این جاندار، رکورددار بیشترین کروموزوم در بین تمام حیوانات جهان است

به گزارش گروه رسانه‌ای شرق،

این حشره دارای ۲۲۹ جفت کروموزوم است، در حالی که بسیاری از خویشاوندان نزدیک آن تنها ۲۳ یا ۲۴ جفت کروموزوم دارند.

به نقل از ساینس‌دیلی، محققان موسسه ولکام سنگر (Wellcome Sanger) و موسسه زیست شناسی تکاملی (IBE: CSIC-UPF) در بارسلونا، نشان داده‌اند که این کروموزوم‌ها به مرور زمان به جای تکثیر، شکسته شده‌اند.

اولین مطالعه ژنومی این پروانه که در روز ۱۰ سپتامبر منتشر شد، به متخصصان این امکان را می‌دهد تا دلایل تکاملی پشت این تعداد زیاد کروموزوم را بررسی کنند. تغییرات کروموزومی در سلول‌های سرطانی انسان نیز مشاهده می‌شود و بنابراین، درک این فرآیند در گونه‌های مختلف می‌تواند به تحقیقات سرطان کمک کند.

این اولین باری است که ژنوم پروانه آبی اطلس توالی‌یابی شده است. از این رو، متخصصان یک ژنوم مرجع استاندارد طلایی برای این گونه تولید کرده‌اند که به محققان اجازه می‌دهد این ژنوم بی‌نظیر را با سایر پروانه‌ها و بیدها مقایسه کنند تا در مورد چگونگی شکل‌گیری و تغییر گونه‌ها در طول زمان اطلاعات بیشتری کسب کنند.

تکامل و توسعه گونه‌های جدید طی میلیون‌ها سال اتفاق می‌افتد و همین موضوع، مطالعه عملی آن را دشوار می‌کند. در عوض، متخصصان می‌توانند از دی‌ان‌ای یک گونه استفاده کنند و آن را با سایر گونه‌های همان خانواده مقایسه کنند تا بفهمند کدام ژن‌ها و صفات، حفظ شده و کدام‌ از بین رفته‌اند و سپس حدس‌های آگاهانه‌ای در مورد دلیل آن بزنند.

داشتن داستان ژنتیکی یک گونه همچنین به ما این امکان را می‌دهد که بفهمیم فصل بعدی چگونه ممکن است پیش برود. به عنوان مثال، ممکن است بتوانیم بفهمیم که یک گونه چگونه می‌تواند به افزایش دمای جهانی پاسخ دهد و آیا ژن یا مکانیسمی دارد که ممکن است از آنها محافظت کند یا خیر. این می‌تواند به تلاش‌های حفاظتی و همچنین تحقیقات در مورد تولید محصولات مقاوم‌تر کمک کند.

پروانه آبی اطلس در رشته کوه‌های مراکش و شمال شرقی الجزایر یافت می‌شود و در حالی که پیش‌تر گمان می‌رفت بیشترین جفت کروموزوم را در قلمرو حیوانات داشته باشد، این اولین باری است که متخصصان ژنوم پروانه را برای تایید این فرضیه، توالی‌یابی کرده‌اند. برای مقایسه، یکی از خویشاوندان نزدیک پروانه آبی معمولی که به طور گسترده در بریتانیا یافت می‌شود، ۲۴ کروموزوم دارد.

تصور می‌شود تغییرات در تعداد کروموزوم‌ها در فرآیند تشکیل گونه‌های جدید نقش دارد و به گونه‌ها کمک می‌کند تا با محیط خود سازگار شوند. گروهی که پروانه آبی اطلس به آن تعلق دارد شامل بسیاری از گونه‌های نزدیک به هم است که در مدت زمان کوتاهی تکامل یافته‌اند.

در این تحقیق جدید، گروه تحقیقاتی دریافت که کروموزوم‌ها در نقاطی که دی‌ان‌ای کمتر پیچیده شده است، پراکنده شده‌اند. این بدان معناست که تقریبا همان مقدار اطلاعات ژنتیکی وجود داشته است، اما در بخش‌های کوچکتری بسته‌بندی شده است. تمام کروموزوم‌ها، به غیر از کروموزوم‌های جنسی، برش داده شده‌اند و محققان تخمین می‌زنند که این امر باعث شده است که تعداد کروموزوم‌ها در طول تقریبا سه میلیون سال از ۲۴ به ۲۲۹ برسد که مدت زمان نسبتا کوتاهی طبق استانداردهای تکاملی است.

