يعمل العلماء في جامعة كولومبيا البريطانية على فهم كيف يحد تطور الخياشيم من نمو الأسماك، حيث تؤثر درجة حرارة المحيطات والمياه العذبة، فضلاً عن تركيز الأكسجين المنحل فيها، على نمو الأسماك وتكاثرها أكثر بكثير من تأثير توزيع فرائسها.
يجادل دانيال بولي،الباحث الرئيسي في مبادرة "البحر من حولنا"، بأن العلماء بحاجة إلى تجنب ربط السمات البشرية بالسمك والبدء في النظر إلى بيولوجيتها الفريدة وقيودها بطريقة مختلفة.
اقترح باولي نظرية الحد من الأكسجين الخيشومي، والتي تشرح أنه مع نمو الأسماك، لا تستطيع مساحة سطح الخياشيم مواكبة متطلبات الأكسجين في أجسامها، مما يحد بالتالي من ازدياد أحجامها.
وتؤكد النظرية أن الخياشيم، وهي أعضاء الجهاز التنفسي للأسماك، هي أسطح يجب أن يتدفق الماء من خلالها، حيث تنمو مساحة سطح الخياشيم في بعدين، الطول والعرض، لكنها تكافح لمواكبة الأجسام التي تنمو في ثلاثة أبعاد، الطول والعرض والعمق، ولذلك، عندما تكبر الأسماك، تقل مساحة سطحها الخيشومية وتوفر الخياشيم كمية أقل من الأكسجين لكل وحدة حجم أو وزن.
وقال باولي: "المشكلة هي أن العديد من الزملاء يفشلون في فهم الهندسة الأساسية للخياشيم، ويجادلون بأنه عندما تنمو الأسماك بشكل أكبر، وبالتالي، فإنها تتطلب المزيد من الأكسجين، يمكنها فقط زراعة خياشيم أكبر، لكن الأسماك لا تستطيع حشو رؤوسهم بالخياشيم لأنه إذا حدث ذلك، فلن يكون الماء قادراً على التدفق من خلاله."
يشير البحث إلى أن مشكلة الخياشيم هي ما قيد تطور الأسماك في الماضي، فبمجرد أن تصل الخياشيم إلى عتبة حيث لا يمكنها دعم جسم أكبر، تتوقف الأسماك عن النمو.
هذا مهم بشكل خاص في سياق تغير المناخ لأن المياه الدافئة تحتوي على كمية أقل من الأكسجين، وهذا يعني أن الخياشيم تحتوي على كمية أقل من الأكسجين لتزويد الأجسام التي تتطلب المزيد من الأكسجين في درجات حرارة أعلى، وأكد بولي: "تحدث هذه الضربة المزدوجة لأن الأسماك لا تستطيع الحفاظ على درجة حرارة أجسامها ثابتة، ودرجات حرارة الماء المرتفعة تسرع عملية الأيض".
في درجات حرارة المياه المرتفعة، ومع توفر كمية أقل من الأكسجين، تضطر الأسماك إلى التوقف عن النمو، وهذا له آثار مهمة على مصايد الأسماك وتربية الأحياء المائية.
ويقر باولي أن أحد قيود نظرية الحد من الأكسجين الخيشومي هو أنها نوعية بشكل أساسي وتقدم القليل من التنبؤات الكمية، وهذا ما يود معالجته، فضلاً عن حقيقة أن هذه النظرية لا تتعامل مع الطاقة الحيوية والدور الذي يلعبه الطعام في حياة الأسماك.
