وقتی تکامل به سیم آخر می‌زند: چرا اژدهای دریایی این‌قدر عجیب است؟

در میان موجودات عجیب‌و‌غریب اقیانوس، اژدهای دریایی برجسته است. اژدهای دریایی که از خویشاوندان اسب‌های دریایی و لوله‌ماهی است، پوزه‌‌ی بلند و باریکی دارد که مانند نی از آن برای مکیدن وعده‌های غذایی خود استفاده می‌کند که از سخت‌پوستان میکروسکوپی تشکیل می‌شود.

این ماهی‌ها به‌جای فلس با زره استخوانی پوشیده شده‌اند و ستون فقرات آن‌ها در هم گره خورده است. اژدهای دریایی نر همچون اسب‌های دریایی، تخم‌های بارور ماده را در کیسه‌ای حمل می‌کند. دو گونه‌ از آن‌ها وجود دارد: اژدهای دریایی برگدار و اژدهای دریایی علفی.

اژدهای دریایی برگدارها زائده‌های منشعب ظریفی دارند که موجب می‌شود در زیستگاه‌های استرالیایی جنوبی عملاً از جلبک‌های دریایی تشخیص‌ناپذیر باشند. اژدهای دریایی علفی ساده‌تر، اما رنگارنگ‌تر است و خطوط بنفش رنگ و خال‌های زردرنگی دارد.

اژدهای دریایی علفی (سمت راست) درمقایسه‌با اژدهای دریایی برگدار

بررسی نزدیک اژدهای دریایی برگدار در آب‌های جنوب استرالیا

بیل کرسکو از دانشگاه اورگن ژنتیک اژدهای دریایی را مطالعه می‌کند تا به سؤالی اساسی جواب دهد. او و همکارانش می‌خواهند بدانند چرا اژدهای دریایی به این شکل درآمده‌ است. او گفت: «این موضوع ما را مجذوب خود کرده است که چگونه موجودی به این شکل می‌تواند وجود داشته باشد؟ چه چیزی در ژنوم او تغییر کرده است؟»

مطالعه‌ای که ماه ژوئن در مجله‌ی PNAS منتشر شد، تلاش کرد به این پرسش‌ها پاسخ دهد. پژوهشگران ژنوم اژدهای دریایی برگدار و اژدهای دریایی علفی را توالی‌یابی و آن را با ماهی‌های دیگر مقایسه کردند.

ظاهر عجیب اژدهای دریایی موجب شد پژوهشگران فکر کنند که ممکن است اتفاق غیرعادی برای ژن‌های فاکتور رشد فیبروبلاست آن رخ داده باشد. به‌گفته‌ی سوزی بشام، پژوهشگری در آزمایشگاه دکتر کرسکو و یکی از نویسندگان مقاله، فیبروبلاست برای رشد اعضایی مانند دندان که آن‌ها فاقد آن هستند یا ایجاد صورت یا رشد زائده‌ها و... بسیار مهم است.

وقتی آن‌ها ژنوم این حیوانات را بررسی کردند، شگفت‌زده شدند که اژدهای دریایی چند مورد از این ژن‌های مهم رشد را به‌کلی از دست داده بود. کلی اسمال، یکی دیگر از نویسندگان مقاله از دانشگاه اورگن گفت: «در ابتدا باور نکردم.» درحالی‌که اژدهای دریایی این ژن‌های رشد را نداشت، ژنوم این موجودات پر از بخش‌های تکراری کد ژنتیکی بود که ترانسپوزون‌ نامیده می‌شوند.

زمانی این نوع کدهای تکراری ژنوم «DNA زائد» نامیده می‌شدند؛ زیرا دانشمندان درباره‌ی نقش آن‌ها مطمئن نبودند؛ اما ترانسپوزون‌ها یا «ژن‌های پرش‌کننده» می‌توانند خود را از یک نقطه درون کد ژنتیکی ببُرند و به‌جای دیگری منتقل کنند و مانع از این شوند که ژن‌های دیگر صفات موجود را ایجاد کنند.

پژوهشگران نمی‌توانند با اطمینان بگویند که آیا ژن‌های پرش‌کننده مسئول نبود ژن‌های فاکتور رشد در اژدهای دریایی هستند. دکتر اسمال گفت شواهدی از کد ژنتیکی تکرارشونده نزدیک نقاطی که ژن‌ها از دست رفته‌اند، وجود دارد که ممکن است حاکی از فعالیت ترانسپوزون باشد. باوجوداین، دانشمندان به ژنوم‌های بیشتری از درخت خانوادگی این ماهی نیاز دارند تا بتوانند این ارتباط را تأیید کنند.

سی‌تی‌اسکن با وضوح زیاد از اژدهای دریایی علفی، بینش‌های جدیدی درمورد ضمایم خاردار این ماهی حاصل کرد.

پژوهشگران علاوه‌بر مطالعه‌ی DNA اژدهای دریایی، سی‌تی‌اسکنی با وضوح بسیار زیاد از اژدهای دریایی علفی تهیه کردند. تصاویر اشعه‌ی ایکس به آن‌ها بینشی از زائده‌های پارومانندی داد که پژوهشگران حدس می‌زنند ممکن است زائده‌های خاردار تغییریافته باشد.

اکسل میر، پژوهشگر اژدهای دریایی در دانشگاه کنستانتس آلمان، می‌گوید این مطالعه درک دانشمندان از طرح‌های بدنی غیرعادی این موجودات را افزایش می‌دهد. دکتر کرسکو نیز می‌افزاید DNA اژدهای دریایی می‌تواند بینش‌هایی درباره‌ی چگونگی حفظ آن‌ها ارائه دهد که بسیار مهم است؛ زیرا آن‌ها در طبیعت بسیار نادر هستند و نگه‌داری از آن‌ها در اسارت دشوار است. یک ماهی از این گونه می‌تواند بیش از ۱۰ هزار دلار قیمت داشته باشد و تکثیر آن‌ها تقریباً غیرممکن است.

اژدهای دریایی برگدار در آکواریوم بیرچ مؤسسه‌ی اقیانوس‌شناسی اسکریپس در سندیگو

لزلی ماتسوشیگه در آکواریوم بیرچ مؤسسه‌ی اقیانوس‌شناسی اسکریپس در سن‌دیگو به‌مدت بیش از ۲۰ سال از این موجودات مراقبت کرده است. وی بیان می‌کند: «باور کنید خیلی از کسانی که با آن‌ها کار می‌کنم، دوست ندارند از آن‌ها مراقبت کنند؛ زیرا مراقبت از آن‌ها کار پرزحمتی است.» این ماهی درمقابل نوسان نور و دما حساس است و برای تقلید از طلوع و غروب خورشید باید تغییرات تدریجی را تجربه کند. ماتسوشیگه تلاش کرده است نور شبانه‌ی مخزن حاوی آن‌ها را با مراحل ماه مطابقت دهد.

ماتسوشیگه می‌گوید با وجود مشکلات، برای اکواریوم‌هایی مانند بیرچ و آکواریوم تنسی که هر دو بافت‌های اژدهای دریایی را برای مطالعه‌ی DNA فراهم کردند، مهم است که راه‌هایی برای کمک به رشد و شکوفایی آن‌ها پیدا کنند. همان‌طور‌که تغییرات اقلیمی زیستگاه‌های آن‌ها را تهدید می‌کند، بقای اژدهای دریایی ممکن است به برنامه‌های تکثیر در باغ‌وحش و آکواریوم‌ها بستگی پیدا کند؛ بنابراین، باید دانش بیشتری درباره‌ی آن‌ها به‌دست آوریم.