این جاندار، رکورددار بیشترین کروموزوم در بین همه حیوانات جهان است_آینده

این حشره دارای ۲۲۹ جفت کروموزوم است، در حالی که تعداد بسیاری از خویشاوندان نزدیک آن تنها ۲۳ یا ۲۴ جفت کروموزوم دارند.

به نقل از ساینس‌دیلی، محققان موسسه ولکام سنگر (Wellcome Sanger) و موسسه زیست شناسی تکاملی (IBE: CSIC-UPF) در بارسلونا، نشان داده‌اند که این کروموزوم‌ها به مرور زمان به جای تکثیر، شکسته شده‌اند.

اولین مطالعه ژنومی این پروانه که در روز ۱۰ سپتامبر انتشار شد، به متخصصان این امکان را می‌دهد تا دلایل تکاملی پشت این تعداد زیاد کروموزوم را بازدید کنند. تغییرات کروموزومی در سلول‌های سرطانی انسان نیز مشاهده می‌شود و به این علت، فهمیدن این فرآیند در گونه‌های گوناگون می‌تواند به تحقیقات سرطان پشتیبانی کند.

این اولین باری است که ژنوم پروانه آبی اطلس توالی‌یابی شده است. از این رو، متخصصان یک ژنوم مرجع استاندارد طلایی برای این گونه تشکیل کرده‌اند که به محققان اجازه می‌دهد این ژنوم بی‌نظیر را با دیگر پروانه‌ها و بیدها قیاس کنند تا در رابطه چگونگی شکل‌گیری و تحول گونه‌ها در طول زمان اطلاعات بیشتری کسب کنند.

تکامل و گسترش گونه‌های تازه طی میلیون‌ها سال اتفاق می‌افتد و همین نوشته، مطالعه عملی آن را دشوار می‌کند. در عوض، متخصصان می‌توانند از دی‌ان‌ای یک گونه منفعت گیری کنند و آن را با دیگر گونه‌های همان خانواده قیاس کنند تا بفهمند کدام ژن‌ها و صفات، نگه داری شده و کدام‌ از بین رفته‌اند و سپس گمان‌های آگاهانه‌ای در رابطه علت آن بزنند.

داشتن داستان ژنتیکی یک گونه این چنین به ما این امکان را می‌دهد که بفهمیم فصل بعدی چطور امکان پذیر پیش برود. به گفتن مثال، امکان پذیر بتوانیم بفهمیم که یک گونه چطور می‌تواند به افزایش دمای جهانی جواب دهد و آیا ژن یا مکانیسمی دارد که امکان پذیر از آنها محافظت کند یا خیر. این می‌تواند به کوششهای حفاظتی و این چنین تحقیقات در رابطه تشکیل محصولات مقاوم‌تر پشتیبانی کند.

پروانه آبی اطلس در رشته کوه‌های مراکش و شمال شرقی الجزایر یافت می‌شود و در حالی که پیش‌تر گمان می‌رفت بیشترین جفت کروموزوم را در قلمرو حیوانات داشته باشد، این اولین باری است که متخصصان ژنوم پروانه را برای تایید این فرضیه، توالی‌یابی کرده‌اند. برای قیاس، یکی از خویشاوندان نزدیک پروانه آبی معمولی که به طور گسترده در بریتانیا یافت می‌شود، ۲۴ کروموزوم دارد.

فکر می‌شود تغییرات در تعداد کروموزوم‌ها در فرآیند راه اندازی گونه‌های تازه نقش دارد و به گونه‌ها پشتیبانی می‌کند تا با محیط خود سازگار شوند. گروهی که پروانه آبی اطلس به آن تعلق دارد شامل تعداد بسیاری از گونه‌های نزدیک به هم است که در زمان زمان کوتاهی تکامل یافته‌اند.

در این تحقیق تازه، گروه تحقیقاتی دریافت که کروموزوم‌ها در نقاطی که دی‌ان‌ای کمتر پیچیده شده است، پراکنده شده‌اند. این بدان معناست که تقریبا همان مقدار اطلاعات ژنتیکی وجود داشته است، اما در قسمت‌های کوچکتری بسته‌بندی شده است. همه کروموزوم‌ها، به غیر از کروموزوم‌های جنسی، برش داده شده‌اند و محققان تخمین می‌زنند که این کار علتشده است که تعداد کروموزوم‌ها در طول تقریبا سه میلیون سال از ۲۴ به ۲۲۹ برسد که زمان زمان نسبتا کوتاهی مطابق استانداردهای تکاملی است.

