المشهد اليمني الأول/
صمم علماء نموذجا لدائرة كهربية يفك لغز واحدة من أشهر الرحلات في عالم الطبيعة، وهي الهجرة المذهلة لفراشات الملكة من كندا إلى المكسيك.
وفراشات الملكة هي الوحيدة التي تغطي مثل هذه المسافة الكبيرة في هجرتها.
ولذلك بدأ علماء في الرياضيات بالتعاون مع آخرين في علم الأحياء تصميم نظام محاكاة للبوصلة الداخلية التي تستخدمها هذه الفراشات للانتقال عبر رحلتها الملحمية.
ونشر العلماء نتائجهم في دورية “سيل ريبورتس”.
وقال كبير فريق الباحثين الذي أجرى الدراسة إيلي شليزرمان من جامعة واشنطن إنه كعالم رياضيات يريد أن يعرف كيف يجري الاتصال بين الأنظمة العصبية وما هي القواعد التي يمكن تعلمها من هذا النشاط لتفسير قدرة هذه الفراشات على القيام بهذه الرحلة الطويلة .
وقال: “فراشات الملكة (تكمل رحلتها) بطريقة مثالية ومحددة سلفا”.
وأضاف: “ينتهي بها المطاف في مكان محدد في وسط المكسيك بعد شهرين من التحليق، توفر خلالها الطاقة وتستخدم فقط عددا قليلا من الإشارات”.
وتعاون البروفيسور شليزرمان مع زملائه المتخصصين في علم الأحياء من بينهم البروفيسور ستيفن ريبرت من جامعة ماساشوسيتس لتسجيل نشاط الفراشات بشكل مباشر من الخلايا العصبية الموجودة في أعين وأجهزة الاستشعار.
وأوضح شليزرمان: “لقد توصلنا إلى نتيجة مفادها أن هناك إشارتين (تلتقطهما الحشرات) تعتمد بالكامل على الشمس”.
وأضاف “واحدة من هاتين الإشارتين هي الوضع الأفقي للشمس، والأخرى هي لتسجيل وقت اليوم بدقة. وهذا يمنح (هذه الحشرات) بوصلة داخلية للشمس في انتقالها جنوبا على مدار اليوم”.
بعد أن عمل البروفيسور شليزرمان على تفسير الإشارات الخاصة بهذه البوصلة الداخلية، أنشأ نظاما نموذجيا لمحاكاته.
يحتوي هذا النظام النموذجي على آليتين للتحكم، واحدة موجودة في الخلايا العصبية التي تسجل الوقت في أجهزة الاستشعار للفراشات، والثانية مصدرها ما يُعرف بالخلايا العصبية للعين، وهذه الخلايا تراقب وضع الشمس.
وأوضح البروفيسور شليزرمان بأن “الدائرة تلتقط هاتين الإشارتين ثم تطابقهما، وفقا للطريقة التي جرى من خلالها نقلها، وذلك من أجل التحكم في الإشارات التي تبلغ النظام إذا كان من الضروري إجراء تعديل للبقاء في المسار الصحيح (عبر الرحلة)”.
وتابع: “بالنسبة لي، فإن هذا الأمر مثير جدا، إنه يظهر كيف ينتج السلوك (الخاص بهذه الحشرات) من خلال دمج الإشارات. ويمكننا الاستفادة من هذه المفاهيم لإنتاج نسخ آلية (روبوتية) لهذه الأنظمة، وهو أمر يدار ويتحرك من خلال الشمس”.
وقال شليزرمان إن أحد أهداف فريقه هو تصميم نموذج آلي (روبوت) لواحدة من فراشات الملكة ويمكنها تتبع الحشرات وتتبع مسارات رحلتها بالكامل.
وأضاف “إنه تطبيق مثير جدا يمكننه تتبع الفراشات بل وحتى المساعدة في توفير ما تحتاجه للبقاء.”
وأردف: “أعدادها (فراشات الملكة) تتناقص، ونريد أن نحافظ على بقائها معنا لسنوات عديدة، وهي الوحيدة التي تنتقل عبر هذه المسافات الهائلة”.
