دانشمندان سرانجام موفق شدند یکی از رازهای عجیب دنیای جانوران را رمزگشایی کنند: چرا عنکبوت‌های دریایی فاقد شکم هستند و اندام‌های حیاتی خود را در پاهایشان جای داده‌اند؟ پژوهشی تازه که در نشریه علمی BMC Biology منتشر شده، پاسخی ژنتیکی برای این پدیده ارائه می‌دهد.
ساختار بدنی متفاوت عنکبوت‌های دریایی
عنکبوت‌های دریایی، برخلاف خویشاوندان خشکی‌زی خود، فاقد شکم هستند. اندام‌های گوارشی، تنفسی و تولیدمثلی آن‌ها به‌جای قرارگیری در بخش شکمی، در پاهایشان جای گرفته‌اند. این ویژگی منحصر به‌فرد، مدت‌هاست ذهن زیست‌شناسان فرگشتی را به خود مشغول کرده است. اکنون، با توالی‌یابی کامل ژنوم گونه‌ای به نام Pycnogonum litorale یا همان عنکبوت دریایی گره‌دار، سرنخ‌هایی از این تفاوت ژنتیکی به‌دست آمده است.
نقش ژن‌های Hox در شکل‌گیری بدن
در این مطالعه، تمرکز اصلی پژوهشگران بر گروهی از ژن‌ها به نام Hox بوده است. این ژن‌ها مسئول تعیین ساختار و نظم اندام‌های بدن در بسیاری از جانوران هستند. از عروس دریایی گرفته تا پستاندارانی مانند پاندا، ژن‌های Hox نقش کلیدی در شکل‌گیری بدن ایفا می‌کنند. اما در مورد عنکبوت‌های دریایی، یک نکته عجیب کشف شد: ژنی که مسئول شکل‌گیری شکم است، به‌طور کامل از خوشه ژن‌های Hox حذف شده است.
حذف ژن، عامل اصلی یا پیامد فرگشتی؟
پراشانت شارما، زیست‌شناس دانشگاه ویسکانسین و نویسنده اصلی این پژوهش، می‌گوید این نخستین بار است که توالی کامل ژن‌های Hox در یک عنکبوت دریایی به‌دست آمده و نبود ژن مربوط به شکم در آن تأیید شده است. اما این کشف پرسش مهمی را مطرح می‌کند: آیا حذف این ژن باعث ناپدید شدن شکم شده یا برعکس، از بین رفتن شکم باعث بی‌نیازی به این ژن شده است؟
آنتونیس روکاس، زیست‌شناس فرگشتی دانشگاه وندربیلت، که در این پژوهش مشارکت نداشته، معتقد است این یافته‌ها نشان می‌دهد که از دست رفتن ژن‌ها نیز می‌تواند به اندازه ایجاد ژن‌های جدید در فرگشت نقش داشته باشد.
چالش‌های تحقیق و روش‌های نوآورانه
یکی از موانع اصلی در مطالعه ژنتیکی عنکبوت‌های دریایی، دشواری پرورش آن‌ها در محیط آزمایشگاهی است. اما جورج برنیس از دانشگاه وین، با ایجاد کلونی موفقی از این گونه، امکان بررسی دقیق‌تر را فراهم کرد. او و تیمش با جمع‌آوری این جانوران از سواحل دریای شمال و فراهم کردن شرایط تغذیه‌ای مناسب، توانستند چرخه زندگی آن‌ها را در آزمایشگاه بازسازی کنند.
گام بعدی در پژوهش‌های فرگشتی
برای درک بهتر نقش این ژن حذف‌شده، دانشمندان پیشنهاد داده‌اند که آن را در گونه‌ای دیگر از عنکبوت‌سانان غیرفعال کنند. اگر در نتیجه این آزمایش، شکم آن گونه نیز ناپدید شود یا تغییر شکل دهد، می‌توان ارتباط مستقیمی میان حذف ژن و ساختار بدنی عنکبوت‌های دریایی اثبات کرد.
این پژوهش نه‌تنها به یکی از معماهای زیست‌شناسی پاسخ داده، بلکه نشان داده است که فرگشت می‌تواند با حذف ژن‌ها نیز مسیرهای جدیدی در ساختار بدن موجودات زنده ایجاد کند.
