به نقل از «فرارو»

ژاپنی‌ها معمای کم بودن حشرات در دریا را حل کردند

تاریخ انتشار: ۱۷ اردیبهشت ۱۴۰۲ | کد خبر: ۳۷۶۹۶۴۶۲

دانشمندان ژاپنی در پژوهش جدیدی نشان داده‌اند که یک آنزیم، دلیل کم بودن حشرات در دریا و زیاد بودن آن‌ها در خشکی است.

به گزارش ایسنا و به نقل از سایتک دیلی، دانشمندان ژاپنی باور دارند آنزیم منحصربه‌فرد «مولتی کوپر اکسیداز-۲» (MCO ۲) که به حشرات کمک می‌کند تا پوسته‌های خود را سفت کنند، دلیل نادر بودن آن‌ها در محیط‌های دریایی و موفقیت آن‌ها در خشکی است.

بیشتر بخوانید: اخباری که در وبسایت منتشر نمی‌شوند!

دانشمندان «دانشگاه متروپولیتن توکیو» (TMU)، فرضیه‌ای را برای پاسخ دادن به این پرسش ارائه کرده‌اند که چرا حشرات در محیط‌های دریایی بسیار نادر هستند. آن‌ها در پژوهش‌های پیشین خود دریافتند که حشرات، یک مکانیسم شیمیایی منحصربه‌فرد را برای سفت کردن پوسته خود ایجاد می‌کنند. این مکانیسم از اکسیژن مولکولی و آنزیم مولتی کوپر اکسیداز-۲ استفاده می‌کند. استدلال کنونی دانشمندان این است که مکانیسم مورد نظر، در دریا به حشرات ضرر می‌رساند، اما مزایایی را در خشکی برای آن‌ها دارد و آنزیم مولتی کوپر اکسیداز-۲ را در قلب تکامل حشرات قرار می‌دهد.

حشرات از موفق‌ترین موجودات روی کره زمین هستند. گفته می‌شود که آن‌ها بین همه جانوران زمینی، بیشترین زیست‌توده را تشکیل می‌دهند و تأثیر قابل توجهی بر اکوسیستم جهانی دارند. با وجود این، فراوانی آن‌ها به موازات نادر بودن شگفت‌انگیز آن‌ها در دریا قرار دارد. تعداد بسیار کمی از حشرات، دریا را خانه می‌دانند؛ حتی اگر اجداد بیولوژیکی آن‌ها از آنجا آمده باشند. این یک معمای فراگیر در علم است که دانشمندان سال‌هاست سعی دارند راز آن را کشف کنند.

دانشمندان دانشگاه متروپولیتن توکیو به سرپرستی «سوناکی آسانو» (Tsunaki Asano) دانشیار این دانشگاه، راه حلی را براساس ژنتیک تکاملی ارائه کرده‌اند. جدیدترین دانش در حوزه تبارزایی مولکولی به ما آموخته است که سخت‌پوستان و حشرات، بخشی از خانواده «همه‌سخت‌پوستان» (Pancrustacea) هستند. حشرات، گونه‌ای بودند که دریا را ترک کردند و با خشکی سازگار شدند. آن‌ها یک ویژگی مهم مشترک دارند که یک اسکلت بیرونی متشکل از یک لایه موم و کوتیکول سفت است.

این گروه پژوهشی در پروژه پیشین خود به این نتیجه رسیدند که وقتی حشرات با محیط‌های زمینی سازگار شدند، ژن منحصربه‌فردی را ایجاد کردند که آنزیم مولتی کوپر اکسیداز-۲ را به وجود می‌آورد. این آنزیم به آن‌ها کمک می‌کند تا کوتیکول‌های خود را با استفاده از اکسیژن سفت کنند. مولتی کوپر اکسیداز-۲، واسطه یک واکنش است که در آن اکسیژن مولکولی، ترکیباتی به نام «کاتکول‌آمین» (Catecholamine) را در کوتیکول اکسید می‌کند و آن‌ها را به عواملی تبدیل می‌سازد که سطح را به هم متصل و آن را سفت می‌کنند. این برخلاف روش سخت‌پوستان است که کوتیکول‌های خود را با استفاده از کلسیم آب دریا سفت می‌کنند.

