لكن بالنسبة للعلماء الذين يدرسونها، توفر طيور الطنان أكثر بكثير من مجرد عرض مسلٍ. إن حجمها الصغير وعمليات الأيض السريعة تعني أنها تعيش حياتها على حافة السكين، أحيانًا تحتاج إلى إيقاف أجسادها تقريبًا تمامًا فقط للحفاظ على ما يكفي من الطاقة للبقاء على قيد الحياة طوال الليل – أو للهجرة لمسافات تصل إلى آلاف الأميال، أحيانًا عبر المحيط المفتوح.

تؤدي نظامها الغذائي الغني بالرحيق إلى مستويات سكر في الدم يمكن أن تؤدي بشخص إلى غيبوبة. ورحلتها السريعة والمجنونة تولد أحيانًا قوى جاذبية عالية بما يكفي لجعل طيار مقاتل يفقد الوعي. كلما نظر الباحثون أكثر، كلما زادت المفاجآت التي تكمن داخل تلك الأجسام الصغيرة، الأصغر في عالم الطيور.

“إنها الطائر الوحيد في العالم الذي يمكنه الطيران مقلوبًا إلى الوراء”، تقول هولي إرنست، عالمة بيئة الحفاظ على البيئة في جامعة وايومنغ. “إنها تشرب السكر النقي ولا تموت من مرض السكري.”

إرنست هو واحد من عدد قليل من الباحثين الذين يدرسون كيفية تعامل طيور الطنان مع المتطلبات الشديدة لأسلوب حياتها. إليك بعض ما تعلمه العلماء عن التكيفات الفريدة لطيور الطنان.

استثمر الجهد

لسنوات، كان معظم الباحثين يعتقدون أن طيور الطنان تقضي حوالي 30 بالمئة فقط من يومها مشغولة بالعمل الشاق للطيران من زهرة إلى أخرى واحتساء الرحيق، بينما تستريح معظم الوقت الآخر. ولكن عندما نظرت عالمة البيئة الفيزيولوجية أنوشا شانكار عن كثب، وجدت أنهن غالبًا ما يعملن بجد أكبر من ذلك.

<>

شانكار، الآن من معهد تاتا للبحوث الأساسية في حيدر آباد، الهند، حاولت معرفة كيف تقضي طيور الطنان واسعة المنقار في جنوب أريزونا أيامها. باستخدام مزيج من الأساليب التجريبية، قيست معدل الأيض لدى الطيور خلال أنشطة مختلفة وقُدّر إجمالي استهلاكها اليومي من الطاقة. من خلال إضافة بيانات منشورة سابقة، تمكنت شانكار من حساب تكلفة الطاقة لكل دقيقة من الجلوس، والطيران، والتعليق في الهواء – وهي الخيارات الثلاثة الأساسية التي تملكها الطيور لقضاء الوقت.

ثم استنتجت مقدار الوقت الذي يجب أن تكون الطيور قد قضته في التغذية مقابل الجلوس على مدار اليوم.

“وجدنا أنه متغير للغاية”، تقول شانكار. خلال الجزء الأول من الصيف عندما تكون الأزهار وفيرة، يمكن للطيور تلبية احتياجاتها اليومية من الطاقة بقضاء بضع ساعات فقط في التغذية، حيث قضت ما يصل إلى 70 في المئة من اليوم في الجلوس على الأغصان، كما اكتشفت. ولكن عندما أصبحت الأزهار نادرة بعد قدوم أمطار المونسون الصيفية، جلست الطيور في أحد المواقع [[LINK2]] فقط 20 في المئة من ساعات يقظتها واستخدمت بقية يومها في التغذية [[LINK2]].

“هذا 13 ساعة في اليوم!” تقول شانكار. “لا توجد طريقة يمكنني بها قضاء 13 ساعة في اليوم في الجري. لا أعرف كيف يفعلون ذلك.”

بجدية الاسترخاء

<>

تتمتع الطيور الطنانة بخدعة تساعدها على الحفاظ على احتياطيات الطاقة لديها: عندما تكون الطيور مهددة بنفاد الطاقة، قد تدخل في حالة سكون ليلي، حيث تنخفض درجة حرارة جسمها تقريبًا إلى درجة حرارة الهواء المحيط—أحيانًا تكون فقط بضع درجات فوق التجمد. أثناء حالة السكون، تبدو الطيور شبه غائبة عن الوعي، غير قادرة على الاستجابة بسرعة للمؤثرات، وتتنفس بشكل متقطع فقط. وقد حسب شنكار أن هذه الاستراتيجية يمكن أن توفر ما يصل إلى 95 في المائة من التكاليف الأيضية في الساعة خلال الليالي الباردة. يمكن أن تكون هذه الاستراتيجية ضرورية بعد الأيام التي تتغذى فيها الطيور أقل من المعتاد، مثل بعد عاصفة رعدية. كما أنها تساعد الطيور على توفير الطاقة لتخزين الدهون قبل الهجرة.

