الميكانيكا الحيوية لطائر العسل الهاوائي تسلط الضوء على تطوره المتخصص وخطر انقراضه

هونولولو — كشف تركيز علمي جديد على أحد أكثر الطيور تخصصاً من الناحية التشريحية في العالم تفاصيل دقيقة حول كيفية اعتماد طائر 'akiapōlā'au، وهو نوع مهدد بشدة بالانقراض من طيور العسل الهاوائية المتوطنة في جزيرة Hawaii، على بنية منقار غير متماثلة ومفاصل هيكلية مدعمة وقوة رفع تعتمد على الجسم بأكمله للبحث عن يرقات الحشرات الناخرة للخشب. ووفقاً لتقرير أعدته Anastasia Scott، يستخدم هذا النوع بنية منقاره العلوي والسفلي المتباينة بالتزامن مع تشريح قوي على نحو استثنائي لأطرافه السفلية، دافعاً كامل جسده إلى الأمام بحركات شبيهة بالفأس لاختراق اللحاء المحلي قبل التقاط الفريسة. ويسلط هذا التحليل الضوء على أعجوبة تطورية تشكلت على مدى ملايين السنين من العزلة الجغرافية، في وقت يواجه فيه الطائر أزمة انقراض متسارعة مدفوعة بفقدان الموائل والحيوانات المفترسة الغازية والتوسع التصاعدي للأمراض الطيرية الناجمة عن تغير المناخ عبر أرخبيل Hawaii.

## حقائق رئيسية

- يمتلك طائر 'akiapōlā'au (*Hemignathus wilsoni*) بنية منقار جذرية وغير متجانسة تتميز بفك سفلي قصير ومستقيم يشبه الإزميل، وفك علوي طويل ومنحنٍ إلى الأسفل. - يتطلب البحث عن الغذاء أن يرتكز الطائر بكامل جسده كالفأس، ضارباً الخشب بفكه السفلي بينما يبقي منقاره العلوي الحساس بعيداً عن أثر الصدمة. - توفر مفاصل الساق والكاحل القوية على نحو غير معتاد الثبات الميكانيكي اللازم لامتصاص وتوجيه قوى ارتجاجية متكررة ضد جذوع الأشجار الصلبة. - يصنف هذا النوع على أنه مهدد بشدة بالانقراض وفقاً للقائمة الحمراء الصادرة عن International Union for Conservation of Nature، ويخضع للحماية الفيدرالية بموجب قانون الأنواع المهددة بالانقراض الأمريكي U.S. Endangered Species Act. - شهدت أعداد طيور العسل الأصلية في Hawaii انخفاضاً حاداً بسبب ملاريا الطيور التي ينقلها البعوض الغازي، والتي تمتد حالياً نحو الملاذات الحرجية في المرتفعات العالية.

## ما حدث

أعاد تقييم تشريحي وسلوكي أوردته Anastasia Scott توجيه الانتباه العلمي والعام نحو الميكانيكا الحركية التي يستخدمها طائر 'akiapōlā'au في البحث عن الغذاء. وخلافاً لنقار الخشب التقليدي، الذي يمتلك مناقير مستقيمة ومدعمة بشكل متماثل وبنية قحفية ممتصة للصدمات للنقر في الخشب، تطورت سلالة طيور العسل الهاوائية في نظام بيئي جزيري معزول يخلو تماماً من فصيلة Picidae. ولشغل المكانة البيئية الشاغرة بسبب غياب نقار الخشب، خضعت أسلاف طيور العسل لإشعاع تكيفي واسع النطاق، نتج عنه المنقار الاستثنائي مزدوج الغرض لطائر 'akiapōlā'au.

ويعمل منقار الطائر عبر تقسيم وظيفي مميز؛ إذ يتسم الفك السفلي بكونه متيناً ومستقيماً وشديد التعظم، ويبلغ طوله نحو نصف طول الفك العلوي. وعلى النقيض من ذلك، يتميز المنقار العلوي بأنه ممدود ودقيق ومنحنٍ إلى الأسفل مثل المنجل. وعند التغذي، يفتح الطائر منقاره قليلاً لإبقاء الطرف العلوي الهش بعيداً عن الركيزة. ثم يثبت نفسه على جذوع الأشجار — وغالباً ما تكون أشجار koa (*Acacia koa*) و'ōhi'a lehua (*Metrosideros polymorpha*) الأصلية — باستخدام بنية عضلية سميكة لأطرافه السفلية.

