چگونه مرجان‌های قدیمی هنوز هم می‌توانند در بقا موفق باشند؟

به گزارش مجله خبری نگار،به خصوص در شرایط آب و هوایی در حال تغییر، این امکان وجود دارد که تولید و فیلتر کردن جهش‌هایی که در بخش‌های مختلف یک مرجان بزرگ رخ می‌دهند، به عنوان زمینه‌ای برای اثبات ژنتیک تطبیقی برای آینده عمل کند. مطالعه جدید محققان دانشگاه استنفورد، ایستگاه دریایی هاپکینز و آکادمی علوم کالیفرنیا روش جدیدی را نشان می‌دهد که برخی از جانداران بسیار قدیمی ممکن است برای بقا از آن استفاده کنند.

پژوهشگران توضیح می‌دهند: انسان کل مجموعه ژن‌های خود را از والدین خود دریافت کرده و این تنها ژن‌هایی هستند که برای کل زندگی وجود خواهند داشت. این ژن‌ها همچنین تنها ژن‌هایی هستند که به فرزندان انسان منتقل خواهد شد. البته، چند استثنا وجود دارد، مانند جهش‌هایی که در سلول‌های اسپرم یا تخمک اتفاق می‌افتند و ممکن است به نسل بعدی منتقل شوند.

تقریباً هر جانداری باید با مجموعه‌ای از ژن‌ها زندگی کند که در طول حیاتشان تقریباً بدون تغییر باقی می‌مانند، اما مطالعه اخیر روی مرجان‌های صخره‌های استوایی موضوع متفاوتی را نشان می‌دهد. این جانداران برای مدت بسیار طولانی دائماً در حال تغییر و آزمایش ژن‌های خود هستند و برخی از این تغییرات را به نسل بعدی منتقل می‌کند. به این ترتیب یک مرجان چند صد ساله ممکن است مخزن نوآوری ژنتیکی باشد و ممکن است به آماده سازی آن‌ها برای تغییرات آب و هوایی کمک کند.

الورا لوپز-ناندام (Elora López-Nandam) پژوهشگر ارشد این مطالعات با نمونه برداری از شاخه‌های مختلف این جانداران درخت مانند، ژنوم مرجان‌ها را با دقت بررسی کرد. توالی‌های ژنوم کامل صد‌ها مکان را در هر شاخه نشان دادند که در آن دی ان‌ای کمی متفاوت بود و این تفاوت‌ها نشان دهنده جهش‌های موضعی در این شاخه‌ها است.

سپس ناندام و همکارش ربکا آلبرایت (Rebecca Albright) از یک مرکز جدید در آکادمی علوم کالیفرنیا استفاده کردند تا همین مرجان‌ها را پرورش داده و ببینند کدام یک از جهش‌ها به گامت‌ها منتقل شده است. با کمال تعجب، از آنجایی که این اتفاق در انسان یا بیشتر حیوانات رخ نمی‌دهد، بسیاری از جهش‌ها در بافت‌های طبیعی مرجان‌ها به گامت‌ها منتقل شد. این امر بدان معناست که جهش‌هایی که در طول رشد مرجان‌ها رخ می‌دهند، می‌توانند به نسل بعدی منتقل شوند.

اما انتقال جهش به فرزندان انسان می‌تواند آن‌ها را با ژن‌های بالقوه بد به دنیا بیاورد. مطالعه ناندام نشان می‌دهد که مرجان‌ها این مشکل را با فیلتر کردن جهش‌ها قبل از تحویل به نسل بعدی کاهش می‌دهند.

با بررسی اینکه هر جهش در کجای ژنوم ظاهر می‌شود، محققان می‌توانند تغییراتی را بیابند که یک توالی پروتئین را تغییر می‌دهد. جهش‌های تصادفی، ژن‌های پروتئین را با سرعت‌های شناخته شده تغییر می‌دهند و این جهش‌ها اغلب مضراتی هستند که باعث بیماری ژنتیکی می‌شوند.

مطالعه ناندام نشان داد: جهش‌هایی که به نسل بعدی مرجان منتقل شدند، تغییرات پروتئینی بسیار کمتری داشتند. این یافته بدان معناست که مرجان‌ها به نوعی محتمل‌ترین جهش‌های مضر را فیلتر می‌کنند و فقط تغییراتی را منتقل می‌کنند که به سلول‌های مرجان آسیبی نمی‌رساند یا به طور بالقوه برای آن‌ها مفید است.

به گفته محققان، این جهش‌ها می‌توانند به تنوع ژنتیکی جمعیت مرجان‌ها بیفزایند و توانایی آن‌ها را برای سازگاری با شرایط جدید افزایش دهند. در اکثر حیوانات این فرآیند زمانی اتفاق می‌افتد که فرزندان جهش‌های جدیدی را به ارث می‌برند که در تخمک‌ها و اسپرم‌های والدینشان اتفاق می‌افتد، اما این اتفاق در حقیقت چندین نسل طول می‌کشد.