اسرار ژنتیک عجیب کوچکترین حیوانات جهان؛ از قورباغه ها تا ماهی ها
بزرگترین حیوانات جهان معمولا بیشتر مورد توجه قرار می‌گیرند، اما برخی زیست‌شناسان براین باورند که کوچکترین حیوانات نیز به همان اندازه یا حتی بیشتر، مورد مطالعاتی خوبی هستند. اکنون، به‌لطف کمک تقریبا ۱٫۶۶ میلیون دلاری شورای تحقیقات اروپا، کارشناسان به زودی بررسی موجودات کوچک، اما از نظر بیولوژیکی جذاب را در مقیاسی بی‌سابقه آغاز خواهند کرد.
براساس اعلامیه‌ای در ۵ سپتامبر، مارک شرز، متصدی خزنده‌شناسی در موزه‌ی تاریخ طبیعی دانمارک و استادیار دانشگاه کپنهاگ، پنج سال آینده را صرف پروژه جدیدی به نام جمنای (ژنومیک کوچک‌سازی در مهره‌داران) خواهد کرد.
تیم شرز در برنامه جمنای بررسی خواهد کرد که چگونه کوچک‌شدن تکاملی حیواناتی مانند قورباغه‌های کک (Brachycephalus pulex)، ماهی پیگمی گابی کوتوله و خفاش خوک‌بینی کیتی توانسته‌اند تمام اجزای بیولوژیکی خود را بدون درخطرانداختن کارایی یا سلامتی آن‌ها، در چنین بدن‌های کوچکی جمع کنند. کارشناسان با انجام این کار می‌توانند یاد بگیرند که چگونه بهینگی و بهبود ژنتیکی در برخی از گونه‌های واقعا نادیده‌گرفته‌شده، آشکار می‌شود.
شرز می‌گوید: «حیوانات بزرگ اغلب توجه ما را به خود جلب می‌کنند. اما من فکر می‌کنم اینکه چگونه طبیعت توانسته است دقیقاً همان اندام‌های حیاتی را کوچک کند و آن‌ها را در قورباغه‌ای با طول کمتر از یک سانتی‌متر جمع کند، به همان اندازه شگفت‌انگیز است. اکنون، ما به‌طور عجیبی اطلاعات کمی در مورد چگونگی وقوع آن داریم و من می‌خواهم اوضاع را تغییر دهم.»
خودکار بیک در کنار بسیاری از کوچکترین قورباغه‌ها، ماهی‌ها، و دیگر مهره‌داران. قورباغه‌ی مینی مام و قورباغه‌ی کک، بالای در خودکار قرار دارند.
عکاس: ark Scherz
همان‌طور که شرز توضیح می‌دهد، مطالعات قبلی که ژنوم حیوانات مینیاتوری را بررسی کردند، نشان دادند که با تکامل حیوانات به اندازه‌های کوچک‌تر، «نوعی پاکسازی و نوآوری» اتفاق افتاده است. اگرچه بسیاری از این ساده‌سازی‌ها در پاک‌کردن چیزی که گاهی‌اوقات «دی‌ان‌ای بی‌ارزش» نامیده می‌شود، رخ می‌دهد، برخی تغییرات در ژن‌های دیگر نیز اتفاق می‌افتد. گروه دوم همان چیزی است که شرز امیدوار است در چند سال آینده بیشتر در موردش اطلاعات کسب کند.
در گذشته، بسیاری از زیست‌شناسان تکاملی از نظریه‌ای به نام «قانون کوپ» استفاده می‌کردند که فرض می‌کرد که گونه‌ها با ادامه‌ی تکامل به سمت اندازه‌های بزرگ‌تر گرایش پیدا می‌کنند. در حال حاضر، کارشناسان می‌دانند که همیشه این‌طور نیست.
شرز می‌گوید: «حیوانات نمی‌توانند به بزرگ و بزرگ‌تر شدن ادامه دهند. در برخی مواقع، فیزیولوژی یعنی تبادل گرما، آب و اکسیژن محدودیت‌هایی را تعیین می‌کند، همان‌طور که گرانش نیز این کار را می‌کند. به این ترتیب، برای آنکه اصلا روند افزایش سایز وجود داشته باشد، باید مراحلی باشد که در آن‌ها، اندازه‌ی بدن کاهش یابد.»
شرز معتقد است که برخلاف قانون کوپ، نوآوری‌های اصلی در‌واقع در مورد حیوانات کوچک‌تر اتفاق افتاده است. اساساً نسخه‌ای از هر اندام حیاتی بدن شما در قورباغه‌ی کک، کوچکترین مهره‌دار جهان که سال گذشته در برزیل کشف شد، وجود دارد. تمام عملکردهای بیولوژیکی یکسانی را که این دوزیست هفت میلی‌متری را زنده نگه می‌دارد، می‌توان در انسان‌ها، فیل‌ها و همچنین نهنگ‌های آبی، بزرگترین حیوانات کره‌ی زمین، یافت. اما قورباغه‌ی کک همه‌ی عملکردها را با صرف مقدار بسیار کمی انرژی انجام می‌دهد.
قورباغه‌ی کک تمام عملکردهای بیولوژیکی حیاتی نهنگ‌ها را دارد
شرز می‌گوید: «همه به نهنگ‌های آبی و فیل‌های توجه می‌کنند. از هر کودکی که بپرسید می‌تواند در مورد بزرگترین پستاندار خشکی و بزرگترین پستاندار دریایی و بزرگترین دایناسوری که تا به حال زندگی کرده است به شما بگوید. اما بزرگ و بزرگ‌تر شدن کار بزرگی نیست. این شاهکاری بسیار چشمگیرتر است که [عملا] همه‌ی چیزهایی که در نهنگ آبی بیست و سه تنی وجود دارد، در بسته‌ای هفت میلی‌متری فشرده شود.»
شرز باور دارد که یافته‌هایش کاربردهای زیادی در صنایع زیست‌پزشکی، مهندسی زیستی و بیوتکنولوژی خواهد داشت. او می‌گوید: «مهندسی زیستی و بیوتکنولوژی برای الهام‌گرفتن و نشان‌دادن آنچه امکان‌پذیر است، پیوسته به طبیعت می‌نگرند و در زمانی که خود فناوری در حال کوچک‌سازی شدید است، نگاه‌کردن به نمونه‌های اولیه‌ی طبیعت از پیچیدگی‌هایی که در اندازه‌های بسیار کوچک ممکن ساخته، مهم خواهد بود.»
تصویر مقاله مینی مام (Mini mum) یکی از کوچکترین قورباغه‌های دنیا است.
