تبدیل شانه‌دار اقیانوس اطلس به نوزاد، بازگشت به جوانی هنگام استرس
بازگشت توسعه، جایی که برخی حیوانات می‌توانند به مراحل اولیه زندگی خود بازگردند به جای اینکه به طور طبیعی پیر شوند، اکنون در شانه‌دار اقیانوس اطلس، Mnemiopsis leidyi ، که اغلب به عنوان "گردو دریایی" شناخته می‌شود، مستند شده است و این به معنای این است که تنها سومین حیوانی است که این توانایی را دارد.
پژوهشگران پیشنهاد می‌کنند که این انعطاف‌پذیری چرخه زندگی، که پیش‌تر به ندرت پنداشته می‌شد، ممکن است بیشتر از آنچه تصور می‌کردیم رایج باشد.
مطالعه جزئیات می‌دهد که چگونه M. leidyi می‌تواند تحت شرایط استرس‌زا از حالت بالغ خود به شکل لاروی برگردد. این انتقال به شانه‌دار اقیانوس اطلس یک مزیت جدید در دنیای مبارزه برای غذا در شرایط سخت می‌دهد، با توانایی بازگشت به بلوغ وقتی که شرایط بهتر می‌شود.
زیست‌شناسان دریایی جوآن جی. سوتو-آنگل و پاول بورکهارت تحقیق را در دانشگاه برگن هدایت کردند و کشف کردند که تنش‌های محیطی مانند گرسنگی یا آسیب می‌تواند این بازگشت دراماتیک را به وجود آورد، فرآیندی که دانشمندان اکنون فکر می‌کنند می‌تواند کلید مقاومت و گسترش تهاجمی M. leidyi در آب‌های جهانی باشد.
چگونه این کشف پدید آمد
مطالعه با یک مشاهده آغاز شد: شانه‌داران بالغ به نظر می‌رسید "ناپدید" می‌شدند، فقط تا توسط موجودات کوچکتر و شبیه لارو جایگزین شوند در تانک‌های آزمایشگاهی.
محققان با کنجکاوی، فشارهای محیطی را تکرار کردند تا ببینند آیا واقعاً بالغ‌ها به شکل جوانتر باز می‌گردند. مطمئناً، وقتی با کمبود غذا یا تروما فیزیکی مواجه شدند، شانه‌داران بالغ جمع شدند و به شکلی لاروی مجهز به شاخک‌ها برای شکار بازگشتند.
“دیدن اینکه چگونه به آرامی به یک لاروی سیدوپید معتدل تبدیل می‌شوند، گویی به عقب در زمان می‌روند، بسیار جذاب بود،” سوتو-آنگل به یاد می‌آورد. “در طی چند هفته، آنها نه تنها ویژگی‌های مورفولوژیکی خود را تغییر دادند، بلکه یک رفتار تغذیه‌ای کاملاً متفاوت، معمول یک لاروی سیدوپید، داشتند.”
در اصل، این بالغ‌های مضطرب به طور موقت مزایای بقای شکل جوانتر خود را می‌پذیرند، که به آنها دسترسی به منابع غذایی می‌دهد که به طور عادی برای بالغ‌ها قابل دسترسی نیست.
مکانیزم‌های منحصر به فرد پلاستیک بودن چرخه حیات
توانایی شانه‌دار برای بازگشت به مرحله لاروی آن را از سایر حیواناتی با چرخه حیات انعطاف‌پذیر متمایز می‌کند. به عنوان مثال، "عروس دریایی جاودان" Turritopsis dohrnii ، یکی از دو نمونه دیگر بازگشت به جوانی، از شکل بالغ مدوزا به حالت ثابت و شبیه به پلیپ برمی‌گردد.
این تحول شامل سازماندهی سلولی قابل توجهی است که اساساً با تبدیل به یک ساختار شبیه به سیست خود را "بازنشانی" می‌کند که در نهایت به صورت یک جوان دوباره ظهر می‌کند. M. leidyi اما، بدون چنین شکستن سلولی به حالت لاروی برمی‌گردد، و هویتش را از طریق یک دگرگونی شبیه به سفر زمانی حفظ می‌کند.
با این حال، هر دو رویکرد بازتابی از تنوع غنی مکانیزم‌های بقایی است که حیوانات تکامل یافته‌اند.
پلاستیک بودن چرخه حیات گردو دریایی می‌تواند بینش‌هایی در مورد چگونگی تطبیق نسل‌های باستانی حیوانات با شرایط چالش‌برانگیز ارائه دهد. به عنوان یکی از قدیمی‌ترین نسل‌های حیوانی، شانه‌دارها مانند M. leidyi می‌توانند نگاهی به ریشه‌های تکاملی این ویژگی‌ها ارائه دهند.
این توانایی بازگشت همچنین سرنخ‌هایی از موفقیت تهاجمی M. leidyi ارائه می‌دهد، که از اروپا تا آسیا در دریاها گسترش یافته، اغلب در آب‌های بالاست کشتی‌ها جابجا شده‌اند. وقتی وارد اکوسیستم‌های جدید می‌شود، مقاومتش به او اجازه داده تا رقابت شدیدی با گونه‌های بومی کند، تاثیر گذاشتن بر شیلات در مناطقی مانند دریای سیاه و خزر.
به عنوان یک مدل زیستی منحصربه‌فرد، M. leidyi امیدوار کننده‌است برای درک پیری و بازسازی. “این دوره بسیار هیجان‌انگیزی برای ماست،” بورکهارت گفت . “این کشف جذاب در را برای بسیاری از کشفیات مهم باز خواهد کرد. جالب خواهد بود که مکانیسم مولکولی توسعه معکوس را کشف کرده و بفهمیم که چه اتفاقی برای شبکه عصبی حیوان در طول این فرآیند می‌افتد.”
این کشف نه تنها درک ما از چرخه زندگی حیوانات را تغییر می‌دهد، بلکه حدس و گمان‌ها را تقویت می‌کند که چنین توانایی‌های جوان‌سازی ممکن است به صورت گسترده‌تری در سطح جانوری وجود داشته باشد.
این مطالعه در Proceedings of the National Academy of Sciences . منتشر شده است.
