وال وشركاه: فقدان الجينات الكارثية؟

تنقص ثدييات البحر الإنزيم لتحطيم المبيدات السامة

يفتقر خرفان البحر والثدييات البحرية الأخرى إلى جين مهم لتدهور مبيدات الآفات السامة. © روبرت ك. بوند
قراءة بصوت عال

التطور القاتل: في انتقالهم التطوري من الأرض إلى الماء ، فقد أسلاف الحوت والختم والمشاركة وظيفة الجين المهم. يمكن أن تكون قاتلة لهم الآن. لأنه على عكس أقاربهم في الأرض ، لا يمكن للثدييات البحرية تحطيم بعض المركبات السمية العصبية من المبيدات ، كما أفاد باحثون في مجلة "Science" - وهو خطر صحي محتمل في عصر الإنسان.

أول ثدييات الأرض كانت من سكان الأرض. ولكن منذ حوالي 60 إلى 25 مليون عام ، غزا بعضها البحر: الحيتان التي تطورت من مخلوقات شبيهة بالكلاب ، وأصبحت حيوانات الخرشنة التي تعيش في الأرض خرافاً ، وأنتجت الثدييات التي تشبه الدب أخيراً الأختام. يتطلب الانتقال من البر إلى البحر تكيفًا واسعًا مع الموائل الجديدة.

خطوة بخطوة ، وضعت أسلاف الثدييات البحرية اليوم عددا من الميزات المميزة. على سبيل المثال ، كل من الحيتان وخراف البحر والأختام لها زعانف تسهل الحركة في الماء. في حين أن بعض المهارات أصبحت أكثر أهمية في البيئة البحرية ، فقد الآخرون أهمية. لهذا السبب ، فإن بعض الجينات المهمة للثدييات الأرضية لم تعد تعمل في أقاربها البحريين.

الجين بدون وظيفة

مثل هذا الفقد في الوظيفة ، أثبت الباحثون حتى الآن ، في جملة أمور ، وجود بعض جينات الإحساس بالرائحة والذوق. أراد العلماء بقيادة وين ماير من جامعة بيتسبرغ اكتشاف ما إذا كانت شرائح الجينوم الأخرى قد تتأثر بهذه الظاهرة. وللقيام بذلك ، قاموا بتحليل جينوم خمسة أنواع من الثدييات البحرية و 53 نوعًا من الثدييات الأرضية.

كشفت نظرة إلى الجينات عن ميزة ملفتة للنظر: في ممثلي جميع مجموعات الثدييات البحرية الرئيسية الثلاثة ، لم يعد هناك جين معين يعمل ، لكنه يعمل بكامل طاقته في جميع الثدييات البرية - جين باروكسونيز 1 (PON1). يحتوي هذا الجينوم على تعليمات بناء الإنزيم الذي يحمي الخلايا من التلف الناتج عن الإجهاد ويمكن أن يتحلل بما يسمى الفوسفات العضوي ، من بين أشياء أخرى. عرض

المخاطر الصحية المحتملة

المشكلة: الفوسفات العضوي عبارة عن مركبات شديدة السمية تستخدم غالبًا كمبيدات للآفات في الزراعة. ويقال إن المبيدات الحشرية مثل الكلوربيريفوس تزعج الجهاز العصبي للحشرات الضارة - لكنها تترك بصماتها ليس فقط على الحقل. يمكن أن تدخل المواد أيضًا إلى البحر عبر مياه الصرف الصحي أو غيرها من الوسائل وتتراكم هناك بشكل متزايد.

هذا الإجهاد يمكن أن يشكل خطرا على صحة الثدييات البحرية ، كما يؤكد العلماء. على سبيل المثال ، أكدت التجارب المعملية أن المبيدات الحشرية في دم الأختام وشركائها لا تتحلل. "قد يكونون عرضة لتسمم الفوسفات العضوي وربما تلف عصبي إلا إذا طوروا آلية بيولوجية أخرى لحمايتهم من هذه العواقب يقول زميل ماير ، ناثان كلارك.

أسئلة كثيرة

كيف تتفاعل الثدييات البحرية فعلاً مع السموم العصبية في الماء ، لا يعرف الباحثون بعد. ومن غير الواضح أيضًا سبب عمل جين PON1 خلال تطوره. يقول ماير: "من الصعب القول ما إذا كان الأمر غير ضروري بعد الآن أو إذا كان يمنع الحيوانات من التكيف مع نمط الحياة البحرية".

وفقا لها ، على سبيل المثال ، سيكون من المعقول أن يؤدي عمل الإنزيم إلى تفاعلات غير مرغوب فيها مع الإجهاد التأكسدي الشديد الناتج عن الغطس الطويل والظهور السريع.

"إذا استطعنا معرفة سبب عدم وجود PON1 لهذه الأنواع ، فقد نتعلم المزيد عن وظيفة هذا الجين لصحة الإنسان. ويأمل عالِم الأحياء في العثور على بعض الدلائل حول الكيفية التي يمكننا بها مساعدة الثدييات البحرية المهددة بالانقراض. (العلوم ، 2018 ؛ دوي: 10.1126 / science.aap7714)

(AAAS / جامعة بيتسبرغ ، 10.08.2018 - دال)