كائن حي مذهل يتطور بسرعة البرق – أسرع مما كنا نتخيل

“قد تربح مجلات Hearst وYahoo عمولات أو إيرادات على بعض العناصر من خلال هذه الروابط.”

• نوع من العوالق الحيوانية دافنيا بوليكس (المعروف أيضًا باسم برغوث الماء) هو قشريات مجهرية تتميز بعادات تكاثرها الفريدة التي تجعلها النوع المثالي لدراسة التطور والانتقاء الطبيعي.

• تبحث دراسة جديدة في كيفية عمل الانتقاء الطبيعي بشكل أكثر دقة مما كان يُعتقد سابقًا أثناء وجود الكائن الحي في بيئة مستقرة.

• إن التعمق في هذه الآلية التطورية قد يساعد العلماء على فهم القدرة التكيفية للكائنات الحية في البرية، وفي الوقت نفسه تطوير استراتيجيات لتقوية شبكات الغذاء المعرضة للخطر في مواجهة تغير المناخ.

دافنيا بوليكستُعرف هذه الحشرة باسم برغوث الماء، وهي بالكاد مرئية بالعين المجردة ولكنها تلعب دورًا حيويًا في النظم البيئية للمياه العذبة في جميع أنحاء العالم كفريسة لكل من الأنواع الفقارية واللافقارية. كما تعمل برغوث الماء على الحد من ازدهار الطحالب (التي يمكن أن تتسبب في أضرار بملايين الدولارات للاقتصاد الأمريكي). ولكن خارج موطنها المائي، تترك هذه القشريات الصغيرة إرثًا ضخمًا في عالم العلوم.

هذا بسبب د. بوليكس ما يُعرف باسم “الكائن النموذجي”، وهو نوع تمت دراسته على نطاق واسع لفهم ظواهر بيولوجية معينة. كان برغوث الماء أول قشريات يتم تسلسل جينومه في عام 2011 (بالمناسبة، الكائن الحي لديه المزيد الجينات التي يمتلكها البشر، وكان هذا المخلوق حاسماً في مهمة علماء الأحياء المستمرة لفهم آليات التطور. وبسبب تكاثره الاستنساخي أو اللاجنسي، درس العلماء التباين الجيني بين السمات، بما في ذلك العمر وحجم الولادة ومعدل النمو والاستجابة المناعية. و اكثر من ذلك بكثير.

الآن، قام علماء من جامعة ولاية أريزونا، إلى جانب زملاء من جامعة وسط الصين العادية وجامعة نوتردام، بتحليل ما يقرب من 1000 د. بوليكس وقد قام الباحثون بتحليل عينات من النباتات واكتشفوا قوة الانتقاء الطبيعي على الجينات الفردية سنة بعد سنة. ومن المثير للدهشة أن الفريق وجد تقلبات كبيرة في المتغيرات الجينية، المعروفة باسم الأليلات، حتى في الظروف المستقرة، وهي استراتيجية من الممكن أن تزيد من القدرة على التكيف مع البيئات المتغيرة مع الحفاظ على التنوع الجيني. وقد نشرت نتائج الدراسة في مجلة وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم (الأكاديمية الوطنية للعلوم).

وقال مايكل لينش من جامعة ولاية أريزونا، والمؤلف الرئيسي للدراسة الجديدة، في بيان صحفي: “لقد أعطتنا هذه الدراسة، لأول مرة، لمحة عن أنواع التغيرات الزمنية في ترددات الجينات التي تحدث حتى في بيئات تبدو ثابتة، وهو نوع من التغيير المستمر في التنوع الجيني الموزع عبر الجينوم”.

بسبب دافنيا تتميز هذه السلالة بدورة تكاثر سريعة وحساسية للملوثات البيئية، وغالبًا ما تُستخدم أعضاء هذه السلالة لاختبار سمية المياه العذبة، ولكن في المختبر، أصبحت هذه السمات أداة بالغة الأهمية لدراسة التطور. وعلى مدار فترة زمنية امتدت لعشر سنوات، حللت الدراسة التباين الجيني لـ د. بوليكس في بيئة مستقرة، أظهرت الدراسة أن الكائنات الحية تعرضت لضغوط انتقائية متغيرة، لكنها جميعًا ألغيت في النهاية، مما يعني أن أي سمة مهيمنة لم تسيطر على تطور الكائن الحي أو تؤثر عليه. بعبارة أخرى، يُظهر هذا أن التطور يعمل على مستوى أكثر دقة مما كان يعتقد العلماء سابقًا.

ورغم أن هذا يتحدى المفهوم النمطي لدراسة التنوع الجيني والتباعد باعتبارهما الدليل الوحيد على شدة الضغوط الانتقائية، فإن هذه الاستراتيجية البيولوجية تساعد الكائن الحي أيضاً على الاحتفاظ بالتنوع الجيني مع الاستعداد للتكيف السريع. على سبيل المثال، لاحظ العلماء أن الجينات الموجودة على الكروموسومات القريبة من بعضها البعض تطورت بالتنسيق مع بعضها البعض. وقد يؤدي هذا إلى توريث مجموعات مفيدة من المتغيرات الجينية، وبالتالي تسريع التكيف مع البيئة المحيطة بها.

بطبيعة الحال، في عصر تغير المناخ، فإن فهم هذه الآليات التطورية الأساسية أمر مهم. ولأنه من المستحيل إعادة خلق الضغوط التطورية على الأنواع في البرية بشكل مثالي، فإن فهم الوظائف الأساسية لأنواع في بيئة مستقرة يمكن أن يساعد في تشكيل الأساس لكيفية ملاءمة الأنواع الأخرى للتكيف. وفي نهاية المطاف، يمكن أن يساعد هذا العلماء على بناء المرونة في بعض السكان لحماية شبكات الغذاء ذات الأهمية الحيوية.

يتعمق العلم أكثر في عالم التطور العجيب، وكل ذلك بفضل القشريات المجهرية.

قد يعجبك أيضاً