أحد الأسباب الرئيسية التي دفعته هو وزملاؤه إلى متابعة البيض المخصب من جزيرة كايمان الصغيرة، التي تستضيف أكبر تجمع معروف لسمك هامور ناسو في العالم. لقد أرادوا معرفة ما إذا كان هامور جزر كايمان الصغير يقوم بتجديد أعداده، وما إذا كان من الممكن أن يزرع هذا النوع من السكان الأصحاء بذور الانتعاش في جزر أخرى.
لمعرفة الإجابة على هذا السؤال، قام الفريق بدمج عدة أسطر من البيانات وقام بتنفيذ ماراثون من العمل الميداني مصمم بشكل محكم.
في 14 فبراير 2017، تجمعت أسماك الهامور عند غروب الشمس بينما كانت مجموعة من الغواصين الباحثين في انتظار بدء العرض. بمجرد أن بدأت السمكة في وضع البيض، أشار الغواصون إلى أعضاء آخرين في الفريق على متن قارب قريب لإطلاق العائمة - وهو جورب ضخم من القماش يتم سحبه مع التيار على عمق حوالي 15 مترًا مرتبطًا بعوامة كروية وامضة على السطح. أطلق الغواصون خمسة انجرافات في منتصف عمود البيض على مدار عملية التفريخ.
وبينما ابتعدت السفن المنجرفة عن الأسماك المتجمعة، تابع القارب أضواءها الوامضة لمدة 15 ساعة متواصلة أثناء قطرها مجهر مصمم خصيصًا تحت الماء ذهابًا وإيابًا عبر مسار الانجراف.
صمم فريق جافي الجهاز في الأصل لتوثيق الحياة البحرية المحلية من خلال التقاط صور لعوالق صغيرة وشفافة في الغالب الملصقة على سكريبس بيير. وهذا ما جعله الخيار الأمثل لستوك وزملائه للتكيف حتى يتمكنوا من ملاحظة كيفية انتشار بيض الهامور الصغير والشفاف بعد تخصيبه. ومن خلال سحب المجهر في نمط متعرج عبر المنطقة التي تحددها الانجرافات الوامضة، تمكن الباحثون من معرفة ما إذا كان البيض يتحرك مع التيار، أو إذا كان ينتشر في المحيط الأوسع.
عادةً ما يفرخ هامور ناسو لعدة ليال متتالية، لذلك عاد الفريق وكرر نفس العملية في الليلة التالية، وهذه المرة ظلل رقعة البيض العائمة لمدة 36 ساعة. خلال ليلتي وضع البيض في عام 2017، التقط الباحثون 238,184 صورة، ثم حددوا 2,265 صورة على أنها بيض هامور ناسو. والأهم من ذلك، أنه تم إقران كل صورة من هذه الصور ببيانات موقع ثلاثية الأبعاد حتى يمكن رسمها في المكان والزمان.
وبعد تحليل هذا الكم الهائل من البيانات، وجد الفريق أنه في الليلة الأولى لوضع البيض اتجهت شمالًا، وانتهى الأمر بواحدة منها بالقرب من الساحل الجنوبي لكوبا بعد 18 يومًا. ولكن في الليلة الثانية من عام 2017، تم تسليم البيض واليرقات التي تم تكاثرها في تجمع جزيرة كايمان الصغيرة في الغالب إلى الشعاب المرجانية في جزيرة كايمان الصغيرة.
حصل ستوك وزملاؤه أيضًا على بيانات دريفت من تكاثر هامور ناسو في عامي 2011 و2016 في جزيرة كايمان الصغيرة، ومن خلال دمجها مع ملاحظاتهم المباشرة في عام 2017، تمكنوا من إنشاء نموذج للتنبؤ بالمكان الذي من المحتمل أن ينتهي فيه البيض المخصب في عامي 2011 و2016. .
وتنبأت النماذج بأن تفرخ جزيرة كايمان الصغيرة في عام 2011، وهو عام تكاثر رئيسي أدى لاحقًا إلى انتعاش السكان في جميع أنحاء الجزيرة، أدى في الغالب إلى إرسال البيض مرة أخرى إلى شعاب جزيرة كايمان الصغيرة. بالنسبة لتفريخ عام 2016، أشار النموذج إلى أن البيض المخصب انتهى به الأمر في جزيرة جراند كايمان، وهي جزيرة مجاورة بها أعداد مستنفدة من هامور ناسو.
وقال ستوك إن نتائج الدراسة تؤكد أن سحابة البيض تظل بشكل عام قريبة من بعضها البعض بدرجة كافية لجعل الانجرافات وسيلة موثوقة ومنخفضة التقنية نسبيًا لتقييم المكان الذي من المحتمل أن تنتهي فيه اليرقات في الـ 24 ساعة الأولى بعد وضع البيض. تظهر النتائج أيضًا أن سكان جزر كايمان الصغيرة المزدهرين من هامور ناسو يبدو أنهم يتجددون أنفسهم ويتبرعون في بعض الأحيان باليرقات إلى الجزر القريبة.
"قال ستوك: "على الأقل في ليتل كايمان، فإن الحماية المحلية تفيد مجموعات الأسماك المحلية، والتي يمكن أن تكون حافزًا مفيدًا حقًا لتحفيز الحفاظ على البيئة. كما تسلط الضوء على أهمية حماية تجمعات تكاثر الأسماك للأنواع الأخرى التي تتكاثر بهذه الطريقة. هناك الكثير من أنواع الأسماك التي تشكل تجمعات مثل سمك القاروص ناسو، لذلك يمكن أن تكون هذه الدروس مفيدة للحفاظ على الأنواع الأخرى."
إن العثور على طريقة لتتبع البويضات المخصبة جسديًا يمهد الطريق أيضًا ليوم واحد لفهم أسباب الطفرات الإنجابية مثل تلك التي شهدها هامور ليتل كايمان ناسو في عام 2011.
"لقد حاول الناس القيام بذلك لمدة 100 عام، ولكن هذا يقربنا من أن نكون قادرين يومًا ما، في مكان معين، على فصل الدوافع - سواء كان ذلك النقل أو الافتراس أو المجاعة - وراء هذه السنوات حيث تتواجد أعداد كبيرة من اليرقات قال ستوك: "البقاء على قيد الحياة". "هذا أمر أساسي لتحديد ما إذا كان عدد السكان سيزداد أم لا، وكلما تمكنا من فهم ذلك بشكل أفضل، كلما تمكنا من الحفاظ على مصايد الأسماك وإدارتها بشكل أكثر فعالية."
بالإضافة إلى ستوك وجافي، أندرو مولن وبرايس سيمنز من سكريبس لعلوم المحيطات، وأليسون كانديلمو من REEF ومعهد البحر الكاريبي المركزي البحري، وسكوت هيبيل من جامعة ولاية أوهايو، وكريستي باتنجيل سيمنز من REEF، وكروي مكوي من وزارة الطاقة التابعة لحكومة جزر كايمان وجامعة بانجور. ، وبرادلي جونسون وزارة الطاقة حكومة جزر كايمان مؤلفان مشاركين.
حقوق الصورة: جيسون بيلبورت (مشروع قمر الهامور)، وبريان ستوك (SIO)، وألي كاندلمو (مؤسسة التعليم البيئي للشعاب المرجانية)، وآندي مولين (SIO)