يقوم المحار الحارس الآن بمراقبة النظم البيئية المائية في إسبانيا والنرويج وبولينيزيا.

يُستخدم الآن المحار الحارس وغيره من الرخويات ذات الصدفتين لرصد جودة مياه البحر والتدهور البيئي في العديد من المواقع حول العالم. ووفقا للشركة الفرنسية الناشئة التي طورت البرمجيات والأجهزة اللازمة لربط هذه المحار بنظام إنذار بيئي، فهي أكثر حساسية، ولها عمر أطول، وبتكلفة أقل من الأنظمة غير البيولوجية.

قال لي لودوفيك جينولت، الرئيس التنفيذي لشركة Molluscan، مؤخرًا: “ما نقوم به يسمى المراقبة الحيوية”. على بودكاست TechFirst. “نحن نقوم بتربية الأحياء المائية – أي مراقبة جودة المياه – باستخدام الرخويات ذات الصدفتين، والرخويات هي المحار، على سبيل المثال، أو بلح البحر أو المحار.”

انها ليست مهمة سهلة. لاستخدام الأنظمة البيولوجية أو الحيوانات ككاشفات إنذار مبكر للتلوث، عليك أن تعرف ما هو السلوك غير الطبيعي. لفهم السلوك غير المعتاد، يجب أن تكون على وعي عميق بالسلوك النموذجي. بمعنى آخر، عليك فعليًا إنشاء محاكاة أو توأم رقمي للحيوان الحقيقي ونمذجة سلوكه الطبيعي والصحي، وعليك إنشاء نظام استشعار يكتشف السلوك غير الطبيعي ويرسله.

وقد حقق Molluscan ذلك من خلال أكثر من 20 عامًا من الأبحاث في محطة أركاتشون البحرية بجامعة بوردو. وبفضل هذه البيانات، تعمل الشركة على تطوير ما تسميه قياس الصمامات عالي التردد وغير الجراحي: وهي طريقة رائعة لوصف تقنيتها الحساسة بشكل لا يصدق لتتبع تحركات الرخويات ذات الصدفتين الصغيرة. وعندما تتبع تلك الحركات أنماطًا غير منتظمة أو غير عادية، فإن ذلك ينبه علماء الكمبيوتر إلى وجود خطأ ما.

يتكون التركيب النموذجي من 16 رخويات، كل منها مجهز بجهاز استشعار صغير، مزود ببطارية يمكن أن تستمر لعدة سنوات. وتتصل أجهزة الاستشعار، التي تقيس سلوك الحيوان 10 مرات في الثانية، بصندوق تحكم إلكتروني قريب يلتقط البيانات من كل حيوان ويرسلها إلى العلماء أو الفنيين.

تم استخدام ما لا يقل عن 16 من الرخويات لضمان الموثوقية الإحصائية للإشارات الملتقطة.

يقول كونالد: “نحن نستخدم أقطابًا كهربائية دقيقة وخفيفة جدًا، جرامًا واحدًا فقط خارج الماء، لذا فهو يشبه عُشر جرامًا داخل الماء”. “لذا فإن الحيوانات لا تشعر بأي شيء، ونحن نقيس كل حركة تقوم بها، وهي كيفية فتحها أو إغلاقها بدقة عالية جدًا وصولاً إلى الميكرومتر.”

الميكرومتر هو جزء من مليون من المتر (المتر حوالي ثلاثة أقدام). يمكن أن يصل قطر شعرة الإنسان الواحدة إلى حوالي 50 ميكرومترًا، لذا تتتبع المستشعرات حركات صغيرة تصل إلى 50 مرة عرض الشعرة.

ومع ذلك، فإن دقة أجهزة الاستشعار محل شك من قبل المحار، والمحار، وبلح البحر، فهي أكثر حساسية وتدوم لفترة أطول من التكنولوجيا التقليدية لأخذ عينات الملوثات في الماء.

يقول كونالد: “لقد اختبرناها بالزيت في أنهار صناعية لنرى كيف تتصرف عند التركيزات المختلفة”. “فيما يتعلق بحساسية الحيوانات وسرعة التفاعل – ويتعلق الأمر بالتركيز – فالحقيقة هي أنهم حساسون للغاية، وهم قادرون على اكتشاف التركيزات المنخفضة جدًا التي يمكن رؤيتها في المختبر.”

بالإضافة إلى ذلك، فإن الأدوات المعتمدة على التكنولوجيا الاصطناعية تتدهور بعد ثلاثة أسابيع في مياه البحر وتتطلب التنظيف. يتطلب زيارة باهظة الثمن بالقارب والغواص. تعيش الرخويات التي يستخدمها الرخويات لمدة ثلاث سنوات أو أكثر وتنظف نفسها بنفسها.

يقول كوينولت إن حل المراقبة الحيوية هذا غير مكلف، بالنسبة للمواقف التي تتطلب مراقبة متكررة. على سبيل المثال، قد تتطلب منصات النفط ومواقع معالجة البتروكيماويات إجراء فحوصات يومية لجودة المياه.

حقق مشروع تجريبي مع شركة الطاقة الفرنسية الكبرى TotalEnergies توفيرًا في التكاليف السنوية بعدة ملايين من الدولارات. عندما لا يكون الحل رخيصا، يتم إجراء فحوصات دورية، مثلا مرة واحدة كل ثلاثة أشهر.

ومع ذلك، فإن التوفير الحقيقي في التكلفة هو الاكتشاف المبكر للمشكلات قبل أن تصبح كبيرة.

يقول كوينو: “عندما لا ترى التلوث، فأنت بحاجة إلى التنظيف”. “عندما يتعين عليك تنظيف نهر أو بحيرة، هل تعرف تأثير ذلك على صحة الناس؟”

ويقول إن اكتشاف المشكلات على الفور والتصرف بسرعة هو أمر أقل تكلفة بكثير – وأفضل للبيئة – من الانتظار حتى تصبح المشكلات كبيرة.

لا يقتصر الرصد الحيوي مع الحيوانات الحقيقية على الرخويات. تمويل سنغافورة يذاكر نظرت دراسة نُشرت في عام 2017 في الدراسات التي أجريت على الحيوانات حول الحماية من الأضرار البيئية والإرهاب البيولوجي، وخلصت إلى أنه “بالإضافة إلى توفير إنذار مبكر للمخاطر الطبيعية، يمكن للحيوانات تقديم إنذار مبكر للمخاطر الاجتماعية مثل الإرهاب البيولوجي”.

اتبعني تويتر أو ينكدين. يفحص ن موقع إلكتروني أو بعض أعمالي الأخرى هنا.