دانشمندان دانشگاه متروپولیتن توکیو باور دارند که این روش به دلیل وجود اکسیژن فراوان، زمین را برای حشرات بسیار مناسب‌تر می‌کند. دریا در حال حاضر به دلیل کمبود اکسیژن و فراوانی موجودات سازگارتر، محیطی خشن است.

دلیل مورد نظر فقط این نیست که دریا دیگر محیط مهمان‌نوازی برای حشرات به شمار نمی‌رود. سفت شدن و خشک شدن کوتیکول از طریق مسیر آنزیم مولتی کوپر اکسیداز-۲، به ایجاد یک ماده زیستی منجر می‌شود که نه تنها محافظ است، بلکه وزن کمی دارد. به گفته دانشمندان، شاید به همین دلیل است که حشرات توانایی بالا رفتن از گیاهان، سر خوردن روی آن‌ها و در نهایت پرواز کردن را به دست آورده‌اند.

این ویژگی، امکان مهاجرت کردن را برای آن‌ها فراهم آورد. بدین ترتیب، حشرات توانستند جا‌های خالی قبلی را در اکوسیستم پر کنند و این یک نیروی محرکه قوی بود که به زیاد شدن تعداد آن‌ها منجر شد. این ویژگی هم در تضاد با سخت‌پوستان است که پوسته متراکم‌تری دارند و یک همبستگی قوی بین تراکم و درجه «کلسیفیکاسیون» (Calcification) در آن‌ها دیده می‌شود.

حشرات با وجود این ویژگی‌ها، به سختی می‌توانند تنها بندپایانی باشند که با زمین سازگار می‌شوند. بنابراین، واضح است که آنزیم مولتی کوپر اکسیداز-۲ برای موفقیت در شرایط زمین، زیاد ضروری نیست. با وجود این، ماهیت کوتیکول‌های حشرات گویای موفقیت آن‌ها در محیط‌های زمینی است. در واقع، این گروه پژوهشی باور دارند که مولتی کوپر اکسیداز-۲ ممکن است یکی از ویژگی‌های تعیین‌کننده در وجود حشرات باشد. به این معنا که اگر مولتی کوپر اکسیداز-۲ وجود نداشته باشد، حشره‌ای هم در کار نخواهد بود.

این پژوهش، در مجله «Physiological Entomology» به چاپ رسید.

منبع: فرارو

کلیدواژه: حشرات سخت پوستان

درخواست حذف خبر:

«خبربان» یک خبرخوان هوشمند و خودکار است و این خبر را به‌طور اتوماتیک از وبسایت fararu.com دریافت کرده‌است، لذا منبع این خبر، وبسایت «فرارو» بوده و سایت «خبربان» مسئولیتی در قبال محتوای آن ندارد. چنانچه درخواست حذف این خبر را دارید، کد ۳۷۶۹۶۴۶۲ را به همراه موضوع به شماره ۱۰۰۰۱۵۷۰ پیامک فرمایید. لطفاً در صورتی‌که در مورد این خبر، نظر یا سئوالی دارید، با منبع خبر (اینجا) ارتباط برقرار نمایید.

با استناد به ماده ۷۴ قانون تجارت الکترونیک مصوب ۱۳۸۲/۱۰/۱۷ مجلس شورای اسلامی و با عنایت به اینکه سایت «خبربان» مصداق بستر مبادلات الکترونیکی متنی، صوتی و تصویر است، مسئولیت نقض حقوق تصریح شده مولفان در قانون فوق از قبیل تکثیر، اجرا و توزیع و یا هر گونه محتوی خلاف قوانین کشور ایران بر عهده منبع خبر و کاربران است.