<>

شانكار تدرس الآن أي أجزاء من فسيولوجيا طيور الطنان تعطي الأولوية لها أثناء الخمول، من خلال النظر إلى المنتجات الجينية التي لا يمكنهم الاستغناء عنها. “إذا كنت طائر طنان يعمل بمعدل 10 بالمئة من الأيض الطبيعي لديك، فما هو هذا الـ 10 بالمئة الذي يبقيك على قيد الحياة؟” تسأل.

<>

مجموعة من الجينات التي يبدو أن الطيور تتركها دون مساس هي تلك المسؤولة عن ساعتهم الداخلية. “من المهم بالنسبة لهم القيام بالأشياء في الوقت المناسب عندما يكونون في حالة خمول،” تقول شانكار. على سبيل المثال، للاستعداد لمواجهة اليوم، تبدأ الطيور في الاستيقاظ من خمولها قبل ساعة تقريبًا من شروق الشمس، قبل وقت طويل من إشارات الضوء المرئية.

تعامل مع السكر

لزيادة معدل الأيض المرتفع لديهم، تمتص طيور الطنان حوالي 80 في المئة من وزن جسمها في الرحيق كل يوم. وهذا يعادل شخصاً يزن 150 رطلاً يشرب ما يقرب من مئة علبة كوك 20 أونصة يومياً—وغالباً ما يكون الرحيق أكثر حلاوة من الصودا.

الأمعاء البشرية غير قادرة على امتصاص السكر بهذه السرعة، وهو أحد الأسباب التي تجعل تناول الكثير من الصودا أو حلوى الهالوين يسبب اضطراباً في المعدة، كما يقول كين ويلتش، أخصائي فسيولوجيا مقارن في جامعة تورنتو سكاربره. تتعامل طيور الطنان مع الهجوم من خلال وجود أمعاء مسربة بحيث يمكن أن تدخل السكريات إلى مجرى الدم بين خلايا الأمعاء بدلاً من دخولها فقط من خلالها. وهذا يخرج السكر من الأمعاء بسرعة، قبل أن يسبب اضطراباً. هذه النقل السريع، وربما تكيفات أخرى أيضاً، يسمح لطيور الطنان بالوصول إلى مستويات السكر في الدم التي قد تكون أعلى بست مرات من تلك التي تُرى في البشر، كما يقول ويلتش.

<>

تؤدي هذه الكمية من السكر في الدم إلى مشاكل فسيولوجية خطيرة لدى الأشخاص. فهي تسبب تكتل المزيد من جزيئات السكر على بروتينات الجسم، وهي عملية تُعرف باسم الجليكاسيون؛ على المدى الطويل، يتسبب الجليكاسيون الزائد في العديد من مضاعفات مرض السكري، مثل تلف الأعصاب. لا يزال غير واضح كيف تتجنب الطيور الطنانة مشاكل الجليكاسيون، كما يقول ويلش، لكن الأدلة بدأت تظهر. وجدت إحدى الدراسات، على سبيل المثال، أن بروتينات الطيور تحتوي على عدد أقل من الأحماض الأمينية الأكثر عرضة للجليكاسيون[[LINK5]] مقارنة ببروتينات الثدييات، وغالبًا ما تكون الأحماض المتبقية مدفونة في عمق البروتين حيث تكون أقل تعرضًا للسكريات الدائرة.

قد تؤدي استراتيجيات أخرى غير معروفة بعد للتعامل مع ارتفاع مستوى السكر في الدم يومًا ما إلى فوائد عملية لإدارة مرض السكري لدى الأشخاص. يقول ويلش: “قد يكون هناك كنز في الجينوم لطيور الطنان”.

قم بانقلاب استقلابي

<>

بحلول نهاية صيامها الليلي، تكون طائر الطنان قد استنفدت تقريبًا مخزونها من السكر—وهو ما يمثل تحديًا أيضيًا معاكسا. “كيف تستيقظ وتطير؟” تسأل ويلش. “لا يتوفر سوى الدهون للاحتراق.”

لقد تطورت طيور الطنان لتكون بارعة بشكل ملحوظ في تحويل أيضها من حرق السكر إلى حرق الدهون، كما وجد ويلش. “هذا يتطلب تحولًا هائلًا في المسارات البيوكيميائية المعنية”، تقول ويلش—ويحدث ذلك في دقائق قليلة، أسرع بكثير مما يمكن أن تديره الكائنات الأخرى. “إذا كان بإمكاننا التحكم بهذه الطريقة في استخدامنا للوقود، لكان ذلك رائعًا.”

