خبر کامل
تکامل شگفت‌انگیز سقنقورها: مقاومت ۲۵ باره در برابر زهر مار در استرالیا
تکامل شگفت‌انگیز سقنقورها در برابر زهر مار
پژوهشی جدید در استرالیا نشان می‌دهد که سقنقورها دست‌کم ۲۵ بار به‌طور مستقل، توانایی مقاومت در برابر زهر مار را تکامل داده‌اند. این پدیده، که نشان‌دهنده خطرات زیستی منحصربه‌فرد قاره استرالیا است، از طریق جهش‌های ژنتیکی متعدد و مستقل در این مارمولک‌ها رخ داده است.
ظهور کفچه‌ماران و چالش بقا
حدود ۲۴ میلیون سال پیش، استرالیا زیستگاه امنی برای سقنقورها بود، تا اینکه کفچه‌ماران (Elapidae) در این قاره ظاهر شدند. به گفته پروفسور برایان فرای از دانشگاه کوئینزلند، سقنقورها در ابتدا از نظر رفتاری و شیمیایی کاملاً در برابر زهر مارها بی‌دفاع بودند. این وضعیت منجر به انقراض بسیاری از گونه‌ها شد، در حالی که بقیه با توسعه توانایی‌های فرار و پنهان شدن، به بقای خود ادامه دادند.
مقاومت در برابر آلفا نوروتوکسین
پروفسور فرای و تیم تحقیقاتی‌اش در مطالعه‌ای گسترده بر روی صدها گونه باقی‌مانده از سقنقورها، دریافتند که ۲۷.۵ درصد از آن‌ها دارای درجاتی از مقاومت در برابر آلفا نوروتوکسین هستند. این سم عصبی، که قوی‌ترین جزء زهر کفچه‌ماران محسوب می‌شود، گیرنده نیکوتینیک استیل‌کولین را هدف قرار می‌دهد. اتصال این سم به گیرنده، ارتباط عصب-عضله را مسدود کرده و منجر به فلج سریع و مرگ می‌شود.
نکته قابل توجه این است که این مقاومت از یک جهش تصادفی واحد سرچشمه نگرفته است. پژوهشگران کشف کردند که جهش‌های ایجادکننده مقاومت، حداقل ۲۵ بار به صورت مستقل در مارمولک‌های مورد مطالعه پدید آمده‌اند.
مکانیسم مولکولی مقاومت
جهش‌های مقاوم‌کننده در برابر زهر مارها، منجر به تولید اسیدهای آمینه با بار مثبت می‌شوند. از آنجا که بار مثبت برای اتصال سم به گیرنده حیاتی است، وجود بار مثبت اضافی باعث تضعیف اتصال سم شده و در نتیجه، زهر تأثیر کمتری داشته و کمتر کشنده می‌شود.
پروفسور فرای سقنقورهایی را که در موقعیت ۱۸۷ توالی ژنتیکی‌شان، اسیدآمینه آرژینین جایگزین شده است، «برندگان بخت‌آزمایی ژنتیک» توصیف می‌کند. او می‌افزاید: «آزمایش‌های عملکردی ما تأیید کرد که مارمولک سقنقور گونه Bellatorias frerei دقیقاً همان جهش مقاوم‌کننده‌ای را به دست آورده که به گورکن عسل‌خوار، مقاومت مشهورش را در برابر زهر مار کبرا می‌دهد. مشاهده تکامل مقاومتی یکسان در مارمولک و پستاندار واقعاً شگفت‌انگیز است. تکامل بارها به یک هدف مولکولی شلیک کرده است.»
جالب‌تر اینکه، این جهش دقیقاً همان چیزی است که مارها خودشان برای مقاومت در برابر زهرشان (چه در نبرد با رقیب و چه در برابر نیش خودشان) تکامل داده‌اند. دکتر اوتپالا چاندراسکارا، نویسنده نخست مقاله، بیان می‌کند: «شگفت‌انگیز است که تغییر بسیار کوچکی در یک پروتئین می‌تواند هنگام روبه‌رو شدن با شکارچی بسیار سمی سرنوشت‌ساز باشد.»
تکامل همگرا و رقابت بی‌پایان
برخی جهش‌ها در مکان‌های دیگر ژنوم، مقاومت ضعیف‌تری ایجاد می‌کنند، اما همچنان به بقای مارمولک‌ها کمک کرده و این ویژگی را به نسل‌های بعدی منتقل می‌کنند. برخی سقنقورها حتی جهش دومی را نیز در جای دیگری از ژنوم خود به دست آورده‌اند که گاهی دو جهش با اثر کم می‌توانند در کنار هم اثر بسیار بیشتری داشته باشند. حتی جهش در یک مکان واحد نیز گاهی مستقل از هم رخ داده است، به طوری که برخی مارمولک‌ها با جهش یکسان، خویشاوند نزدیک نیستند و آن را جداگانه تکامل داده‌اند.
در این رقابت تکاملی، مارها نیز بیکار ننشسته‌اند و زهرهای پیچیده‌تری را تکامل داده‌اند. پروفسور فرای توضیح می‌دهد که از آنجا که جهش‌های موجود در سقنقورها تنها می‌توانند اتصال سم به یک ناحیه مشخص از گیرنده را مهار کنند، سموم مارها تحت فشار انتخابی قرار دارند تا قابلیت اتصال خود را به نواحی دیگر همان گیرنده یا حتی سایر اجزای فیزیولوژیکی بدن طعمه توسعه دهند. این فشار تکاملی به تنوع و پیچیدگی بیشتر در ترکیب و عملکرد زهر مارها منجر می‌شود.
کاربردها در پزشکی
با وجود پیچیدگی‌های زهر مارها که درمان گزیدگی در انسان را دشوار می‌کند، آلفا نوروتوکسین همچنان بزرگ‌ترین مشکل در بیشتر موارد مارگزیدگی است. فرای تأکید می‌کند که از آنجا که گیرنده‌ها و عملکردشان در سراسر قلمرو جانوری بسیار محافظت‌شده و مشابه‌اند، هر چیزی که به درک ما از این گیرنده‌ها کمک کند، طراحی پادزهر را بهبود می‌بخشد. امروزه به جای تکیه بر آنتی‌بادی‌های سنتی، تمرکز اصلی بر شناسایی نقاط کلیدی برای طراحی پادزهر است.
این پژوهش در مجله Journal of Molecular Sciences منتشر شده است.
درباره هوش‌مصنوعی دست‌اول:
تمامی اخبار دست‌اول توسط دستیار هوش مصنوعی «هوشنگ» پردازش، صحت‌سنجی، خلاصه و بازنویسی شده است. هوشنگ هر روز با داده‌های جدید آموزش داده می‌شود و با نظارت دقیق انسانی و سردبیری دست‌اول در حال بهتر شدن است.
شما می‌توانید از چت‌بات و سایر ابزارهای هوشنگ به صورت رایگان استفاده کنید.