خبر بعدی:

معمای فرسایش مداری مشتری‌های داغ حل شد

یک پژوهش جدید از کشف مکانیسم جدیدی خبر داده است که می‌تواند یک معمای دیرینه را درباره فرسایش مداری ستاره‌هایی مانند خورشید حل کند.

این پژوهش نشان می‌دهد که میدان‌های مغناطیسی ستاره‌ای، نقش مهمی را در از بین بردن جزر و مد گرانشی عامل فروپاشی مداری سیارات فراخورشیدی موسوم به «مشتری داغ» (ot Jupiter) دارند.

مشتری‌های داغ، سیارات گازی و پرجرم مشابه مشتری هستند که به طور غیرعادی نزدیک به ستاره‌های مادر خود می‌چرخند و تنها چند روز طول می‌کشد تا یک مدار را کامل کنند. این نزدیکی، هم سیاره و هم ستاره را در معرض جزر و مد‌های گرانشی قوی قرار می‌دهد که انرژی مداری را منتقل می‌کنند و باعث می‌شوند سیارات طی میلیارد‌ها سال به آرامی به سمت داخل حرکت کنند تا در نهایت به پایان برسند.

نظریه‌های جزر و مدی کنونی نمی‌توانند مشاهدات فروپاشی مداری منظومه «WASP-۱۲b» را به طور کامل توضیح دهند. مدار فرسایش‌یافته این مشتری داغ، آن را چند میلیون سال دیگر به سوی ستاره میزبانش موسوم به «WASP-۱۲» می‌فرستد.

گروه پژوهشی شامل دانشمندانی از «دانشگاه دورام» (Durham University)، «دانشگاه لیدز» (University of Leeds) و «دانشگاه نورث‌وسترن» (Northwestern University) به این نتیجه رسیدند که میدان‌های مغناطیسی قوی در ستاره‌های خاص خورشیدمانند می‌توانند جزر و مد گرانشی مشتری‌های داغ را به طور بسیار موثری از بین ببرند.

جزر و مد گرانشی، امواجی را درون ستاره‌ها ایجاد می‌کند. هنگامی که این امواج با میدان‌های مغناطیسی روبه‌رو می‌شوند، به انواع گوناگونی از امواج مغناطیسی تبدیل می‌گردند که به سمت بیرون حرکت می‌کنند و در نهایت ناپدید می‌شوند.

دکتر «کریگ دوگوید» (Craig Duguid) پژوهشگر دانشگاه دورام و پژوهشگر ارشد این پروژه گفت: این مکانیسم جدید، پیامد‌های گسترده‌ای را برای بقای سیاره‌های کوتاه‌مدت به ویژه مشتری‌های داغ دارد. این مکانیسم، یک روزنه جدید را از پژوهش پیرامون جزر و مد باز می‌کند و به راهنمایی ستاره‌شناسان رصدی در یافتن اهداف امیدوارکننده و مشاهده فرسایش مداری می‌پردازد.

یافته‌های این پژوهش نشان می‌دهند که برخی از ستاره‌های نزدیک ممکن است اهداف خوبی برای جستجوی مشتری‌های داغ در مدار‌های در حال فرسایش باشند. اگر ستاره‌های نزدیک پیدا شوند، می‌توانند شواهد بیشتری را درباره چگونگی تأثیرگذاری میدان‌های مغناطیسی بر جزر و مد این جهان‌های بیگانه ارائه کنند. همچنین، این پژوهش می‌تواند نشان دهد که انرژی جزر و مدی پراکنده‌شده در ستاره به کجا می‌رود.

این پژوهش در «The Astrophysical Journal Letters» به چاپ رسید.

منبع: میراث نیوز

باشگاه خبرنگاران جوان علمی پزشکی علوم فضایی و نجوم