تینا مزدکی: تاکنون بیش از ۲۰۰۰ گونه کرم شبتاب شناختهشده است که هرکدام الگوی منحصربهفرد خود را از جرقههای نور و اندامهای نورانی با شکلهای متفاوت دارند. اما آیا تابهحال فکر کردهاید که این حشرات چگونه از خود نور میتابانند؟ دانشمندان اکنون دو ژن کلیدی را کشف کردهاند که اجازه میدهد این اتفاق بیفتد.
شین هوا فو، زیستشناس دانشگاه چین، میگوید: «در مطالعه کرم شبتاب دو نکته کلیدی وجود دارد. اولین مورد این است که چگونه لاروهای کرم شبتاب، یا کرمهای درخشان، بهسرعت اندامهای سبک خود را به ساختار فیزیکی کاملاً متفاوتی در بزرگسالی تبدیل میکنند. مورد دیگر این است که چگونه بزرگسالان این حشرات میتوانند اندامهایی که فانوس نامیده میشوند، را کنترل کنند.»
دانشمندان ژنوم کرم شبتاب آبی (Aquatica leii)، را که در شالیزارهای برنج در چین یافت میشود، رمزگشایی کردند. با انجام این کار، آنها دو ژن کلیدی Alabd-B و AlUnc-۴ را که مسئول تشکیل، فعالسازی و موقعیتیابی اندام نورانی این کرم شبتاب هستند، به صفر رساندند. نتیجه تعجبآور بود، زیرا این ژنها که قبلاً برای کمک به رشد کرم شبتاب شناختهشده بودند، هرگز با بیولومینسانس مرتبط نبودند.
توضیح recive: بیولومینسانس به تولید و نشر نور، در اثر انجام یک واکنش شیمیایی- آنزیمی، در موجودات زنده است. برخلاف واکنشهای زیستی معمول که انرژی بهصورت گرمابه محیط داده میشود انرژی این واکنش به انرژی نورانی تبدیل میشود. بیولومینسانس در موجودات مختلف با اشکال ظاهری متنوع و با مکانیسمهای مختلف انجام میشود.
فو میگوید این یافته میتواند به دانشمندان کمک کند تا بفهمند چگونه حشرات میتوانند درست مانند آتشبازی، آسمان را روشن کنند. او بر این باور است که این یافته بسیار مهم است زیرا تعداد کرمهای شبتاب در سراسر دنیا در حال کاهش است. در حال حاضر هجده گونه در ایالاتمتحده و بسیاری دیگر در سطح جهان به دلیل ترکیبی از آلودگی نوری، استفاده از آفتکشها، از بین رفتن زیستگاه و عوامل دیگر با انقراض روبرو شدند.
فو، اینگونه را کشف کرد و از سال ۲۰۰۰ روی آن مطالعه کرد، حتی یک کلنی در آزمایشگاه ایجاد کرد که سالانه ۶۰۰۰۰۰ کرم شبتاب تولید میکند. این جمعیت به او این امکان را داد که مطالعه پنجره ۲۴ ساعته دقیق زمانی را بلافاصله پس از مرحله شفیره داشته باشد. در این مرحله اندامهای نورانی بالغ آنها رشد میکنند.
در این آزمایش فو و همکارش شروع به تغییر ژنوم این حشرات کردند تا ببینند خاموش کردن یا از بین بردن ژنهای خاص چه تأثیری دارد. آنها کشف کردند که در طول شفیره شدن، کرم شبتاب ژنهای Alabd-B و AlUnc-۴ خود را فعال میکند، که باعث میشود فانوس بالغ در موقعیت مناسب در شکم رشد کند. جینگ-که ونگ، بیوشیمیدان و مدیر مؤسسه رابط گیاه و انسان در دانشگاه نورث استرن در بوستون، مطالعه جدید را به دلیل استفاده از ابزارها و آنالیزهای پیشرفته ژنومی تأثیرگذار معرفی کرد.
علاوه بر این، ونگ، که در این تحقیق شرکت نداشت، میگوید که این مطالعه، زمینه درک این موضوع فراهم میکند که چگونه جد مشترک کرمهای شبتاب این دو ژن را برای تولید نور انتخاب کردهاند.
بااینحال، چالشهای زیادی برای گسترش تحقیقات تکاملی در پیش است. پرورش کرم شبتاب بسیار دشوارتر از پرورش موش، مگس میوه یا سایر حیوانات معمولی مطالعه است. علاوه بر این، مطالعه دانشمندان تنها محدود به نرهای یکگونه، A. leii است، که به این معنی است که این مسیر در نیمی از جمعیت شبتابها یعنی مادهها نسبت ناشناخته باقی میماند. فو قصد دارد نیم دیگر جمعیت این حشرات را در پژوهشهای بعدی خود موردبررسی قرار دهد.
منبع: nationalgeographic
۳۲۳