وباستخدام كاحليه وساقيه القويتين كنقطة ارتكاز ميكانيكية، يؤرجح الطائر الجزء العلوي من جذعه ورأسه إلى الأمام بزخم كبير. ويضرب الفك السفلي اللحاء بشكل متكرر، متسبباً في تشظي الطبقات الخارجية وكشف أنفاق اليرقات التي حفرتها خنافس cerambycid واللافقاريات الأخرى التي تسكن الأخشاب. وبمجرد فتح ألياف الخشب، يدخل الطائر منقاره العلوي المرن المنحني للأسفل في الشق، مستخدماً إياه كمسبار أو ملقط لطعن يرقات الحشرات واستخراجها. ويمثل هذا المزيج من القوة الارتجاجية والاستخراج الدقيق واحداً من أقصى التخصصات الوظيفية الموثقة بين الطيور الجاثمة.

## أسباب الأهمية

لا يعد التعقيد الميكانيكي الحيوي لطائر 'akiapōlā'au مجرد ظاهرة تطورية مثيرة للفضول، بل إنه يؤكد هشاشة النظم البيئية الجزرية حيث تمتلك الأنواع تخصصات قصوى لا تترك أي هامش للصدمات البيئية. فعندما يكرس كائن حي وظائف أعضائه بالكامل لاستراتيجية بحث فردية عن الغذاء مصممة خصيصاً لأشجار معمرة ومجتمعات حشرية محددة، فإنه لا يستطيع التحول بسهولة إلى مصادر بديلة للغذاء عند تدهور تلك الغابات أو تجزئتها. ويمثل الطائر مؤشراً رئيساً على صحة مظلة الغابات عبر المناطق المواجهة للرياح وشبه الألبية في جزيرة Hawaii، ولا سيما داخل المحميات الطبيعية المرتفعة مثل Hakalau Forest National Wildlife Refuge.

علاوة على ذلك، يجسد هذا النوع المخاطر الكبيرة التي تواجه جهود حماية الطيور الحديثة في Oceania. فغالباً ما توصف Hawaii بأنها عاصمة انقراض الطيور في العالم؛ إذ كان أكثر من 50 نوعاً متميزاً من طيور العسل يسكن الأرخبيل في السابق، بعد أن تفرعت من نوع واحد من العصافير السلفية التي وصلت قبل نحو خمسة ملايين عام. واليوم، لم يتبق سوى أقل من 20 نوعاً، وأكثر من نصفها يترنح على حافة الانقراض البيولوجي. ومن شأن فقدان طائر 'akiapōlā'au أن يقضي على ملايين السنين من التكيف الجيني المتخصص، مما يقطع بشكل دائم دوراً بيئياً لا يمكن تعويضه في تنظيم أعداد الحشرات المحلية الناخرة للخشب عبر مساحات الغابات الجبلية.

## الخلفية السياقية

لوضع الوضع الحرج لطائر 'akiapōlā'au في سياقه، من الضروري دراسة الاضطراب البيئي المتسلسل الذي بدأ في أعقاب الاستيطان البشري وتسارع بعد وصول الغربيين في أواخر القرن الثامن عشر. ففي عام 1826، دخل بعوض المنازل الجنوبي (*Culex quinquefasciatus*) عن طريق الخطأ إلى جزر Hawaii عبر مياه التوازن لسفينة الشحن *Wellington* في Lahaina بجزيرة Maui. وأصبح البعوض ناقلاً فعالاً لملاريا الطيور (*Plasmodium relictum*) وفيروس جدري الطيور (*Poxvirus avium*). وبما أن طيور العسل الهاوائية الأصلية تطورت في عزلة جغرافية دون تعرض تاريخي لهذه المسببات المرضية، فإنها لا تمتلك عملياً أي مقاومة مناعية طبيعية، إذ يحمل التعرض للسعة واحدة من بعوضة مصابة معدل وفيات يتجاوز 90 بالمئة لدى العديد من أنواع طيور العسل.

