معهد أبحاث الأحياء المائية في خليج مونتيري

معهد أبحاث الأحياء المائية في خليج مونتيري ( MBARI ) هو مركز أبحاث خاص غير ربحي متخصص في علوم المحيطات، يقع في موس لاندينغ، كاليفورنيا . تأسس المعهد عام 1987 على يد ديفيد باكارد ، ويُموّل بشكل أساسي من قِبل مؤسسة ديفيد ولوسيل باكارد . يشغل كريستوفر شولين منصب رئيس المعهد ومديره التنفيذي، حيث يُدير فريق عمل يضم حوالي 220 عالماً ومهندساً وموظفاً إدارياً وتشغيلياً.

في معهد أبحاث خليج مونتيري للأحياء المائية (MBARI)، يتعاون العلماء والمهندسون لتطوير أدوات وأساليب جديدة لدراسة المحيط. ويُمكّن التمويل طويل الأجل من مؤسسة ديفيد ولوسيل باكارد المعهد من إجراء دراسات قد تتردد المؤسسات المانحة التقليدية في تمويلها. وكان من بين وصايا ديفيد باكارد لمعهد MBARI: "المجازفة، وطرح الأسئلة الجوهرية، وعدم الخوف من ارتكاب الأخطاء؛ فإذا لم ترتكب أخطاءً، فأنت لم تصل إلى المدى المطلوب".

يقع حرم معهد أبحاث خليج مونتيري (MBARI) في موس لاندينغ بالقرب من مركز خليج مونتيري، عند مدخل وادي مونتيري . يُعد خليج مونتيري من أكثر المسطحات المائية تنوعًا بيولوجيًا في العالم، ويُعتبر الوادي البحري الذي يقع تحته من أعمق الأودية تحت الماء على طول الساحل الأمريكي. وبفضل قرب هذا الوادي البحري الذي يبلغ عمقه 4000 متر، والذي لا يبعد سوى بضع ساعات بالسفن عن قاعدة عملياتهم، يتمتع علماء المعهد بموقع متميز بالقرب من هذا "المختبر" الطبيعي في أعماق البحار.

معهد أبحاث خليج مونتيري للأحياء المائية (MBARI) غير مفتوح للجمهور، ولكنه يُقيم فعالية تعريفية مرة واحدة في السنة. ورغم أن MBARI مؤسسة شقيقة لحوض أسماك خليج مونتيري ، إلا أن لكل منهما إدارة وتمويل مستقلين تماماً.

علامة خدمة MBARI تصور ثعبان البحر المبتلع .

كان عالم المحيطات البيولوجي بروس روبيسون يغوص في مركبة الغوص " ديب روفر" قبالة سواحل وسط كاليفورنيا، وشعر بالإحباط من تقنية تصوير الفيديو تحت الماء التي يستخدمها الفريق. فتعاون مع ديريك بايليس، وهو مهندس في حوض أسماك خليج مونتيري الذي تم إنشاؤه حديثًا، لتطوير غلاف مقاوم للماء للتصوير الفوتوغرافي والفيديو. ^{[ 2 ]} وقد ألهم تطبيق هذه التقنية الجديدة ديفيد باكارد للتفكير في برامج أبحاث المحيطات بهدف أوسع.

في خريف عام ١٩٨٦، عقد باكارد اجتماعًا ضمّ مؤسسات أخرى لعلوم المحيطات على الساحل الغربي ( جامعة واشنطن ، وجامعة ستانفورد ، ومعهد سكريبس لعلوم المحيطات ) لمناقشة إمكانية إنشاء مؤسسة بحثية في موس لاندينغ ، تخدم وادي مونتيري . ^{[ ٣ ]} تقرر أن يعمل المعهد بشكل مستقل عن حوض الأحياء المائية، وأن يسدّ ثغرة في تكنولوجيا المحيطات. واجتمع أول مجلس إدارة لمعهد أبحاث خليج مونتيري للأحياء المائية (MBARI) في ٢٧ يونيو ١٩٨٧، برئاسة باكارد وعالم الكيمياء البحرية جون مارتن . ^{[ ٣ ]}

"خاطر. اطرح أسئلة كبيرة. لا تخف من ارتكاب الأخطاء؛ إذا لم ترتكب أخطاء، فأنت لا تصل إلى المدى الكافي."

تشمل جهود معهد أبحاث خليج مونتيري للأحياء المائية (MBARI) الحالية مجالات متعددة التخصصات في علوم المحيطات، بما في ذلك علم الأحياء البحرية، والجيولوجيا، والكيمياء، وعلم المحيطات البيولوجي. كما يعمل المعهد على تطوير أدوات وتقنيات بحثية جديدة في علم المحيطات، بالإضافة إلى تقنيات متعلقة بمراصد المحيطات.

يركز جزء كبير من أبحاث معهد أبحاث خليج مونتيري (MBARI) على تطوير واستخدام المركبات الروبوتية وغيرها من الأساليب الآلية لجمع المعلومات في المحيط. توفر هذه الأدوات رؤية فريدة للحياة البحرية والظواهر الفيزيائية.

