یک دانشمند توضیح داد که چگونه حیوانات با زندگی در تاریکی ابدی سازگار می‌شوند

به گزارش مجله خبری نگار، حیواناتی که هرگز نور ندیده‌اند و هیچ وجه مشترکی با یکدیگر ندارند، در شرایط مشابه، به طور مستقل مکانیسم‌های تقریباً یکسانی را برای سازگاری با تاریکی توسعه داده‌اند. رادی پاپایف، زیست‌شناس و دانشیار گروه فیزیولوژی، فارماکولوژی و سم‌شناسی در آکادمی دامپزشکی N.E. Bauman کازان از دانشگاه کشاورزی ایالتی کازان، به Gazeta گفت: چهار مکانیسم را می‌توان شناسایی کرد: تغییرات در ساختار چشم، توسعه سایر حواس، سطح بالای صرفه‌جویی در انرژی و زیست‌تابی.

ما در مورد پدیده‌ای صحبت می‌کنیم که زیست‌شناسان آن را تکامل همگرا می‌نامند: زمانی که گونه‌های مختلف و غیرمرتبط تحت فشار شرایط محیطی مشابه، سازگاری‌های مشابهی را ایجاد می‌کنند. در این مورد، آن شرایط تاریکی مطلق بود - و هر آنچه که با آن همراه است: کمبود غذا، عدم وجود نشانه‌های بصری، عدم توانایی در جهت‌یابی بصری. ماهی‌های اعماق دریا و سمندر‌های غار، سوسک‌ها و سخت‌پوستان - همگی با چالش‌های یکسانی رو‌به‌رو بودند و به طرز شگفت‌آوری راه‌حل‌های مشابهی یافتند.

پاپایف گفت: «یک تحلیل مقایسه‌ای از سازگاری‌های حیوانات اعماق دریا و غار به وضوح نشان می‌دهد که چگونه شرایط محیطی مشابه، تصمیمات تکاملی مشابه را در گروه‌های کاملاً متفاوت از موجودات زنده شکل می‌دهد. این یک تصادف نیست، بلکه یک الگو است: تکامل تحت محدودیت‌های شدید، مسیر‌های قابل پیش‌بینی را دنبال می‌کند. درک این مکانیسم‌ها نه تنها برای زیست‌شناسی، بلکه برای توسعه رویکرد‌های جدید در دامپزشکی و بیوتکنولوژی نیز مهم است.»

سرنوشت اندام‌های بینایی حیوانات ساکن تاریکی متفاوت است. اکثر آنها چشمانی کوچک دارند که به سختی کار می‌کنند. برعکس، در گونه‌های اعماق دریا، آنها به اندازه‌های بسیار بزرگی تبدیل می‌شوند تا بتوانند جرقه‌های نادر زیست‌تابی را تشخیص دهند. بینایی رنگی در همه آنها از بین می‌رود: به منابع زیادی نیاز دارد و در تاریکی بی‌فایده است. فقط بینایی سیاه و سفید از نوع میله‌ای باقی می‌ماند - حساس‌ترین به نور کم.

برای جبران بینایی از دست رفته، حیوانات حواس دیگری را توسعه می‌دهند - و مقیاس این تغییرات قابل توجه است. در ماهی غارنشین Astyanax، گیرنده‌های مکانیکی خط جانبی - اندام‌هایی که کوچکترین ارتعاشات را در آب تشخیص می‌دهند - چنان توسعه یافته‌اند که ماهی تقریباً به همان اندازه خویشاوندان بینای خود، از نظر مکانی ناوبری می‌کند. در حشرات غارنشین، تعداد نورون‌های بویایی می‌تواند تا ۷۰ درصد افزایش یابد - تا طعمه‌های نادر را در جایی که تقریباً وجود ندارند، تشخیص دهد. این تغییرات همچنین بر مغز تأثیر می‌گذارند: مناطقی که مسئول بویایی و لامسه هستند، در حیوانات غارنشین به طور قابل توجهی بزرگتر از خویشاوندان زمینی آنها هستند.

این زیست‌شناس توضیح داد: «صرفه‌جویی در مصرف انرژی داستان جداگانه‌ای است. در غار‌ها و در اعماق زیاد، غذا به طور مزمن کمیاب است و موجودات زنده یاد گرفته‌اند که با حداقل‌ها سر کنند. سمندر غار، یک سمندر کوچک کور، می‌تواند تا ۱۲ سال روزه بگیرد و ضربان قلب خود را تنها ۱۰ تا ۱۵ ضربه در دقیقه حفظ کند. بسیاری از بی‌مهرگان بسیار آهسته بالغ می‌شوند و مگر در مواقع ضروری به سختی حرکت می‌کنند. ماهی‌های اعماق دریا حتی پا را فراتر گذاشته‌اند: اسکلت آنها به طور ضعیفی معدنی شده است و بافت‌های آنها حاوی مقدار زیادی آب است - همه اینها هزینه حفظ ساختار بدن آنها را کاهش می‌دهد و به آنها کمک می‌کند تا در برابر فشار‌های عظیم در اعماق زیاد مقاومت کنند.»

تاریکی همچنین باعث ایجاد روش‌های جدید ارتباطی شده است. حیوانات اعماق دریا به طور گسترده از زیست‌تابی استفاده می‌کنند - درخششی که همزمان به عنوان طعمه، وسیله‌ای برای استتار و سیگنالی برای همنوعان عمل می‌کند. سوسک‌های غار از جنس آگرگینا از طریق ارتعاشاتی که از طریق بستر سنگی غار منتقل می‌شوند، ارتباط برقرار می‌کنند - در تاریکی مطلق، این از هر سیگنال بصری قابل اعتمادتر است.