ولأكثر من قرن، وجدت المجموعات المتبقية ملاذاً على ارتفاعات تزيد عن 1,500 متر (حوالي 5,000 قدم) على براكين مثل Mauna Kea وMauna Loa. وفي هذه الارتفاعات العالية، حالت درجات الحرارة المحيطة الباردة تاريخياً دون تكاثر كل من البعوض الناقل وطفيلي الملاريا. ومع ذلك، أدى ارتفاع متوسط درجات الحرارة الناجم عن تغير المناخ العالمي إلى تعطيل هذا الحاجز الحراري، إذ تتيح الظروف الأكثر دفئاً للبعوض البقاء وتأسيس مستعمرات تكاثر في مناطق أعلى على سفوح الجبال، مما يشكل غزواً مباشراً لآخر الملاذات الخالية من الأمراض حيث لا تزال أنواع مثل 'akiapōlā'au و'akikiki وkiwikiu صامدة.

ومما زاد من تفاقم هذه الأزمة الوبائية إزالة الغابات تاريخياً، حيث تم تحويل مساحات شاسعة من غابات koa و'ōhi'a في الأراضي المنخفضة والمتوسطة الارتفاع إلى مراعٍ للماشية وأراضٍ زراعية خلال القرنين التاسع عشر والعشرين. كما جردت ذوات الحوافر غير الأصلية، مثل الخنازير البرية والماعز والأغنام، الغطاء النباتي السفلي وأحدثت بركاً راكدة من المياه في سراخس الأشجار المجوفة، مما خلق مواقع اصطناعية لتكاثر البعوض. وعلاوة على ذلك، أدت الثدييات المفترسة الغازية، بما في ذلك الفئران السوداء (*Rattus rattus*) والنمس الهندي الصغير (*Urva auropunctata*)، إلى تقليص أعداد الطيور عبر افتراس البيض والإناث الحاضنة.

تم تقنين تدابير الحماية الفيدرالية بموجب قانون Endangered Species Act لطائر 'akiapōlā'au في عام 1967، ووضعت U.S. Fish and Wildlife Service بالتعاون مع Hawaii Department of Land and Natural Resources خططاً للتعافي. وركزت هذه المبادرات على تسييج المناطق لمنع دخول ذوات الحوافر، واستعادة ممرات الغابات الأصلية، وزراعة مئات الآلاف من شتلات koa. وعلى الرغم من هذه الجهود المكثفة لإدارة الموائل، ظلت تقديرات إجمالي أعداد الطيور البرية من نوع 'akiapōlā'au منخفضة، وغالباً ما تُقدر ببضعة آلاف أو مئات قليلة، وتتركز بإحكام داخل جيوب معزولة على المنحدرات الشرقية والجنوبية الغربية لجزيرة Hawaii.

## ردود الفعل

في حين ركز التقرير الأصلي الذي أعدته Anastasia Scott على المورفولوجيا الوظيفية والميكانيكا الحركية لسلوك الطائر في البحث عن الغذاء، تأتي هذه النتائج وسط مناقشات سياسية عاجلة ومستمرة بين علماء الأحياء البرية والممارسين الثقافيين الأصليين والوكالات الفيدرالية. وفي Hawaii، شدد مديرو الحياة البرية في الولاية واتحادات الحفاظ على البيئة مراراً على أن توثيق السمات الفريدة لطيور العسل يسلط الضوء على ما يوشك أن يُفقد بشكل لا رجعة فيه دون تدخل فوري على مستوى النطاق البيئي ككل.

وقد وجهت الهيئات الفيدرالية وتلك التابعة للولاية، بما في ذلك U.S. Geological Survey ومبادرة Birds, Not Mosquitoes متعددة الوكالات، اهتمامها على نحو متزايد نحو مكافحة النواقل بوسائل حديثة بدلاً من الاعتماد حصرياً على استعادة الموائل التقليدية. وتؤكد سلطات الحياة البرية أنه دون الحد الصارم من أعداد البعوض، فإن التقدير العلمي المفصل لفسيولوجيا هذه الطيور سيتحول ببساطة إلى مجرد توثيق لنوع يسير في طريق الانقراض. وتواصل مجموعات الحفاظ على البيئة الإدلاء بشهاداتها أمام اللجان التشريعية للولاية وهيئات الرقابة الفيدرالية لضمان استمرار تدفقات التمويل طويل الأجل لخطط التعافي الطارئة للطيور دون انقطاع.

