پستانداران چگونه تکامل یافتند تا در هوا شناور شوند؟

برای توصیف غیرممکن ها می گویند: «وقتی خوک ها پرواز می کنند». اگرچه بیشتر پستانداران تمام زندگی خود را منحصراً در خشکی گذرانده‌اند، توانایی پرواز در طول تکامل پستانداران، از خفاش‌ها تا سنجاب‌های پرنده، تکامل یافته است.

اما پستانداران چگونه برای پرواز تکامل یافتند؟ گروهی از محققان به رهبری دانشگاه پرینستون و کالج پزشکی بیلور در آمریکا در مطالعه‌ای که اخیراً در مجله Nature منتشر شده است، اساس ژنومی و تکاملی “پوست بال” را توضیح داده‌اند. پوست بال یک غشای پوستی نازک و انعطاف‌پذیر است که فضای بین دست‌ها و پاهای برخی از گونه‌های پستانداران را می‌پوشاند و به آنها اجازه می‌دهد در هوا شناور شوند.

به گزارش SciTechDaily، دکتر ریکاردو مالارینواستادیار زیست شناسی مولکولی در دانشگاه پرینستون و یکی از نویسندگان این مطالعه می گوید: «ما دقیقاً نمی دانیم که چگونه صفات و سازگاری های جدید از دیدگاه مولکولی و ژنتیکی پدیدار می شوند. ما می خواستیم بررسی کنیم که چگونه نوآوری تکاملی به وجود می آید.

تیم تحقیقاتی برای درک بهتر رشد پوست بال، بر روی کیسه‌داران متمرکز شد. دلیل انتخاب کیسه‌داران این است که قابلیت شناور کردن مکرر (سر خوردن) با تغییرات تشریحی مشابه در کیسه‌داران نزدیک مانند بادبادک قندی مشاهده شده است. بادبادک قند کیسه دار به اندازه ای کوچک که در جیب جا شود، به عنوان یک حیوان خانگی عجیب و غریب بسیار محبوب است.

درک روانکاری از دیدگاه ژنتیکی

محققان کالج بیلور با تعیین توالی ژنوم 15 گونه کیسه دار، توالی ها و NAهای خاص را در گونه های پرنده و خویشاوندان غیر پرنده آنها شناسایی کرده اند. مقایسه توالی ها تکامل سریع تری را در نزدیکی ژنی به نام Emx2 نشان داد.

مکانیسم های تکاملی و رویکردهای تجربی

خورخه مورنویک دانشجوی فارغ التحصیل در آزمایشگاه مالارینو و اولین نویسنده این مطالعه، می گوید درک تغییرات اساسی که در سطح ژنومی رخ می دهد تا این ویژگی های همگرا را نشان دهد، مهم است. زیرا می تواند به ما بگوید که آیا تکامل مسیر کمترین مقاومت را انتخاب کرده است یا خیر. نتیجه یکسان است، اما راه های مختلفی برای رسیدن به آن وجود دارد.

در مرحله بعدی، محققان می خواستند ایده ها را آزمایش کنند. برای این کار از منحصر به فردترین ویژگی کیسه داران استفاده کردند: کیسه آنها.

دکتر جلبک دوچنکواستادیار ژنتیک مولکولی و انسانی در دانشگاه بیلور و یکی از نویسندگان این مطالعه می‌گوید که بچه کیسه‌داران در مراحل رشد بسیار زودتر از پستانداران عادی متولد می‌شوند. به جای ادامه رشد در رحم، آنها به داخل کیسه خود خزیده و تا زمانی که آماده زندگی مستقل شوند در آنجا می مانند. این واقعیت که آنها مستقیماً در کیسه قرار می گیرند، مطالعه چگونگی تأثیر ژن های فردی مانند Emx2 بر رشد کیسه دار را بسیار آسان تر می کند.

محققان با استفاده از یک نقشه ژنتیکی که احتمالاً در همه پستانداران وجود دارد، نشان دادند که ژن Emx2 منجر به تشکیل پوست کیسه‌داران شد. به عنوان مثال، ژن Emx2 در پوست دو طرف بدن موش ها و بادبادک های قندی فعال است، اما در بادبادک های قندی در مدت زمان طولانی تری بیان می شود.

«با اصلاح تقویت‌کننده‌های حیاتی ژن Emx2، گونه‌ها یکی آنها کم کم از این برنامه جهانی برای به دست آوردن توانایی شناور شدن در هوا استفاده کردند. این خبر برای خوک هایی که امیدوارند روزی به بهشت ​​برسند بسیار دلگرم کننده است.