کشف سند شگفت انگیز از منشأ آبزی بودن نوع بشر

دانشمندان اخیراً موفق شدند تا ارتباط جالب توجهی میان یک ژن مرتبط با رشد شنوایی در انسان را با رشد حسی در شقایق‌های دریایی شناسایی کنند. به عبارت دیگر، این ژن که pou-iv (pow-four) نامیده می‌شود را می‌توان در شاخک‌های شقایق دریایی ستاره دار (Nematostella vectensis) نیز یافت که نقش مهمی در حس لامسه حیوان بازی می‌کند.

دانشمندان می‌گویند شاخه Cnidaria که شقایق‌های دریایی به آن تعلق دارند، نزدیک‌ترین نسبت با شاخه Bilateria را دارد که حیواناتی با تقارن دو طرفه مانند انسان در آن حضور دارند.

این شاخه اخیر از اجداد مشترکی نشأت گرفته اند که در حدود ۷۴۸ تا ۶۰۴ میلیون سال پیش می‌زیسته اند. کشف نقش این ژن در شقایق دریایی ستاره دار نشان می‌دهد که این ژن در جد مشترک آن‌ها نیز وجود داشته و احتمالاً در آن زمان هم نقشی در رشد حسی داشته است.

این مطالعه هیجان‌انگیز است، زیرا نه تنها زمینه جدیدی از تحقیقات را در مورد چگونگی ایجاد و عملکرد حس مکانیکی در شقایق دریایی باز می‌کند، بلکه به ما نشان می‌دهد که بلوک‌های سازنده حس شنوایی ما ریشه‌های تکاملی باستانی دارند که قدمت آن به صد‌ها میلیون می‌رسد. ناگایاسو ناکانیشی، زیست‌شناس دانشگاه آرکانزاس، در این خصوص اشاره می‌کند که این قدمت احتمالاً به دوره پرکامبرین می‌رسد.

گیرنده‌های حسی دستگاه شنوایی در انسان و سایر مهره داران، سلول‌های مویی نامیده می‌شوند. این سلول‌ها دارای دسته‌هایی از اندامک‌های انگشت مانند به نام استریوسیلیا هستند که محرک‌های مکانیکی را حس می‌کنند، یعنی همان ارتعاشاتی که ما به صورت صدا می‌شنویم.

در پستانداران، pou-iv برای رشد سلول‌های مویی مورد نیاز است، زیرا ما این را از روی آزمایش بر روی موش‌هایی که فاقد این ژن هستند و ناشنوا هستند می‌دانیم.

شقایق دریایی ستاره دار، سلول‌های مویی حسی مکانیکی مشابهی روی شاخک‌های خود دارد که برای حس کردن حرکت استفاده می‌شود. با این حال، تا پیش از این اطلاعات کمی در مورد ژن pou-iv شقایق دریایی و نقش آن در رشد حسی این جاندار وجود داشت.

در همین زمان بود که تیمی از محققان به سرپرستی اتان اوزمنت، زیست شناس دانشگاه آرکانزاس تلاشی را آغاز کردند تا بفهمند که این ژن چه کار می‌کند. بهترین راه برای انجام این آزمایش، غیرفعال کردن ژن با استفاده از ابزار ویرایش ژن CRISPR-Cas ۹ و در ادامه مشاهده تغییرات احتمالی بود و این دقیقاً همان کاری بود که تیم انجام داد. آن‌ها یک دوز حاوی پروتئین Cas ۹ را به تخم‌های شقایق دریایی بارور شده ستارگان تزریق کردند تا ژن pou-iv را قطع کنند و رویان‌های در حال رشد و همچنین شقایق‌های رشد یافته و جهش یافته را مورد مطالعه قرار دادند.

در مقایسه با شقایق‌های دست کاری نشده، حیوانات جهش یافته رشد غیرطبیعی سلول‌های مویی شاخکولی را نشان دادند و در عین حال هیچ پاسخی به لمس نشان ندادند.

به عبارت دیگر، بدون ژن pou-iv، شقایق‌های دریایی قادر به درک محرک‌های مکانیکی از طریق سلول‌های مویی خود نبودند. علاوه بر این، حذف pou-iv در شقایق‌ها به طور قابل توجهی ژنی را که بسیار شبیه به ژنی که پلی سیستین ۱ را در مهره داران می‌سازد، سرکوب کرد، جایی که برای احساس جریان مایع در کلیه‌ها لازم است. شقایق‌های دریایی ممکن است کلیه نداشته باشند، اما حس کردن جریان مایع یک توانایی مفید برای حیوانات دریایی است.

به گفته محققان، همه این نتایج با هم نشان می‌دهد که ژن pou-iv نقش مهمی در توسعه سلول‌های حسی مکانیکی در جد مشترک جانداران شاخه‌های Cnidaria و Bilateria داشته است. با این حال، برای ردیابی این ژن، هنوز به داده‌هایی از شاخه‌های جانداری دیگر با نقاط واگرایی قبلی نیاز است.

این محققان در مقاله خود نوشتند: نتایج ما نشان می‌دهد که نقش ژن pou-iv در توسعه گیرنده‌های مکانیکی به طور گسترده‌ای در تمام گونه‌های جانداری شاخه‌های Cnidaria و Bilateria حفظ شده است. اینکه نقش ژن pou-iv در تمایز گیرنده‌های مکانیکی در تکامل حیوانات، در چه زمان ظاهر شد هنوز حل نشده باقی مانده است و به داده‌های مقایسه‌ای از پلاکوزوئن‌ها و اسفنج‌ها نیاز دارد.