نتیجه شگفت انگیز جهش عامل شب کوری انسان در کوسه نهنگ ها، عکس - نقد و بررسی کالاهای دیجیتال

به گزارش نقد و بررسی کالاهای دیجیتال، زومیت نوشت: پژوهشگران دریافته اند تغییر در ژن بینایی به کوسه نهنگ ها اجازه می دهد تا در اعماق تاریک دریا نور آبی را تشخیص دهند.

شنا کردن در فاصله بین آب های سطحی و آب های اعماق دریا باید چشم های کوسه را تحت فشار قرار دهد و سبک زندگی آن ها را غیرممکن سازد. اما پژوهشگران به تازگی عوامل ژنتیکی را که از این اتفاق پیشگیری می نماید، کشف نموده اند. این مطالعه که اخیرا در مجله PNAS منتشر شد، جهشی ژنتیکی را شناسایی نموده است که یکی از رنگدانه های بینایی موجود در شبکیه چشم کوسه نهنگ را نسبت به تغییرات دما حساس تر می نماید.

درنتیجه، این رنگدانه ها (که نور آبی را در محیط های تاریک حس می نمایند) در اعماق دریا فعال می شوند و وقتی کوسه ها برای تغذیه به سطح آب می آیند، غیرفعال می شوند و به آن ها اجازه می دهد تا در اعماق مختلف آب، بخش های متفاوتی از بینایی خود را در اولویت قرار دهند. جالب اینکه، این تغییر ژنتیکی شبیه تغییراتی است که رنگدانه ها را در شبکیه چشم انسان تخریب می نماید و موجب شب کوری می گردد.

به گزارش ساینس، هنوز معین نیست که چرا کوسه نهنگ ها به اعماق آب شیرجه می زنند. ازآن جا که در این اعماق طعمه کمیاب است، این رفتار ممکن است با جفت گیری ارتباط داشته باشد. اما در هر صورت، آن ها برای موقعیت یابی در آب های تاریک به نوعی رنگدانه حس نماینده نور در شبکیه چشم خود به نام رودوپسین متکی هستند.

درحالی که رنگدانه رودوپسین در زیستگاه های آفتابی، کمتر مفید است، به بسیاری از مهره داران ازجمله انسان ها یاری می نماید تا در محیط های کم نور، نور را تشخیص دهند. در اعماق دریا رنگدانه های رودوپسین در چشمان کوسه نهنگ به طورخاص برای تماشا نور آبی تنظیم شده اند که تنها رنگی که است به این اعماق می رسد.

پژوهش های گذشته نشان داده بود که رنگدانه های چشم گربه کوسه مرمری (Scyliorhinus torazame) که در اعماق دریا زندگی می نماید، به همین شکل تنظیم شده است تا نور آبی را تشخیص دهد. اما این کوسه های کوچک به اعماق دریا قناعت می نمایند و بنابراین کوسه نهنگ ها تنها کوسه های شناخته شده ای هستند که از این رنگدانه ها در منطقه ها کم عمق آب استفاده می نمایند.

در آب های پر نورتر، رنگدانه های حساس به نور آبی می توانند به عنوان مانعی برای تماشا انواع دیگر نور عمل نمایند، اما این کوسه نهنگ ها همچنان می توانند به راحتی در آب های کم عمق مانور دهند و غذاهای دریایی را ببلعند.

شیگهیرو کوراکو، زیست شناس تکاملی در موسسه ملی ژنتیک ژاپن و همکارانش چشم کوسه گورخری را تشریح کردند که یکی از خویشاوندان نزدیک کوسه نهنگ ها است. کوسه گورخری در میان صخره های مرجانی حرکت می نماید و دامنه حرکت عمودی محدودتری دارد. پژوهشگران اطلاعات ژنتیکی استخراج شده از بافت کوسه گورخری را با داده های ژنومی کوسه نهنگ ها که قبلا منتشر شده بود، مقایسه کردند تا تفاوت در کد ژنتیکی این دو کوسه را پیدا نمایند. آن ها دو نقطه را پیدا کردند: مکان 94 و 178 روی دی ان ای کوسه که جهش های موجود در آن ها ترکیب اسیدهای آمینه سازنده پروتئین رودوپسین را تغییر می داد.

جهشی که در جایگاه 94 دیده می شد، جالب بود. همین جایگزینی اسید آمینه ای در کادماهی صخره ای سیاه نیز وجود داشت. کادماهی صخره ای سیاه یکی از ساکنان اعماق دریا است که در اطراف جنوبگان زندگی می نماید و می تواند نور آبی را ببیند. این امر موجب شد، پژوهشگران به این نتیجه برسند که تغییر آبی در بینایی کوسه نهنگ عمدتا با جهش در جایگاه 94 ارتباط دارد.

کوسه نهنگ ها و کادماهی سیاه تنها موجوداتی نیستند که دارای جهش در جایگاه 94 هستند. در انسان ها، یک تغییر ژنتیکی در این جایگاه، ثبات و کارآیی رنگدانه های رودوپسین را در شبکیه کاهش می دهد و موجب شرایطی به نام شب کوری ثابت مادرزادی می گردد. افراد مبتلا به این شرایط، ازنظر دید در محیط های کم نور مشکل دارند.

پژوهشگران پیشنهاد می نمایند که فرایند مشابهی در شبکیه کوسه نهنگ ها در جریان است. آن ها با دستکاری اسید آمینه های جایگاه 94 و 178 در بافت نهنگ و کوسه گورخری در آزمایشگاه دریافتند که در دماهای گرم تر ثبات رنگدانه رودوپسین کاهش پیدا می نماید و این رنگدانه تخریب می گردد. این بدان معنا است که رنگدانه های حساس به نور آبی آن ها احتمالا در آب های عمیق و سردتر موثر از آب های گرم سطحی عمل می نماید.

درنتیجه این امر، دید کوسه نهنگ ها هنگام مهاجرت به بالا و پایین آب دستخوش تغییر می گردد، زیرا تغییر دما رنگدانه های حس نماینده نور آبی آن ها را فعال و غیرفعال می نماید. کوراکو می گوید: دید آبی کوسه نهنگ ها در اعماق دریا فعال می گردد، درحالی که در نزدیکی سطح غیرفعال می گردد. توقف عمل رنگدانه ها در اعماق کمتر به این کوسه ها اجازه می دهد تا به جای تمرکز بر نور آبی، طیفی از نورهای موجود را ببینند.

جفری فاسیک، اکولوژیست بینایی در دانشگاه تمپا که در مطالعه تازه شرکت نداشت، می گوید، چند موجود غواص دیگر ازجمله نهنگ عنبر نیز با تنظیم رنگدانه های خود برای فیلتر کردن نور آبی در اعماق تاریک از استراتژی مشابهی استفاده می نماید. اما آن چه کوسه نهنگ ها را متمایز می نماید، این است که آن ها ازنظر بینایی از جهشی سود می برند که رنگدانه ها را تخریب می نماید. فاسیک می گوید: این امر جالب است، زیرا نباید برای این حیوانات مفید باشد که به منظور داشتن این جهش تکامل پیدا نمایند، اما این جهش در کل گونه پراکنده است. آن ها حساسیت خود را با نوری که در محیط وجود دارد، مطابقت می دهند.

5858