تقوم الأخطبوطات بإعادة أسلاك أدمغتها للتكيف مع درجات حرارة المحيط المختلفة
توصلت دراسة جديدة إلى أن الأخطبوطات ، مع تغير الفصول ، تعيد توصيل أدمغتها للتكيف مع درجات حرارة المحيط المتقلبة.
الأخطبوطات وغيرها من رأسيات الأرجل من ذوات الدم البارد ، أو الحرارة الخارجية ، مما يعني أنها لا تستطيع تنظيم درجة حرارة الجسم داخليًا. ونتيجة لذلك ، فهي عرضة لدرجات الحرارة الخارجية في الماء ، والتي يمكن أن تهدد وظائف المخ هذه المخلوقات الذكية بشكل استثنائي إذا أصبح الماء باردًا جدًا أو ساخنًا جدًا.
لمنع هذا ، أخطبوطات كاليفورنيا ذات البقعتين (الأخطبوط bimaculoides) تحرير الخاصة بهم RNA – جزيء الرسول بين الحمض النووي والبروتينات – لإنتاج بروتينات عصبية مختلفة استجابة لدرجات حرارة متفاوتة ، وفقًا للدراسة التي نُشرت يوم الخميس (8 يونيو) في المجلة خلية. بقيادة باحثين في مختبر الأحياء البحرية في وودز هول ، ماساتشوستس ، تركز الدراسة على مرسال الحمض النووي الريبي ، الذي يعمل كرسول للتعليمات المشفرة في الحمض النووي ويحمل المعلومات الجينية المنقولة إلى مصانع بناء البروتين ، أو الريبوسومات ، في الخلايا. .
متعلق ب: قد تكون الأخطبوطات ذكية بشكل مرعب لأنها تشارك جينات البشر في الذكاء
خلال الدراسة ، جمع العلماء 12 أخطبوطًا تم اصطيادها في البرية في كاليفورنيا ذات البقعتين – نوع بني مائل للصفرة معروف بعيون زائفة زرقاء قزحية – وقسموها إلى مجموعتين بناءً على ظروف اختبار مختلفة: خزان دافئ به ماء كان 71. درجة فهرنهايت (22 درجة مئوية) وخزان بارد به ماء كانت درجة حرارته 55 فهرنهايت (13 درجة مئوية). بعد عدة أسابيع ، قارن الباحثون نسخ الحمض النووي الريبي للأخطبوطات في الأحواض الدافئة بتلك الموجودة في البرد.
كانوا يتوقعون رؤية تغييرات في RNA في مواقع قليلة فقط. بدلاً من ذلك ، اكتشفوا تغييرات في أكثر من 20000 موقع من أصل 60.000 موقع نظروا إليها. ووجد الباحثون أن تعديلات الحمض النووي الريبي هذه بدأت تحدث في غضون ساعات بعد تعرض الأخطبوط لدرجات حرارة جديدة.
“يكمن جمال تحرير الحمض النووي الريبي في أنه من ناحية ، يمكنك تغيير المعلومات الجينية وهي سائلة تمامًا ، ومن ناحية أخرى ، ستحافظ على الحمض النووي سليمًا” ، كما قال مؤلف مشارك في الدراسة ايلي ايزنبرغ، الباحث في علم الوراثة في جامعة تل أبيب في إسرائيل ، قال لـ Live Science. “من الجيد أنه يمكنك تعديل الحمض النووي الريبي وفقًا لاحتياجات البيئة الحالية.”
في الجزء التالي من دراستهم ، عملوا مع باحثين في جامعة ميشيغان وجامعة تكساس للتكنولوجيا لتحديد ما إذا كانت هذه التغييرات في الحمض النووي الريبي قد أثرت بالفعل على بنية البروتين. للقيام بذلك ، قارنوا النسخ المعدلة وغير المعدلة لبروتينين في الأخطبوط مهمين لوظيفة الجهاز العصبي: كينيسين المرتبط بأغشية الخلايا ، وسينابتوتاغمين ، وهو بروتين مرتبط بالكالسيوم.
ووجدوا أدلة تؤكد أن التغيرات الناتجة عن درجة الحرارة في الحمض النووي الريبي تُرجمت إلى تغييرات هيكلية في كينيسين وسينابتوتاغمين – وأن هذه التغييرات ستؤثر أيضًا على وظيفة البروتينات ، على الأرجح بطريقة تجعل الأخطبوطات تتكيف بشكل أفضل مع المياه الباردة أو الدافئة. تعمل في.
“يمكن للمرء أن يقول ذلك [many of] وقال أيزنبرغ إن البروتينات التي يستخدمها الأخطبوط في الشتاء ليست هي نفسها التي يستخدمها في الصيف “. دراسة 2012 أظهر الباحثون اختلافات في الحمض النووي الريبي لأنواع مختلفة من الأخطبوط تعيش في مجموعة متنوعة من البيئات الدافئة والباردة ، لكن هذا هو أول بحث يُظهر أن تعديل الحمض النووي الريبي يحدث في نوع واحد من الأخطبوط استجابة للتغيرات في درجات الحرارة في الوقت الفعلي ، كما قال الباحثون.
بالنسبة للعديد من الأنواع ، يكون لتعديل الحمض النووي الريبي تأثير ضئيل أو معدوم على الفرد لأنه يحدث في مناطق من الحمض النووي لا ترميز أي شيء. على سبيل المثال ، لدى البشر الملايين من مواقع تحرير الحمض النووي الريبي ، لكن فقط 3٪ من هذه تؤثر على بنية البروتينات. في الأخطبوطات ، يؤثر تعديل الحمض النووي الريبي على غالبية بروتيناتها العصبية ، والآن يعرف العلماء أن هذه رأسيات الأرجل المتطورة تستخدم هذه القدرة على التأقلم مع المياه الدافئة والباردة.
وجد الباحثون أيضًا دليلًا على أن أخطبوط Verrill ذو البقعتين (الأخطبوط بيماكولاتوس) ، وهو قريب وثيق الصلة ، لديه أيضًا الحمض النووي الريبي حساسًا لدرجة الحرارة ، مما يشير إلى أن هذه الظاهرة قد تكون منتشرة بين الأخطبوطات والحبار.
“في نهاية اليوم ، لا نعرف سوى القليل جدًا عن ذلك [cephalopods]،” قال مايكل كوبا، عالم بيئة متخصص في رأسيات الأرجل في جامعة نابولي بإيطاليا ولم يشارك في الدراسة. “هذه الورقة هي مجرد خطوة أولى مهمة للغاية لفهم كيفية تعاملهم مع البيئة ،” قال لـ Live Science.
يعمل أيزنبرج وفريقه الآن على مزيد من البحث لتحديد ما إذا كان تحرير الحمض النووي الريبي يساعد الأخطبوطات على التكيف مع الظروف البيئية الأخرى ، مثل المناطق منخفضة الأس الهيدروجيني (الحمضية) أو منخفضة الأكسجين (“نقص الأكسجين”) ، والتي يمكن أن أكثر شيوعًا مع تسارع تغير المناخ.