حفظ الماء—أم لا

<>

السكر ليس التحدي الوحيد الذي تطرحه حمية غنية بالرحيق. بعد كل شيء، الرحيق يتكون في الغالب من الماء – والطيور التي تشرب الكثير من السوائل يجب أن تتخلص من معظمها، دون فقدان الإلكتروليتات. نتيجة لذلك، تتكيف كلى الطيور الطنانة بشكل كبير لاستعادة الإلكتروليتات قبل أن يتم إخراجها. “إنهم يتبولون تقريبًا ماءً مقطرًا”، يقول كارلوس مارتينيز ديل ريو، عالم علم البيئة الفيزيولوجية المتقاعد الآن من جامعة وايومنج.

لكن هذا يسبب مشكلة أخرى: إذا استمر طائر الطنان في إنتاج بول مخفف طوال الليل، فسوف يموت من الجفاف قبل الصباح. لتجنب ذلك، تغلق الطيور الطنانة كليتيها كل ليلة. “إنهم يدخلون في ما، بالنسبة للإنسان، يعتبر فشلًا كلويًا حادًا”، يقول مارتينيز ديل ريو. “يجب على الطيور الطنانة أن تفعل ذلك، أو سيتبولون حتى الموت.”

حلق عالياً – تدريجياً

المتطلبات الأيضية على الطائر الطنان صعبة بما فيه الكفاية عند مستوى سطح البحر. لكن العديد من الأنواع تعيش في ارتفاعات عالية، حيث تحتوي الأجواء الرقيقة على كمية أقل من الأكسجين وتقدم مقاومة أقل لدفعها أثناء الطيران في المكان. اعتبر الطائر الطنان العملاق، وهو الأكبر في العالم، الذي يمكن أن يعيش في جبال الأنديز على ارتفاعات تزيد عن 14,000 قدم – أعلى من ارتفاع العديد من الطائرات المروحية. للتكيف مع هذه الظروف، تطورت هذه الطيور بدم غني بالهيموجلوبين، كما تقول جيسي ويليامسون، عالمة الطيور في جامعة كورنيل.

لكن بعض الطيور تواجه تحديًا أكبر، كما اكتشفت ويليامسون. الطيور الطنانة العملاقة كبيرة بما يكفي بحيث يمكن للباحثين أن يعلقوا أجهزة تتبع عبر الأقمار الصناعية، بالإضافة إلى أجهزة تحديد المواقع الجغرافية الأصغر. لذا قررت ويليامسون وزملاؤها تجهيز الطيور بأجهزة تتبع. بعد آلاف الساعات التي قضوها في محاولة لالتقاط الطيور بواسطة الشباك، تمكن الباحثون من تثبيت أجهزة تتبع على 57 طائرًا باستخدام أحزمة مصنوعة خصيصًا من حبل المجوهرات المرن.

<>

على الرغم من أنهم استعادوا بيانات التتبع من ثمانية طيور فقط، إلا أن تلك العينة الصغيرة كانت تحمل مفاجأة كبيرة: بعض الطيور كانت تعيش في جبال الأنديز العالية على مدار السنة، بينما كان البعض الآخر – الذي تبين أنه نوع منفصل لم يتم التعرف عليه من قبل – [[LINK10]]يهاجر إلى جبال الأنديز سنويًا [[LINK10]] من مناطق التكاثر على ساحل تشيلي. هذا يعني أنهم يواجهون ليس فقط التحديات الواضحة [[LINK11]]التي تطرأ خلال هجرة طويلة [[LINK11]] – رحلة ذهاب وإياب تبلغ حوالي 5000 ميل – ولكن أيضًا الحاجة إلى التكيف مع الهواء الرقيق أثناء سفرهم.

سرهم؟ القيام بذلك تدريجيًا. “يبدو الأمر كثيرًا مثل كيفية تسلق المتسلقين البشر لشيء مثل جبل إيفرست، مع فترات من التسلق وتوقفات للتكيف”، تقول ويليامسون. “تستغرق الرحلة شهورًا.”

مع تطور تقنية التتبع لتصبح أخف وأرخص، يأمل الباحثون مثل ويليامسون في متابعة الأنواع الأصغر من طيور الطنان أيضًا. قد يقدم ذلك، جنبًا إلى جنب مع التقدم الآخر في تكنولوجيا البحث، الكثير من المفاجآت الجديدة حول بيولوجيا هذه الطيور الصغيرة المدهشة.

مجلة نوبل هي مشروع صحفي مستقل من المراجعات السنوية.