جانور ترسناکی که بدون چشم هم می‌بیند

تمام موجودات معمولا نور را با چشم خود می‌بینند، اما تحقیقات جدید نشان می‌دهد برخی حشرات دنیا را این طور نمی‌بینند.

به گزارش خبرآنلاین به نقل از آرس‌تکنیکا، پروتئین‌های حسگر نور در تمام موجودات به چشم می‌خورند. حتی میکروب‌های تک سلولی هم دارای این پروتئین‌ها هستند. بقیه حیوانات دارای انواع اندام‌های حساس به نور هستند و به نظر می‌رسد تمام این گونه‌ها به یک روش کار می‌کنند: فوتون‌ها جذب پروتئینی می‌شوند که به یون‌ها اجازه حرکت در غشاء را می‌دهد. در تک سلولی ها، پروتئین‌ها با ایجاد مسیر در یون‌ها به آن‌ها اجازه پاسخ گویی می‌دهد. در اعضای پیچیده تر، یون‌ها با حرکت در سلول‌های عصبی باعث سیگنال دهی آن‌ها می‌شود.

ولی دانشمندان در هفته جاری به پدیده‌ی عجیبی برخوردند: هزارپا. این موجود بی تردید به نور پاسخ می‌دهد، چرا که زمانی که مورد حمله قرار می‌گیرد خود را عقب می‌کشد یا به تکه سنگ یا دیواری پناه می‌برد. با این حال به نظر می‌رسد بسیاری از گونه‌های این موجود چشم ندارند (و گونه‌هایی که عضوی شبیه چشم دارند نور را با آن حس نمی‌کنند). تحقیقات روی ژنوم این موجودات حاکی از آن است که آن‌ها پروتئین حساس به نور ندارند,، ولی آن‌ها چطور می‌بینند.

حرارت

بسیاری از هزارپا‌ها عضوی مثل چشم و سلول‌های پاسخ گو به نور دارند؛ و تحقیقات روی این اعضا حاکی از آن است که این اعضا هیچ تاثیری روی واکنش این حیوان نسبت به نور ندارند. همچنین مسئله نبود ژن هم در میان است. پروتئین‌های حساس به نور هم ساختار مشابهی دارند، به این دلیل که آن‌ها باید با ایجاد کانال از طریق غشاء به یون‌ها اجازه عبور دهند.

بنابراین، زمانی که توالی ژنوم در دسترس باشد، انتخاب ژن برای این پروتئین‌ها معمولا آسان است.

در هر صورت، خیلی از گونه‌های هزارپا چشم ندارند؛ و اگر به خانه‌ها سرک نکشند معمولا زیر سنگ‌ها یا خرابه‌ها زندگی می‌کنند. آن‌ها لزوما نیاز به دیدن محیط اطراف خود ندارند.

ولی اگر آن‌ها را در معرض نور قرار دهید آن‌ها گلیم خود را به سرعت از آب بیرون می‌کشند. پس آن‌ها نور را حس می‌کنند,، ولی ان چطور ممکن است؟

برای پاسخ به این سوال، گروهی از محققان چینی سیستمی راه اندازی کردند تا هزارپا‌ها را در معرض نور قرار دهند و واکنش آن‌ها را مورد آزمایش کنند. از تصاویر مادون قرمز، الگویی مشخص در شاخک آن‌ها به دست آمد: آن‌ها در نور گرمتر می‌شدند. در حدود ۱۰ ثانیه دمای شاخک ۸ درجه افزایش یافت، خیلی سریع‌تر از دیگر اعضای بدن.

اما بقیه اعضای بدن چنین واکنشی نداشتند. در ادامه محققان با گذاشتن فویل روی شاخک هزارپا فعالیت آن را مختل کردند. این کار، توانایی آن‌ها در پیدا کردن مکان‌های تاریک را به شدت کاهش داد. به لطف این تحقیق محققان تصور می‌کنند حساسیت این موجودات به نور مربوط به همین ارگان‌هاست.

ژن‌های کم یاب

محققان سپس تصمیم به شناسایی ژن‌ها گرفتند. آن‌ها برای این کار تمام ژن‌های فعال در شاخک‌ها را استخراج کردند. سپس بخش‌هایی که غشاء از آن عبور می‌کرد را شناسایی کردند، چرا که پروتئین باید به یون‌ها این اجازه را بدهد. این کار، تعداد ژن‌های مورد از نظر را از ۸ هزار به هزار کاهش داد. در این مرحله محققان ژن‌ها را تک تک در سلول‌های انسانی قرار دادند تا در آخر ژنی را که به یون‌ها اجازه می‌دهد در دمای بالا وارد سلول‌ها شوند پیدا کردند.

این ژن بی. آر. تی. ان. ای. سی. ال.۱ نام داشت، و تا حدودی به گروه شناخته شده‌ای از کانال‌های یونی مربوط است که به یون‌های سدیم اجازه ورود و خروج از سلول‌ها را می‌دهد. ولی آن گروه به دما حساس نیست. بی. آر. تی. ان. ای. سی. ال.۱ نسبت به یون‌ها ورودی خیلی حساس نیست، و برای مثال با کمال میل اجازه عبور کلسیم از غشا‌ها را می‌دهد.

بعد از آزمایش مواد گوناگون، محققان فهمیدند تستوسترون فعالیت بی. آر. تی. ان. ای. سی. ال.۱ را مختل می‌کند. این موضوع از نظر بیولوژیکی تهدیدی نیست چرا که حشرات تستوسترون تولید نمی‌کنند. اما این مطمعنا روش معقول تری است، چون می‌توانید بدون نگرانی از تغییر رفتار حشره شاخک‌ها را آغشته به تستوسترون کنید. پس محققان برای بررسی حساسیت هزارپا به نور از تستوسترون استفاده کردند، و حشره دیگر واکنشی نسبت به نور نداشت.

تمام این یافته‌ها اشاره به این دارد که این حیوانات نور را بدون دریافت مسقیم فوتون‌ها حس می‌کنند. آن‌ها نور را به شکل غیر مستقیم حس می‌کنند. آن‌ها برای اینکار از اندامی بهره میبرند که هنگامی که در معرض نور قرار می‌گیرد گرم می‌شود و حشره با تغییر دما نور را حس می‌کند. در حال حاضر این پدیده فقط در هزارپا‌ها مشاهده شده. ممکن است هزارپا‌ها در این زمینه در زیست شناسی منحصر به فرد باشند.

دو نکته جالب توجه در مورد این پدیده وجود دارد. اول اینکه پروتئین‌های زیادی وجود دارند که اعضای بدن برای تشخیص دما از آن استفاده می‌کنند، مثل پروتئینی که باعث می‌شودهنگام حس گرمای زیاد خود را عقب بکشیم. ولی بی. آر. تی. ان. ای. سی. ال.۱ اصلا شبیه آن‌ها نیست. به نظر می‌رسد این پروتئین به شکل مستقل تکامل یافته. نکته دوم اینکه ما نمی‌دانیم شاخک این حشرات چطور گرم می‌شوند.