تتنوع أسماك القرش من حيث الشكل والحجم، بدءا من قرش الفانوس القزم الذي لا يتجاوز طوله 20 سم، إلى قرش الحوت العملاق الذي يصل طوله إلى 20 مترا، ورغم هذا التنوع تواجه جميعها تحديا رئيسيا وهو كيفية توصيل الأكسجين والحرارة والمواد الغذائية بكفاءة إلى كل جزء من أجسامها.
كشفت دراسة حديثة نشرت في مجلة Royal Society Open Science أن أسماك القرش تتبع قانونا رياضيا يعود إلى قرون مضت، يعرف باسم "قانون التدرج الثلثي"، والذي يتنبأ بكيفية تغير شكل الجسم مع زيادة الحجم، هذا الاكتشاف يسلط الضوء على دور التطور في تشكيل الكائنات الحية، ويؤكد أن الحجم عامل حاسم في تصميمها.
ما هو قانون التدرج الثلثي الذي يحكم شكل اسماك القرش؟
يعتمد هذا القانون على مبدأ رياضي بسيط: المساحة السطحية تزيد بمربع الطول، بينما الحجم يزيد بمكعبه، هذا يعني أن المساحة السطحية لا تستطيع مواكبة الزيادة في الحجم مع كبر حجم الكائن الحي، مما يؤثر على العمليات الحيوية مثل تبادل الغازات في الخياشيم، وفقدان الحرارة عبر الجلد وامتصاص العناصر الغذائية.
ورغم أهمية هذا القانون في علم الأحياء، إلا أنه لم يختبر بدقة إلا في الخلايا والأنسجة والكائنات الصغيرة مثل الحشرات، لكن الدراسة الجديدة أثبتت أنه ينطبق أيضا على الكائنات الكبيرة مثل أسماك القرش.
تطابق أسماك القرش مع هذا القانون الرياضيتطابق أسماك القرش مع هذا القانون الرياضي
كما تمتلك أسماك القرش ثلاث ميزات رئيسية تجعلها مثالية لاختبار هذا القانون:
1. تنوع أحجامها الكبير من الأصغر إلى الأضخم في المحيطات.
2. اختلاف أشكالها وأنماط حياتها مثل قرش المطرقة وقرش الشعاب المرجانية.
3. أهميتها البيئية حيث تواجه العديد من التهديدات مثل الصيد الجائر وتغير المناخ.
وقام الباحثون باستخدام نماذج ثلاثية الأبعاد عالية الدقة لقياس المساحة السطحية والحجم في 54 نوعا من أسماك القرش، واعتمدوا على تقنيات التصوير المقطعي (CT scans) والتصوير الضوئي لإنشاء هذه النماذج، ثم حللوها باستخدام برنامج Blender لاستخراج البيانات الدقيقة.
اهمية نتائج الدراسة في فهم تطور الكائنات البحرية
وأظهرت النتائج أن أسماك القرش تتبع قانون التدرج الثلثي بدقة عالية، حيث بلغت قيمة القياس 0.64، وهي قريبة جدا من القيمة النظرية 0.67، وهذا يشير إلى أن التطور يحافظ على هذا التوازن الرياضي رغم تنوع أشكال القروش.
وإن هذه النتائج ليست مجرد فضول علمي بل لها تطبيقات عملية في نمذجة التغير المناخي وتأثيره على الكائنات البحرية، حماية أسماك القرش المهددة بالانقراض، تحسين فهم العمليات الفسيولوجية في الكائنات الكبيرة.
إن هذه الدراسة سرا رياضيا خفيا في عالم القروش، مما يفتح الباب لمزيد من الأبحاث حول تطور الكائنات الحية وتكيفها مع بيئتها.