في ديسمبر 2011، أحال معهد أبحاث خليج مونتيري (MBARI) سفينة الأبحاث "بوينت لوبوس"  إلى التقاعد بعد 23 عامًا من الخدمة. وفي عام 2012، أحال المعهد أيضًا سفينة الأبحاث  "زفير "، التي كانت بمثابة منصة إطلاق للمركبات الآلية تحت الماء التابعة له . استُبدلت هاتان السفينتان بسفينة واحدة أكبر حجمًا، هي " راشيل كارسون " ، التي اشتراها المعهد في صيف 2011. تستطيع سفينة الأبحاث " راشيل كارسون" إطلاق كلٍ من المركبات الموجهة عن بُعد (ROVs) والمركبات الآلية تحت الماء (AUVs)، بالإضافة إلى القيام برحلات استكشافية تستغرق عدة أيام.

كانت سفينة الأبحاث الرئيسية التابعة لمعهد أبحاث خليج مونتيري للأحياء المائية (MBARI) من عام 1996 إلى عام 2022 هي سفينة الأبحاث " ويسترن فلاير " ( RV  Western Flyer) ، وهي سفينة ذات هيكل مزدوج بمساحة سطح مائي صغيرة (SWATH) يبلغ طولها 35.6 مترًا (117 قدمًا)، وكانت تُطلق مركبة الغوص الآلية عن بُعد "دوك ريكيتس" ( Doc Ricketts ) عبر فتحة في وسط السفينة. وقد دعمت "ويسترن فلاير" عمليات الغوص باستخدام مركبة الغوص الآلية على طول جزء كبير من الساحل الغربي لأمريكا الشمالية، من خليج كاليفورنيا إلى جزيرة فانكوفر، وكذلك حول جزر هاواي.

في عام 2021، كشف معهد أبحاث خليج مونتيري (MBARI) عن نيته بناء سفينة أبحاث جديدة، هي سفينة الأبحاث ديفيد باكارد . ^{[ 4 ]} اكتمل بناء الهيكل الخارجي للسفينة وتم تدشينها في أكتوبر 2022. ^{[ 5 ]} تم تسليم السفينة في مارس 2025 وبدأت مهامها العلمية في صيف 2025. ^{[ 6 ] [ 7 ]}

يُعد معهد أبحاث خليج مونتيري (MBARI) رائدًا في تطوير واستخدام نوعين من الروبوتات تحت الماء في الأبحاث العلمية: المركبات التي يتم تشغيلها عن بُعد (ROVs) والمركبات المستقلة تحت الماء (AUVs). تُعدّ المركبات التي يتم تشغيلها عن بُعد غواصات آلية متصلة بسفينة على سطح البحر عبر كابل طويل جدًا، ويتم التحكم بها بواسطة طيارين وباحثين على متن السفينة. أما المركبات المستقلة تحت الماء، فهي غواصات آلية تُبرمج على سطح البحر ثم تُطلق لجمع البيانات بشكل مستقل، مع تدخل بشري محدود أو معدوم.

مركبة "دوك ريكيتس" التابعة لمعهد أبحاث خليج مونتيري للأحياء المائية (MBARI) هي مركبة مصممة للعمل على عمق أربعة كيلومترات، وقد سُميت تيمناً بعالم البيئة البحرية الرائد إد ريكيتس . يتم نشر "دوك ريكيتس" من على متن سفينة الأبحاث "ويسترن فلاير" منذ عام 2009، عندما حلت محل " تيبورون " التي كانت تُنشر من على متن "ويسترن فلاير " منذ عام 1997.

المركبة الغاطسة " فينتانا" مصممة للعمل على عمق يصل إلى 1.8  كيلومتر. صُممت هذه المركبة لصالح معهد أبحاث الأحياء المائية في خليج مونتيري من قِبل شركة "إنترناشونال سابمارين إنجينيرينغ" وفقًا لمواصفات وضعها ديفيد باكارد وفريق العلماء والمهندسين الأساسي في المعهد. تم تسليم المركبة عام 1988 مزودة بمجموعة قياسية من الأجهزة والكاميرات. وتم إضافة أجهزة استشعار لجمع البيانات، وكاميرا عالية الدقة، وأجهزة لجمع الحيوانات على مدار أكثر من 3600 غطسة.

إلى جانب المركبات الموجهة عن بُعد (ROVs)، طوّر معهد أبحاث خليج مونتيري للأحياء المائية (MBARI) روبوتات تحت الماء لاسلكية تُعرف باسم المركبات الآلية تحت الماء (AUVs). يبلغ قطر مركبات دورادو الآلية تحت الماء التابعة للمعهد 53.3 سنتيمترًا (21.0 بوصة) ، ويتراوح طولها بين 2.4 متر (7.9 قدم) و 6.4 متر (21 قدمًا) ، وذلك حسب المهمة. تشمل مركبات دورادو الآلية العاملة حاليًا في المعهد مركبة الغوص السطحي، ومركبة رسم خرائط قاع البحر، ومركبة التصوير. تتميز العناصر الأساسية لهذه المركبات بقدرتها على الغوص إلى أعماق كبيرة (تصل قدرة مركبة رسم الخرائط إلى 6000 متر)، وقد تم تشغيلها لمدة تصل إلى 20 ساعة متواصلة.

