شیوه تکامل هشت‌پا و ماهی مرکب دانشمندان را شگفت‌زده کرد

هنگامی‌که ما فکر می‌کردیم موجودی همچون هشت‌پا، دیگر ویژگی شگفت‌انگیز و اسرار‌آمیزی در چنته ندارد؛ ثابت شد که آن‌ها و دیگر سَرپایان روند تکامل شگفت‌انگیزتری را از هرگونه ارگانیسم دیگری روی سیاره زمین تجربه کرده‌اند. در آوریل ۲۰۱۷ بود که کشفی شگفت‌انگیز و خارق‌العاده‌ای توجه دانشمندان را به این نوع جانوران جلب کرد. در کشف اُختاپوسی همراه‌با بعضی از انواع سَرپایان و گونه‌ای از سپیداج که به‌نوعی ده‌پا فرض می‌شوند، مشخص شد که RNA آن‌ها براساس محیط زندگی سازگار شده است.

این اتفاقی عجیب است؛ چرا که چنین روندی برای سازگاری در جانداران چندسلولی روالی معمول نیست. در حقیقت وقتی یک ارگانیسم تغییر می‌کند که در برخی بخش‌های بنیادی دگرگونی انجام شود. این روند معمولاً با یک جهش ژنتیکی شروع می‌شود که به‌عبارتی دگرگونی در ترتیب DNA است. این تغییرات ژنتیکی بوسیله مولکول‌های وابسته DNA که به RNA معروف هستند به‌صورت واکنش‌ بروز پیدا می‌کنند.

می‌توانید تصور کنید که جهش‌های اصلاحی DNA همانند نت‌های یک دفتر موسیقی هستند. درحالی‌که RNA همانند یک رهبر ارکستر بسیار دقیق شرایط هماهنگی و فعالیت‌های سلول‌ها را که همچون نوازندگان هستند برعهده دارد تا پروتئین‌های ضروری و لازم برای حفظ ارگانیسم تولید شود و نغمه زیبای زندگی شنیده شود. RNA نیز به‌صورت کورکورانه دستور‌العمل‌ها را انجام نمی‌دهد. بعضی از اوقات این بهبودها با تغییر بعضی از مواد تشکیل‌دهنده و پروتئین‌ها نیز همراه است. هرچند فرصت وقوع این ویرایش در سلول‌ها نادر است ولی از آن به‌عنوان ویرایش آران‌ای یاد می‌کنند.

سال ۲۰۱۵ پژوهشگران کشف کردند که ماهیان مرکب بیش از ۶۰ درصد RNA خود در سیستم عصبی‌شان را تغییر داده‌اند. این دگرگونی به‌حدی بود که اساساً فیزیولوژی مغز آن‌ها تغییر کرده بود تا احتمالاً بتواند با شرایط دماهای مختلف در پهنه اقیانوس سازگار شوند. تیم پژوهش در سال ۲۰۱۷ کشف شگفت‌انگیزتری را نیز تجربه کرد. حداقل دو گونه هشت‌پا و یک سپیداج نیز همین تغییر اساسی را با نظم خاصی انجام داده بودند. برای مدل‌سازی مقایسه‌های تکاملی، پژوهشگران به روی مَلَوانَک و یک لیسه از شکم‌پایان نیز تمرکز کردند و متوجه شدند که این‌گونه‌ها نیز برای ادامه حیات خود از ویرایش آران‌ای بهره برده‌اند. جاشوا رزنتال، سرپرست پژوهشگران آزمایشگاه زیست‌شناسی دریایی آمریکا می‌گوید:

این نشان می‌دهد که ویرایش RNA در چنین سطح بالایی یک عملکرد انحصاری در میان نرم‌تنان نیست. بلکه این نوآوری دست‌آورد نیام‌داران از رده سَرپایان است.

پژوهشگران با آنالیز صدها هزار مکان ثبت RNA از این جانوران که به بخشی از سَرپایان معروف به نیام‌داران تعلق دارند، متوجه شدند که استعداد ویرایش RNA به نحو خاصی در بین سیستم عصبی نیام‌داران رایج است. کازوکو نیشی‌کورا ژنتیک‌شناس مؤسسه ویستار آمریکا که در این مطالعه فعالیتی نداشته است، در مصاحبه‌ای به مجله آتلانتیک اظهار کرد که من شگفت‌زده می‌شوم اگر این استعداد ویرایش آران‌ای وابسته به مغز بسیار توسعه‌یافته‌ی آن‌ها باشد.

این یک حقیقت مسلم است که نیام‌داران فوق‌العاده باهوش هستند. داستان‌های بی‌شماری از فرارهای هوشمندانه اختاپوس‌ها حتی بدون گذاشتن ردی از به‌کارگیری ابزار وجود دارد. انتشار خبری از اُختاپوسی نیوزیلندی که یاد گرفت است تا عکاسی کند، مدرکی مناسبی است که نشان می‌دهد اختاپوس‌ها با توانایی‌های شگفت‌انگیز خود می‌توانند از ابزار نیز استفاده کنند؛ بنابراین رزنتال معتقد است شواهد احتمال وجود یک فرضیه‌ی قانع‌کننده در وصف رابطه توانایی غیرمتعارف و شگفت‌انگیز اختاپوس‌ها در ویرایش RNA با مغز تکامل‌یافته‌شان بسیار محتمل است.

در گام بعدی، تیم پژوهش با تمرکز روی روند توسعه مدل‌های ژنتیکی سَرپایان به‌دنبال جواب سؤال‌هایی از قبیل این رفتند که آن‌ها چگونه و چه‌وقتی به ویرایش RNA دست‌ می‌زنند؟ رزنتال معتقد است که از طیف عوامل این واکنش می‌توان تغییر درجه حرارت تا تجربه‌ای بغرنج و پیچیده مشابه نوعی حافظه را در نظر گرفت.