معمولا فرض می‌شود که این نوع تغییر شدید کروموزومی منفی است. با این حال، پروانه آبی اطلس میلیون‌ها سال تکامل یافته و زنده مانده است. تنها در حال حاضر، به دلیل تغییرات اقلیمی و تأثیرات انسانی بر محیط زیست، مانند تخریب جنگل‌های سرو و چرای بیش از حد، جمعیت‌های آن در معرض خطر هستند.

این تحقیق سوالات متعددی را مطرح می‌کند که اکنون می‌توان در آینده به آنها پرداخت. تقسیم کروموزوم‌ها می‌تواند با امکان جابجایی مکرر قطعات ژنوم، به تنوع ژنتیکی بیشتری کمک کند یا می‌توانند مزایای ناشناخته دیگری را به همراه داشته باشد. در حالی که این ممکن است به پروانه‌ها کمک کند تا به سرعت با تغییرات سازگار شوند، گونه‌هایی با کروموزوم‌های زیاد نیز ممکن است به دلیل پیچیدگی بیشتر این امر با چالش‌هایی روبرو شوند و به طور بالقوه آنها را در طول زمان در معرض انقراض قرار دهند. تحقیقات بیشتر و مقایسه با سایر پروانه‌ها می‌تواند مشخص کند که آیا ژنی از بین رفته یا حفظ شده است و اطلاعات بیشتری در مورد زیست‌شناسی پروانه‌ها و همچنین درک عمیق‌تری از تکامل آنها به ما می‌دهد.

بازآرایی‌های کروموزومی در سرطان‌های انسانی نیز اتفاق می‌افتد و بنابراین، مطالعه این فرآیندها در دی‌ان‌ای پروانه آبی اطلس می‌تواند منجر به پیشرفت‌های جدیدی در سلامت انسان شود و راه‌های ممکن برای کاهش یا توقف این پدیده در سلول‌های سرطانی را نشان دهد.

دکتر راجر ویلا، نویسنده ارشد موسسه زیست‌شناسی تکاملی، می‌گوید: شکستن کروموزوم‌ها در گونه‌های دیگر پروانه‌ها نیز دیده شده است، اما نه در این سطح، که نشان می‌دهد دلایل مهمی برای این فرآیند وجود دارد که اکنون می‌توانیم شروع به بررسی آنها کنیم. علاوه بر این، از آنجایی که کروموزوم‌ها تمام اسرار یک گونه را در خود جای داده‌اند، بررسی اینکه آیا این تغییرات بر رفتار یک پروانه تأثیر می‌گذارند یا خیر، می‌تواند به شکل‌گیری تصویر کاملی از چگونگی و چرایی پیدایش گونه‌های جدید کمک کند.

دکتر شارلوت رایت، نویسنده اول در موسسه ولکام سنگر، می‌گوید: وقتی شروع به درک تکامل در پروانه‌ها کردیم، می‌دانستیم که باید عجیب‌ترین و تا حدودی مرموزترین پروانه آبی اطلس را توالی‌یابی کنیم. به لطف راجر ویلا، که پیش از این با همکارش برای یافتن و شناسایی این پروانه گریزان همکاری کرده بود، توانستیم این گونه را توالی‌یابی کنیم. با توانایی مشاهده دقیق چگونگی تقسیم کروموزوم‌های پروانه آبی اطلس در طول زمان در مکان‌های خاص، می‌توانیم بررسی کنیم که این امر چه مزایایی می‌تواند داشته باشد، چگونه بر توانایی آنها در سازگاری با محیطشان تأثیر می‌گذارد و اینکه آیا می‌توان از دی‌ان‌ای آنها درس‌هایی آموخت که ممکن است در آینده به حفاظت از محیط زیست کمک کند یا خیر.

پروفسور مارک بلکستر، نویسنده ارشد موسسه ولکام سنگر، می‌گوید: ژنوم‌ها کلید چگونگی پیدایش یک موجود و همچنین مسیر احتمالی آن در آینده را در اختیار دارند. برای اینکه بتوانیم داستان سیاره خود را روایت کنیم، باید داستان هر گونه را داشته باشیم و ببینیم که آنها در کجا با یکدیگر همپوشانی و تعامل دارند. همچنین به ما این امکان را می‌دهد که آموخته‌های خود را از یک ژنوم به ژنوم دیگر اعمال کنیم. به عنوان مثال، بازآرایی کروموزوم‌ها در سلول‌های سرطانی انسان نیز مشاهده می‌شود و درک این فرآیند در پروانه آبی اطلس می‌تواند به یافتن راه‌هایی برای محدود کردن یا متوقف کردن این روند در سلول‌های سرطانی در آینده کمک کند.

آخرین اخبار جامعه را از طریق این لینک پیگیری کنید.