مركبة تيثيس الآلية تحت الماء (AUV) التابعة لمعهد أبحاث خليج مونتيري للأحياء المائية (MBARI) ، والمعروفة أيضًا باسم المركبة الآلية تحت الماء طويلة المدى، هي مركبة جديدة مصممة للعمل لمسافات أطول. يبلغ قطر تيثيس 30.5 سم (12 بوصة) ، وطولها 230 سم (7.5 قدم) ، ووزنها 120 كجم. توفر تيثيس قدرات تقع بين المركبات الآلية تحت الماء الحالية التي تعمل بالمراوح، والتي عادةً ما يكون مداها يومًا واحدًا، والمركبات التي تعمل بالطفو (الطائرات الشراعية) التي يمكنها العمل لعدة أشهر. في أكتوبر 2011، أمضت تيثيس 24 يومًا في البحر، قاطعةً مسافة تقارب 1800 كم.      

لقد مكنّت الرحلات المتكررة باستخدام المركبات التي يتم تشغيلها عن بعد إلى أعماق وادي مونتيري باحثي معهد أبحاث خليج مونتيري من اكتشاف أنواع حيوانية جديدة بشكل منتظم، والبدء في فهم أهميتها في بيئة أعماق البحار.

من بين الأنواع الأكثر شهرة التي وصفها باحثو معهد أبحاث خليج مونتيري (MBARI) لأول مرة: ستيلاميدوسا فينتانا (الدودة الهلامية المتعرجة)، وتيبورونيا غران روخو (الدودة الحمراء الكبيرة)، وشايتوبتروس بوغابورسينوس (دودة الخنزير)، وأنواع أوسيداكس من الديدان آكلة العظام. ^{[ 8 ]} وكان بروس روبيسون أيضًا أول من لاحظ الرأس الشفاف لسمكة ماكروبينا ميكروستوما (Macropinna microstoma) . ^{[ 9 ]}

في عام ٢٠٠٨، نشر معهد أبحاث خليج مونتيري (MBARI) نظام مونتيري للأبحاث المعجلة (MARS)، وهو أول مرصد بحري عميق مزود بكابلات قبالة سواحل الولايات المتحدة القارية. يُمكّن نظام MARS الباحثين من توصيل مجموعة متنوعة من الأجهزة العلمية، مثل أجهزة رصد الزلازل وكاميرات الفيديو ذات الإضاءة المنخفضة، وتركها في قاع البحر لفترات طويلة. وقد تم تمويل مرصد MARS في عام ٢٠٠٢ بمنحة من المؤسسة الوطنية للعلوم، وطُوّر من خلال جهد تعاوني بين معهد أبحاث خليج مونتيري، ومعهد وودز هول لعلوم المحيطات ، ومختبر الفيزياء التطبيقية بجامعة واشنطن ، ومختبر الدفع النفاث التابع لوكالة ناسا ، وشركة L-3 MariPro، وشركة ألكاتيل-لوسنت .

حقق باحثو معهد أبحاث خليج مونتيري (MBARI) إنجازات رائدة في مجال علم المحيطات الميكروبي. وكان زميل ما بعد الدكتوراه في المعهد، عوديد بيجا، والعالم إدوارد ديلونج، أول من اكتشف جينًا في عدة أنواع من البكتيريا مسؤولًا عن إنتاج بروتين الرودوبسين ، وهو أمر لم يكن معروفًا من قبل في عالم البكتيريا. كما شهد المعهد تطورات أولية في عدة مجالات من علم الجينوم البيئي. وكان ديلونج من أوائل من استخدموا هذا العلم في المحيطات، وقادت العالمة ألكسندرا ووردن من المعهد تطوير علم الجينوم البيئي الموجه للكائنات حقيقية النواة، والذي يسمح بانتقاء خلايا حقيقية النواة محددة من عينات طبيعية، ثم تسلسل أجزاء من جينومات تلك الخلايا غير المستزرعة، وتجميعها، وتحليلها.

في عام ٢٠٠١، رصد علماء ومهندسو معهد أبحاث خليج مونتيري للأحياء المائية (MBARI) بداية وتطور ازدهار الطحالب الضارة باستخدام جهاز معالجة العينات البيئية (ESP)، وهو مختبر آلي تحت الماء لتحليل الحمض النووي. وباستخدام هذا الجهاز، يتمكن الباحثون من إجراء تحليلات بيولوجية جزيئية عن بُعد، وفي الوقت الفعلي، وعلى مدى فترة طويلة، مع إمكانية التفاعل. يوفر جهاز معالجة العينات البيئية إمكانية جمع وتحليل عينات المياه في الموقع، مثل تحليل المادة الوراثية للكائنات الحية الدقيقة البحرية في مياه البحر.

36°48′08″ شمالاً 121°47′17″ غرباً / 36.80221° شمالاً 121.78803° غرباً / 36.80221; -121.78803