راز تکامل پستانداران برای پرواز فاش شد!

به گزارش خبرگزاری دیجیتوهان، مردم برای توصیف امور غیرممکن می گویند «وقتی خوک ها پرواز می کنند». اما حتی اگر بیشتر پستانداران در تمام عمرشان به طور کامل روی زمین زندگی کرده باشند، توانایی پرواز بارها و بارها در طول تکامل پستانداران، در گونه هایی از خفاش ها گرفته تا سنجاب های پرنده، تکامل یافته است.

براساس گزارش مجله دیجیتوهان، اما پستانداران چگونه تکامل یافتند تا پرواز کنند؟ گروهی از محققان به رهبری دانشگاه پرینستون و کالج پزشکی بیلور در آمریکا، در مطالعه ای که به تازگی در مجله ی نیچر منتشر شده است، اساس ژنومی و تکاملی «بال پوست» را توضیح داده اند. بال پوست، غشای پوستی نازک و انعطاف پذیری است که فاصله ی میان دست و پاهای برخی گونه های پستانداران را می پوشاند و به آن ها امکان می دهد در هوا اوج بگیرند.

به گزارش سای تک دیلی، دکتر ریکاردو مالارینو، استادیار زیست شناسی مولکولی در پرینستون و نویسنده ی همکار مطالعه، می گوید: «به طور دقیق نمی دانیم که از دیدگاه مولکولی و ژنتیکی، چگونه ویژگی ها و سازگاری های جدید سرچشمه می گیرند. ما می خواستیم بررسی کنیم که چگونه یک نوآوری تکاملی به وجود می آید.»

گروه محققان برای درک بهتر تکامل بال پوست، روی کیسه داران متمرکز شدند. دلیل انتخاب کیسه داران این است که توانایی شناور ماندن (گلاید کردن) بارها و بارها با تغییرات تشریحی مشابه، در کیسه دارانی با رابطه ی تنگاتنگ، مانند بادپر شکری دیده شده است. بادپر شکری کیسه داری چنان کوچک است که در جیب جا می شود و به عنوان یک حیوان خانگی عجیب وغریب، بسیار محبوب است.

درک توانایی گلاید از منظر ژنتیکی

محققان کالج بیلور با توالی یابی ژنوم 15 گونه از کیسه داران، توالی های دی ان ای را در هر دو گونه های پروازی و بستگان غیرپروازی آن ها، تعیین کردند. مقایسه ی توالی ها، تکامل سریع تری را در نزدیکی ژنی به نام Emx2 آشکار کرد.

ژن Emx2 با استفاده از نقشه ای ژنتیکی که در همه ی پستانداران وجود دارد، بال پوست را به وجود آورده است

دکتر ارز لیبرمن آیدن، استاد ژنتیک مولکولی و انسانی در بیلور و نویسنده ی همکار مطالعه، می گوید: «جالب اینجاست که به نظر نمی رسد توالی ژن در جایی رخ داده باشد که مرتبط ترین تغییرات در آن به وجود می آید. در عوض، تغییرات کلیدی در توالی های دی ان ای کوتاهی به نام «افزاینده ها» رخ می دهد که در نزدیکی ژنوم قرار دارند. افزاینده های درحال تغییر، نحوه و مکان فعالیت ژن Emx2 را در بدن تغییر می دهند و باعث تکامل پرواز می شوند.»

سازوکارهای تکاملی و رویکردهای تجربی

خورخه مورنو، دانشجوی تحصیلات تکمیلی در آزمایشگاه مالارینو و نویسنده ی اول مطالعه، می گوید درک تغییرات اساسی که در سطح ژنومیک رخ می دهد تا این گونه صفات همگرا را ظاهر کند، دارای اهمیت است. زیرا می تواند به ما بگوید که آیا تکامل، مسیر کمترین مقاومت را هدف قرار داده است یا خیر. نتیجه یکسان است، اما مسیرهای متفاوتی برای رسیدن به آن وجود دارد.

محققان در مرحله ی بعدی، قصد داشتند که ایده ها را آزمایش کنند. آن ها برای انجام این کار، از منحصربه فردترین ویژگی کیسه داران، یعنی کیسه ی آن ها استفاده کردند.

دکتر الگا دودچنکو، استادیار ژنتیک مولکولی و انسانی در بیلور و نویسنده ی همکار مقاله، می گوید بچه کانگوروهای کیسه دار، در مراحل رشد بسیار زودتری نسبت به پستانداران معمولی متولد می شوند. به جای اینکه رشد در شکم مادر ادامه یابد، آن ها به داخل کیسه ی او می خزند و تا زمانی که آماده شوند تا مستقل از مادر به زندگی ادامه بدهند، همان جا می مانند. این حقیقت که آن ها دقیقاً در کیسه قرار می گیرند، مطالعه ی چگونگی تاثیر ژن های فردی مانند Emx2 بر رشد کیسه داران را بسیار آسان تر می کند.

محققان نشان دادند که ژن Emx2، با استفاده از نقشه ای ژنتیکی که احتمالاً در همه ی پستانداران وجود دارد، بال پوست کیسه داران را به وجود آورده است. به عنوان مثال، ژن Emx2 در پوست هر دو طرف بدن موش ها و بادپرهای شکری فعال است، اما در بادپر شکری، برای مدت طولانی تری بیان شده است.

دودچنکو خاطرنشان می کند: «با اصلاح افزاینده های حیاتی ژن Emx2، گونه ها یکی پس از دیگری از این برنامه ی جهانی بهره برده اند تا توانایی شناور ماندن در هوا را به دست آورند.» این خبر برای خوک هایی که امید دارند روزی به آسمان برسند، بسیار دلگرم کننده است.

227227