آیا اولین حیواناتی که متولد شدند شکارچی بودند؟

یافته‌های شگفت‌انگیز یک گروه تحقیقاتی به سرپرستی پروفسور توماس دبلیو هلشتاین از دانشگاه هایدلبرگ در مورد تکامل شقایق دریایی نشان می‌دهد که سبک زندگی شکارچی تکامل آن‌ها را شکل داده و تأثیر قابل‌توجهی بر منشا سیستم عصبی آن‌ها داشته است.

به گزارش تکناک، محققان توانستند نشان دهند که شقایق دریایی کوچک آیپتازیا (Aiptasia) در مراحل زندگی جوان (لارو) به طور فعال از طعمه های زنده تغذیه می کند و به جلبک ها وابسته نیست. لارو شقایق برای گرفتن طعمه خود از سلول های گزنده تخصصی و یک شبکه عصبی ساده استفاده می کند.

درک معده و اهمیت آن

در اوایل رشد جنینی موجودات چند سلولی، گاسترولاسیون نقش کلیدی ایفا می کند. در ساده‌ترین شکل خود، گاسترولا از یک کره توخالی از سلول‌ها، بلاستولا، ایجاد می‌شود و یک مرحله لاروی را با روده و دهان تشکیل می‌دهد. پروفسور هلشتاین، زیست شناس تکاملی و تکاملی در مرکز مطالعات ارگانیسمی (COS) در دانشگاه هایدلبرگ، توضیح می دهد که همه حیوانات از این مرحله گاسترولا عبور می کنند، که می تواند در آغاز تکامل حیوانات نیز وجود داشته باشد.

ایرا ماگله ، یکی از اعضای گروه تحقیقاتی، موفق شد ثابت کند که در اواخر مرحله گاسترولا، لاروهای شقایق دریایی آیپتازیا طعمه‌هایی با اندازه مناسب را با سلول‌های گزنده خود می‌گیرند، آنها را با دهان خود می‌خورند و در روده اولیه خود هضم می‌کنند.

نقش سلول های جلبک همزیست در تغذیه

شقایق دریایی آیپتازیا یک سیستم مدل برای تحقیق در مورد اندوسیمبیوز (درون‌همزیستی) در مرجان‌ها و سایر گیاهان است.

مرجان ها در آب های فقیر از مواد مغذی زندگی می کنند و به عنوان لارو یا پولیپ جوان سلول های جلبک همزیست را می گیرند. با این حال، در آیپتازیا، این فرآیند برای بزرگسالان مهم است، اما منجر به رشد و نشست لارو نمی‌شود، که نشان می‌دهد تغذیه گامی حیاتی در بستن چرخه زندگی است.

یافته های آزمایشگاهی و غذای ایده آل برای لارو

مطالعات آزمایشگاهی شرایط تغذیه نشان داد که غذای لاروهای ریز شقایق دریای آیپتازیا باید به اندازه کافی کوچک و زنده باشد. لارو Tisbe copepods  اندازه ای حدود 50 تا 80 میکرومتر دارد که مشابه با اندازه با لارو آیپتازیا است و آنها را به یک غذای ایده آل تبدیل می کند.

اندازه لاروها به طور مداوم و سریع افزایش می یابد و به دنبال آن روی بستر نشسته و تبدیل به پولیپ های اولیه می شود.

ایرا ماگله توضیح می دهد: به این ترتیب، ما توانستیم برای اولین بار پولیپ های بالغ و همچنین فرزندان آنها را رشد دهیم.

دکتر الیزابت همبلتون، محقق شرکت‌کننده در این پژوهش از دانشگاه وین (اتریش)، تأکید می‌کند: بنابراین، با بسته شدن چرخه زندگی آیپتازیا، در نهایت امکان انجام آزمایش‌های ژنتیکی مولکولی لازم برای مطالعات عملکردی روی این مدل ارگانیسم درون‌همزیستی وجود خواهد داشت.

پروفسور آنیکا گاس از دانشگاه لودویگ ماکسیمیلیان مونیخ، همچنین یکی از نویسندگان این مطالعه، این رویکرد تجربی را به عنوان پیشرفتی برای کار بر روی این سیستم مدل می‌بیند.

دیدگاهی جدید در مورد فرضیه گاسترولا

همانطور که پروفسور هولشتاین تاکید می کند، داده های به دست آمده تصویر جدیدی از سبک زندگی شکارچی را به عنوان مشخصه اصلی گاسترولای نیداریا (گزنده تباران) ترسیم می کند. نظریه پرداز تکاملی ارنست هکل (1834 تا 1919) برای اولین بار فرضیه گاسترولا را مطرح کرد.

اما گاسترولای فرضی هکل یک شکل حیاتی فیلتر کننده ذرات بود، مانند اسفنج. در مقابل، گاسترولای شکارچی آیپتازیا و سایر جانوران دارای سلول‌های گزنده تخصصی هستند که برای گرفتن طعمه استفاده می‌شوند.

زیست شناس هایدلبرگ اضافه می کند که سبک زندگی شکارچی اشکال گاسترول مانند با اندامک های بیرونی که سموم را دفع می کنند و به همین ترتیب در موجودات تک سلولی و کرم های ساده یافت می شوند، می توانست محرکی حیاتی برای تکامل اولیه موجودات چند سلولی و توسعه سیستم های عصبی پیچیده و سازمان یافته باشد.