ایسنا/ دانشمندان مدت‌هاست می‌خواهند بدانند چرا عنکبوت‌های دریایی مهم‌ترین اندام‌های خود را در پاهایشان جای داده‌اند. عنکبوت‌های دریایی یک اندام کلیدی ندارند و یک ژن گمشده شاید دلیل آن باشد.

عنکبوت دریایی گره‌دار، تفاوت فیزیکی اساسی با عنکبوت‌های خشکی‌زی دارد. این جانور شکم ندارد. در عوض، اندام‌های تولیدمثلی، گوارشی و تنفسی‌اش را در پاهایش نگه می‌دارد.

این ویژگی عجیب که در تمام عنکبوت‌های دریایی دیده می‌شود، زیست‌شناسان فرگشتی را مجذوب کرده است.

این سبک زندگی بدون شکم چگونه آغاز شده است؟

در مقاله‌ای که در نشریه‌ BMC Biology منتشر شد، پژوهشگرانی که کل ژنوم عنکبوت دریایی گره‌دار را که گونه‌ای است که در هر دو سوی اقیانوس اطلس یافت می‌شود، تعیین توالی کرده‌اند، پاسخ‌های احتمالی‌ درباره‌ چگونگی جدایی این موجودات از سایر بندپایان ارائه داده‌اند.

این یافته‌ها یادآور آن است که فرگشت، این غربالگر بزرگ ژن‌ها، گاهی مسیرهای اسرارآمیزی را طی می‌کند.

پراشانت شارما (Prashant Sharma) از دانشگاه ویسکانسین-مدیسن که نویسنده‌ این مقاله است، می‌گوید زیست‌شناسانی که به دنبال ترسیم درخت‌تبار خانواده‌ عنکبوت‌ها و خویشاوندانشان هستند، مدت‌هاست در جست‌وجوی یک ژنوم کامل از عنکبوت دریایی بوده‌اند.

از آنجا که عنکبوت‌های دریایی عضو گروهی هستند که با عنکبوت‌های زمینی هم‌تبارند، ویژگی‌هایی که با عنکبوت‌های مدرن زمینی مشترک دارند، می‌تواند به نیای مشترک آن‌ها بازگردد.

اما پرورش عنکبوت‌های دریایی در آزمایشگاه دشوار است و همین، دلیل ناقص بودن مطالعات ژنتیکی پیشین در مورد آن‌ها بوده است.

برای توالی‌یابی کامل ژنوم یک گونه از عنکبوت دریایی، دکتر شارما به سراغ کلونی موفقی از گونه‌ Pycnogonum litorale یا عنکبوت دریایی گره‌دار رفت که توسط جورج برنیس (Georg Brenneis) از دانشگاه وین پرورش یافته بود. دکتر شارما، برنیس را «طراح اصلی رشد و تکامل عنکبوت دریایی» می‌نامد.

برای جمع‌آوری این جانوران، دکتر برنیس و همکارانش هنگام جزر به جزیره‌ای در دریای شمال می‌روند و سنگ‌ها را برمی‌گردانند تا عنکبوت‌های کوتاه و کند را که در زیر آن‌ها پنهان شده‌اند، پیدا کنند.

پس از انتقال آن‌ها به آزمایشگاه، دانشمندان مجموعه‌ای از شقایق‌های دریایی چسبیده به صدف‌ها را پیش روی‌شان می‌گذارند.برنیس می‌گوید: هر کدام هرچه دلشان بخواهد را برمی‌دارد. با تجربه و مشاهده‌ زیاد، پژوهشگران دریافته‌اند که این گونه از شقایق خاصی خوشش می‌آید.

پس از آنکه عنکبوت‌ها در قفس‌های سیمی جا می‌گیرند، نهایتا تولیدمثل می‌کنند. پژوهشگران، لاروهای مرجانی و غذاهای مورد علاقه‌ آن‌ها را فراهم می‌کنند و رشد و تکامل‌شان را مطالعه می‌کنند.

ژن‌های همین موجودات بودند که در مقاله‌ جدید مورد بررسی قرار گرفتند.

در میان ژنوم وسیع‌تر، پژوهشگران بر ژن‌هایی به نام Hox تمرکز کردند.

این قطعات دی‌ان‌ای رشد و نظم‌دهی بدن جانوران را کنترل می‌کنند و در موجوداتی همچون عروس دریایی و پانداها نیز یافت می‌شوند. این ژن‌ها به سلول‌های در حال رشد اطلاع می‌دهند که هر بخش از بدن باید چه شکلی پیدا کند. مثلا نابود کردن یک ژن Hox در مگس میوه می‌تواند باعث شود به‌جای شاخک، پا رشد کند.

مطالعات قبلی گمانه‌زنی کرده بودند که عنکبوت‌های دریایی ممکن است یک ژن Hox غیرعادی برای رشد شکم داشته باشند. اما دکتر شارما و همکارانش کشف کردند که ژنی که وظیفه‌ فرماندهی بخش شکم را دارد، اصلا وجود ندارد.

دکتر شارما می‌گوید: این نخستین مونتاژ ژنومی است که یک خوشه‌ کامل از ژن‌های Hox را برای عنکبوت دریایی فراهم کرده است و آن ژن از این خوشه حذف شده است.

این موضوع یک پرسش جالب را به میان می‌آورد. آنتونیس روکاس (Antonis Rokas)، زیست‌شناس فرگشتی از دانشگاه وندربیلت که در این پژوهش حضور نداشته، می‌پرسد: آیا شکم این موجودات کوچک شده، چون ژنی که الگوسازی آن را بر عهده داشت، از بین رفت؟ یا اینکه داشتن شکم کم‌کم بی‌فایده شد، شاید به‌دلیل شرایط خاصی که نیاکان عنکبوت‌های گره‌دار در آن زیسته‌اند و وقتی ژن ناپدید شد، دیگر تغییر خاصی رخ نداد؟ او می‌گوید: نمی‌دانیم کدام علت است و کدام معلول.

دکتر روکاس ادامه می‌دهد که این یافته‌ها همچنین نشان می‌دهد درحالی‌که معمولا تصور می‌شود صفات جدید از نسخه‌های جدید ژن‌ها ناشی می‌شوند، اکنون روشن شده که از دست رفتن ژن‌ها هم نقش مهمی ایفا می‌کند.

دکتر شارما می‌گوید یکی از راه‌های بررسی پیامدهای حذف این ژن و شاید روشن‌سازی آنچه میلیون‌ها سال پیش روی زمین رخ داده، این است که این ژن را در گونه‌ای دیگر از عنکبوت‌سانان نابود کنند.

شاید در آن صورت بخش شکم نیز ناپدید شود یا شاید شکل دیگری به خود بگیرد. این چیزی است که می‌شود آن را آزمایش کرد.