بازنویسی ژنوم و تغییرات ژنتیکی در ماهی کاد

به گزارش مجله خبری نگار،در کنار شاه‌ماهی (هرینگ)، کاد نقشی کلیدی در تأمین معیشت صنایع، جوامع و خانواده‌ها داشت. اما اکنون در شکل اولیه خود، عملاً ناپدید شده‌اند.

ممنوعیت صید کاد

صید ماهی کاد در اندازه‌های قابل توجه، امروزه به صحنه‌ای نادر بدل شده و از سال ۲۰۱۹ به دلیل فروپاشی جمعیتی این گونه، صید هدفمند آن ممنوع است.

اما مسئله تنها کاهش تعداد ماهی‌ها نیست. کاد‌ها کوچک‌تر شده‌اند و این تغییرات صرفاً در ظاهر خلاصه نمی‌شود.

فشار صید و بازنویسی ژنوم یک گونه

مطالعه‌ی محققان GEOMAR

طبق نتایج پژوهشی از مرکز تحقیقاتی GEOMAR Helmholtz در کیِل آلمان، دهه‌ها فشار شدید صید تنها باعث کاهش تعداد ماهی‌ها نشد بلکه ساختار ژنتیکی گونه را نیز بازنویسی کرده است.

کشف تغییرات ژنتیکی معنادار

این مطالعه نشان داد که فعالیت‌های انسانی، ژنوم ماهی کاد در دریای بالتیک را تغییر داده است.

«استثمار انتخابی بیش‌از‌حد، ژنوم کاد شرقی دریای بالتیک را تغییر داده است.»

دکتر کوی یانگ هان، نویسنده اول این تحقیق

او ادامه داد: «ما شاهد کاهش معنادار در اندازه متوسط ماهی‌ها هستیم که به افت نرخ رشد ارتباط دارد.»

برای اولین بار در گونه‌ای کاملاً دریایی، شواهدی از تغییرات تکاملی در ژنوم جمعیتی از ماهیان در معرض بهره‌برداری شدید ارائه شده که جمعیت را در آستانه فروپاشی قرار داده است.

تغییرات ژنتیکی در ماهی کاد

تغییر در ژن‌های مرتبط با رشد و تولیدمثل

مطالعه، تغییرات ژنتیکی مشخصی را در ارتباط با نحوه رشد و تولیدمثل کاد شناسایی کرد. پژوهشگران دریافتند که انواع ژنی مرتبط با رشد، در طول زمان کم یا زیاد شده‌اند؛ که نشانه‌ای کلاسیک از انتخاب جهت‌دار (Directional Selection) است.

این تغییرات تصادفی نبودند. بلکه دقیقاً با ژن‌های شناخته‌شده موثر بر اندازه و تولیدمثل مطابقت داشتند.

نقش معکوس‌شدگی کروموزومی

محققان همچنین تغییراتی را در بخش خاصی از ژنوم کاد – یعنی معکوس‌شدگی کروموزومی (Chromosomal Inversion) – مشاهده کردند. این بخش معمولاً به جانوران در سازگاری با فشار‌های محیطی کمک می‌کند.

در این مورد نیز همان الگوی انتخابی را دنبال کرد و ثابت کرد که کاهش اندازه کاد ناشی از شانس یا تغذیه ضعیف نیست بلکه فرایندی تکاملی است که در اثر شیوه صید انسان ایجاد شده است.

بررسی DNA در نمونه‌های گذشته

استفاده از گوش‌سنگ (Otolith)

برای بررسی این تغییرات بلندمدت، تیم تحقیقاتی سراغ ابزار غیرمعمولی رفتند: گوش‌سنگ (Otolith) در گوش داخلی ماهی‌ها. درست مانند حلقه‌های درختان، این سنگ‌های کوچک داده‌های رشد را به تفکیک هر سال ذخیره می‌کنند.

تحلیل ترکیبی شیمیایی و ژنتیکی

محققان از ۱۵۲ نمونه گوش‌سنگ جمع‌آوری شده از حوضه بورنهولم در فاصله ۱۹۹۶ تا ۲۰۱۹ (در قالب مجموعه داده‌های بلندمدت دریای بالتیک GEOMAR) استفاده کردند.

آنها تحلیل شیمیایی گوش‌سنگ‌ها را با توالی‌یابی DNA با وضوح بالا ترکیب کردند و الگوی رشد و صفات ژنتیکی کاد را در بازه سه دهه فشار صید پیگیری کردند.

تکامل به‌دست انسان

پیامد‌های تغییرات ژنتیکی

نتیجه؟ ماهی‌هایی که سابقاً رشد سریع و اندازه بزرگ داشتند، تقریباً ناپدید شده‌اند. آنهایی که باقی مانده‌اند، ماهی‌های کوچکتر، زودرس و کندرشد هستند که پیش از به دام افتادن در تور، بالغ می‌شوند.

«وقتی در طول سال‌ها، همواره بزرگ‌ترین ماهیان از جمعیت حذف می‌شوند، ماهیان کوچکتر و زودرس از مزیت تکاملی برخوردار می‌شوند.»

دکتر تورستن رویش، رئیس بخش اکولوژی دریایی GEOMAR

او اضافه کرد: «ما در حال مشاهده تکامل در زمان واقعی و تحت تاثیر فعالیت انسان هستیم. این از لحاظ علمی شگفت‌انگیز، اما از منظر زیست‌بومی بسیار نگران‌کننده است.»

بازگشت کاد تضمین‌شده نیست

کاهش برگشت‌پذیری تغییرات ژنتیکی

تغییرات ژنتیکی ثبت‌شده در کاد، به سادگی قابل بازگشت نیستند. ماهی‌هایی که رشد کند و بلوغ زودرس دارند، هرچند زنده می‌مانند، اما بهره‌وری کمتری دارند. آنها در اندازه‌های کوچکتر بالغ می‌شوند و تخم‌ریزی کمتری دارند.

خطر کاهش تنوع ژنتیکی

علاوه بر این، تنوع ژنتیکی کاد در حال کاهش است. در حالی که این تنوع برای سازگاری گونه‌ها با شرایط جدید، حیاتی است.

«تغییرات تکاملی طی نسل‌های بسیار رخ می‌دهد. بازیابی این تغییرات، بسیار بیشتر از زمان افول، طول می‌کشد و شاید حتی ممکن نباشد.»

دکتر رویش

او اشاره کرد: «این موضوع را در داده‌های اندازه‌گیری سال ۲۰۲۵ از سفر دریایی ALKOR نیز می‌بینیم؛ با وجود ممنوعیت صید، هیچ نشانه‌ای از بازگشت اندازه بدن ماهی‌ها دیده نمی‌شود.»

اهمیت ژنتیک ماهی کاد

فراتر از یک گونه

این ماجرا فقط در مورد ماهی نیست. در واقع، نشان می‌دهد چگونه انسان می‌تواند در زمان واقعی، یک گونه را وادار به تکامل کند و بازگرداندن آن چقدر دشوار است.

تغییرات ژنتیکی، به محض از بین رفتن فشار، به سرعت بازنمی‌گردند. بسیاری از آنها باقی می‌مانند و در اغلب موارد ماندگار می‌شوند.

منبع: فوت وفن