تغییر تکاملی؛ تغذیه مگس میوه از میوه نونی مسموم

نوعی مگس‌ میوه در یک آزمایشگاه با خوشحالی تمام به مصرف میوه «نونی» می‌پردازد. این میوه در حالت طبیعی برای گونه‌های مختلف مگس سمی است. متخصصین ژنتیک بدنبال شواهد ژنتیکی در مورد این توانایی بر آمدند: چگونه حشرات با این خوراک‌های جدید سازگار شدند؟ این خطی از تحقیقات ژنتیکی است که در مورد آفات کشاورزی نیز کاربرد دارد.

 تغییر تکاملی؛ تغذیه مگس میوه از میوه نونی مسموم میوه «نونی» (Noni) که گفته می‌شود طیفی از منافع طبی را برای انسان دارد (البته به‌اثبات نرسیده)، برای مگس میوه سمی است. این میوه و رابطه آن با مگس میوه یک قرن است توجه محققین ژنتیک را به خود معطوف داشته است. در مورد گونه‌ای از مگس میوه که بطور معمول در آزمایشگاه‌های مختلف سراسر دنیا استفاده می‌‌شود، ‌نونی نماد هلاکت و از بین رفتن است. اغلب محققین چنین قضاوت می‌کنند: «اگر مگسی از مخمر رشدیافته بر نونی تغذیه کند، خواهد مرد»

وقتی جمع‌آوری‌کنندگان، تورها و تله‌های حاوی موزهای در حال فساد در جزیره کوچک «مایوت» در حد فاصل ماداگاسکار و آفریقا را بر می‌داشتند متوجه شدند که یکی از خویشاوندان نزدیک مگس میوه یعنی «دروزوفیل یاکوبا» با نشاط تمام از مخمر رشدیافته روی این میوه ممنوعه تناول می‌کند بدون اینکه دچار بیماری یا عارضه خاصی شود!؟

استادیار ژنتیک دانشگاه ویسکانزین-مادیسون معتقد است که «مخمر موجود روی نونی خوراک اصلی منوی غذای مگس‌ها در این جزیره است ولی در سرزمین اصلی، این مگس از هر چه روی میوه‌های در حال گندیدن بیابد مصرف می‌کند و برای او حالت سمی ندارد. آنها مخمر رشدیافته روی میوه‌ها را می‌خورند و لارو آنها در میان میوه در حال فساد غوطه‌ور می‌شود و در آن رشد می‌کند»

مگس‌های میوه‌ای که این چنین با خوردن سم زنده می‌مانند موضوع تحقیقی مناسبی در زمینه تکامل تغییرات جیره‌ای در حیوانات می‌باشد. می‌توان از ابزارهای ژنتیکی در مورد مگس میوه آزمایشگاهی معمولی در این زمینه استفاده کرد.

مگس میوه، اسب کاری علم ژنتیک است ولی اغلب آزمایشگاه‌هایی که با مگس میوه کار می‌کنند بر آزمایشاتی تمرکز دارند که در آنها از مجموعه کوچکی از سویه‌های آزمایشگاهی مگس میوه استفاده می‌شود. هدف استفاده از مگس میوه، درک تکامل در میدان عمل است. از آنجا که مگس میوه متفاوت و جدید یاکوبا در برابر خوردن میوه نونی مقاوم و ایمن است، ‌لذا این مگس شانس آن را ایجاد می‌کند که از خود سؤال کنیم این تبدیل چگونه رخ داده است؟ آیا آنها از ژن‌های مشابهی استفاده کرده‌اند؟ آیا این ارگانیسم‌ها پالت وسیع‌تری دارند و در نتیجه می‌توانند انتخاب کاملاً متفاوتی در زمان‌های بعدی داشته باشند؟

یک کوشش گردآوری در جزیره مایوت توسط متخصصین مرکز ملی تحقیقات علمی فرانسه معلوم ساخت که جمعیت قابل توجهی از مگس میوه یاکوبا وجود دارد و همه آنها علاقه عجیبی به نونی دارند.

از زمان کشفیات داروین در مجمع‌الجزایر گالاپاگوس،‌ گونه‌های مختلف حیوانات جزیره‌ای، نقش کلیدی در یافته‌های «بیولوژی تکاملی» بازی کرده‌اند. موجودات سررسیده متوجه می‌شوند که زندگی متفاوتی در برابر آنها قرار دارد؛ غذای آنها متفاوت است و باید با گونه‌های متفاوتی تعامل کنند. بنابرین آنها با پسرعموهای خود در سرزمین اصلی کمتر جفتگیری می‌کنند (اگر اصلاً جفتگیری نکنند) و بهمین دلایل با احتمال بیشتری به سمت مسیرهای تکاملی متفاوت کشانده می‌شوند. مگس‌های میوه یاکوبا ماده در جزیره مایوت ترجیح می‌دهند با نرهای جزیره اصلی جفتگیری نکنند. در نتیجه نوعی جداسازی تولید مثلی ایجاد می‌شود که در نهایت منجر به تکامل گونه جدید می‌گردد. وقتی این مگس‌ها به جزیره مایوت رسیدند احتمالا گزینه‌های زیادی در اختیار آنها نبوده است. بنابرین آنها برای بقای خود به این میوه مسموم روی آ‌ورده و برای ادامه بقای خود به آن چسبیدند.

آنالیز ژنتیکی نشان می‌دهد که مگس‌های جزیره بعد از رسیدن به جزیره در 30 هزار سال قبل ایمنی خود را در برابر سم میوه نونی توسعه دادند. این مدت‌ها بعد از یک انتقال مشابه دیگر است که توسط مگس میوه «دروزوفیل سچیلا» انجام شده است. این مگس نیز در منطقه وجود دارد و از مخمر روییده بر روی میوه نونی در حال فساد تغذیه می‌کند.

سؤال مهمتر این است که چگونه این دو تبدیل ژنتیکی بموازات یکدیگر ادامه یافتند؟ به نظر یکی از محققین یکی از گونه‌ها جذب نونی شد و دومی در برابر سم نونی ایمنی یافت. بهر حال نشانه قوی در مورد موازی بودن ژنتیکی در تکامل صفت جذب شدن مگس میوه به میوه نونی بدست نیامده است. آنها دنبال ژن‌های مقاومت می‌گردند که سم این میوه را برای آنها بی‌زیان ساخته است. بنابرین نه تنها در دو گونه مختلف مگس میوه صفت یکسانی توسعه یافته، بلکه احتمالاً ژن‌های مشابهی هم در آن دخیل بوده‌اند.

یافتن مگسی که اخیراً رفتار خوراک خود را تغییر داده باشد بدلایل عملی وسوسه‌انگیز است. با توجه به اینکه مشاهده می‌کنیم که اغلب آفات کشاورزی قبل از اینکه به محصولات حمله کنند منوی جدیدی را تحمل می‌کنند. در تصویر مگس‌های میوه دروزوفیل یاکوبا ملاحظه می‌شود که از مخمر رشد یافته بر روی میوه نونی تغذیه می‌کنند.

Amir Yassin, Vincent Debat, Héloïse Bastide, Nelly Gidaszewski, Jean R. David, and John E. Pool. Recurrent specialization on a toxic fruit in an island Drosophila population. PNAS, April 2016.

استفاده از مطالب سايت با ذكر منبع مجاز است                   مرتضی بیکی                                                                        ferimora@gmail.com                 تماس با سايت |