## ما لا نعرفه بعد

لا تزال هناك فجوات كبيرة قائمة بشأن المسار الدقيق لأعداد طيور 'akiapōlā'au في البرية وحدود تكاثرها عبر نطاقاتها المتبقية والمجزأة. وخلافاً لبعض طيور الغابات الأكثر وفرة، يُظهر طائر 'akiapōlā'au معدل تكاثر منخفضاً للغاية، إذ تضع الإناث عادة بيضة واحدة فقط في كل عش، ويبقى الصغار معتمدين على رعاية الوالدين لمدة تصل إلى عام بينما يتعلمون ببطء المهارات الحركية المعقدة اللازمة لاستخدام مناقيرهم غير المتماثلة. وما زال من غير المؤكد ما إذا كان بإمكان الطيور اليافعة إتقان أسلوب التغذي المعقد هذا في بيئات الغابات المتدهورة أو المستحدثة حيث يختلف تكوين أنواع الأشجار عن ظروف الغابات المعمرة تاريخياً.

بالإضافة إلى ذلك، لا تزال البيانات التجريبية الشاملة غائبة حول ما إذا كانت مقاومة جينية منخفضة المستوى لملاريا الطيور يمكن أن تنشأ بشكل طبيعي قبل أن يمحو تغير المناخ الملاذات الحرارية المرتفعة بالكامل. كما لا يعرف العلماء ما إذا كان هذا النوع قادراً على التكاثر بنجاح والحفاظ على أنماط سلوكه في البحث عن الغذاء بموجب بروتوكولات الإكثار في الأسر. وقد واجهت الجهود السابقة للحفاظ على طيور العسل الأخرى شديدة التخصص التي تتغذى على الحشرات وإكثارها في الأسر عقبات غذائية وسلوكية ومرضية كبرى، مما يترك التساؤل معلقاً عما إذا كانت شبكات الأمان القائمة على الأسر تمثل خياراً احتياطياً قابلاً للتطبيق في حال انهيار المجموعات البرية.

## ما تجدر مراقبته

ستتركز التطورات الرئيسية في المدى القريب على توسيع نطاق المكافحة البيولوجية للنواقل عبر محميات الغابات في Hawaii. وتعمل الوكالات الحكومية والفيدرالية حالياً على نشر تقنية الحشرات غير المتوافقة Incompatible Insect Technique (IIT)، والتي تتضمن إطلاق ذكور بعوض *Culex quinquefasciatus* تحمل سلالة غير محلية من بكتيريا *Wolbachia* التي تتواجد بشكل طبيعي. وعندما تتزاوج هذه الذكور مع الإناث البرية، لا يفقس البيض الناتج، مما يؤدي إلى خفض إجمالي أعداد النواقل دون استخدام مواد كيميائية اصطناعية أو تعديل جيني. ويراقب متابعو الحياة البرية عن كثب تقارير رصد أعداد البعوض في شرق Maui وKauai لتحديد ما إذا كان من الممكن توسيع نطاق إطلاق تقنية IIT بشكل فعال ليشمل الغابات الشاسعة مرتفعة المنسوب في جزيرة Hawaii حيث يعيش طائر 'akiapōlā'au.

وينبغي للمراقبين أيضاً متابعة نتائج المسح نصف السنوي لطيور الغابات التي ستنشرها Hawaii Department of Land and Natural Resources وU.S. Fish and Wildlife Service، والتي ستوفر تقديرات محدثة للأعداد وخرائط لنطاقات الانتشار. وأخيراً، يظل انتشار مرض موت أشجار الأوهيا السريع Rapid 'Ōhi'a Death — وهو فطر ممرض (*Ceratocystis*) يفتك بالأشجار المظلية الأصلية في جميع أنحاء جزيرة Hawaii — متغيراً حاسماً يجب مراقبته، إذ إن أي خسارة واسعة النطاق للأشجار المظلية الناضجة ستقوض بشكل مباشر قاعدة الفرائس الحشرية التي يعتمد عليها طائر 'akiapōlā'au.

يتضمن هذا التقرير معلومات أساسية حول السمات الفيزيائية والميكانيكية للبحث عن الغذاء لدى طائر 'akiapōlā'au نشرتها Anastasia Scott.