طبق معمول فکر می‌شود که این نوع تحول شدید کروموزومی منفی است. با این حال، پروانه آبی اطلس میلیون‌ها سال تکامل یافته و زنده مانده است. تنها اکنون، به علت تغییرات اقلیمی و تأثیرات انسانی بر محیط زیست، همانند تخریب جنگل‌های سرو و چرای بیشتر از حد، جمعیت‌های آن در معرض خطر می باشند.

این تحقیق سوالات بسیاری را نقل می‌کند که اکنون می‌توان در آینده به آنها پرداخت. تقسیم کروموزوم‌ها می‌تواند با امکان جابجایی مکرر قطعات ژنوم، به تنوع ژنتیکی بیشتری پشتیبانی کند یا می‌توانند مزایای ناشناخته فرد دیگر را به همراه داشته باشد. در حالی که این امکان پذیر به پروانه‌ها پشتیبانی کند تا به شدت با تغییرات سازگار شوند، گونه‌هایی با کروموزوم‌های زیاد نیز امکان پذیر به علت پیچیدگی زیاد تر این کار با چالش‌هایی روبرو شوند و به طور بالقوه آنها را در طول زمان در معرض انقراض قرار دهند. تحقیقات زیاد تر و قیاس با دیگر پروانه‌ها می‌تواند اشکار کند که آیا ژنی از بین رفته یا نگه داری شده است و اطلاعات بیشتری در رابطه زیست‌شناسی پروانه‌ها و این چنین فهمیدن عمیق‌تری از تکامل آنها به ما می‌دهد.

بازآرایی‌های کروموزومی در سرطان‌های انسانی نیز اتفاق می‌افتد و به این علت، مطالعه این فرآیندها در دی‌ان‌ای پروانه آبی اطلس می‌تواند تبدیل پیشرفت‌های جدیدی در سلامت انسان شود و راه‌های ممکن برای افت یا توقف این اتفاق در سلول‌های سرطانی را نشان دهد.

دکتر راجر ویلا، نویسنده ارشد موسسه زیست‌شناسی تکاملی، می‌گوید: شکستن کروموزوم‌ها در گونه‌های دیگر پروانه‌ها نیز دیده شده است، اما نه در این سطح، که مشخص می کند دلایل مهمی برای این فرآیند وجود دارد که اکنون می‌توانیم اغاز به بازدید آنها کنیم. علاوه بر این، از آنجایی که کروموزوم‌ها همه اسرار یک گونه را در خود جای داده‌اند، بازدید این که آیا این تغییرات بر حرکت یک پروانه تأثیر می‌گذارند یا خیر، می‌تواند به شکل‌گیری عکس کاملی از چگونگی و چرایی پیدایش گونه‌های تازه پشتیبانی کند.

دکتر شارلوت رایت، نویسنده اول در موسسه ولکام سنگر، می‌گوید: هنگامی اغاز به فهمیدن تکامل در پروانه‌ها کردیم، می‌دانستیم که باید شگفت‌ترین و تا حدودی مرموزترین پروانه آبی اطلس را توالی‌یابی کنیم. به لطف راجر ویلا، که پیش از این با همکارش برای یافتن و شناسایی این پروانه گریزان همکاری کرده می بود، توانستیم این گونه را توالی‌یابی کنیم. با توانایی مشاهده دقیق چگونگی تقسیم کروموزوم‌های پروانه آبی اطلس در طول زمان در مکان‌های خاص، می‌توانیم بازدید کنیم که این کار چه مزایایی می‌تواند داشته باشد، چطور بر توانایی آنها در سازگاری با محیطشان تأثیر می‌گذارد و این که آیا می‌توان از دی‌ان‌ای آنها درس‌هایی آموخت که امکان پذیر در آینده به حفاظت از محیط زیست پشتیبانی کند یا خیر.

پروفسور مارک بلکستر، نویسنده ارشد موسسه ولکام سنگر، می‌گوید: ژنوم‌ها کلید چگونگی پیدایش یک حاضر و این چنین مسیر احتمالی آن در آینده را در اختیار دارند. برای این که بتوانیم داستان سیاره خود را روایت کنیم، باید داستان هر گونه را داشته باشیم و ببینیم که آنها در کجا با یکدیگر همپوشانی و تعامل دارند. این چنین به ما این امکان را می‌دهد که آموخته‌های خود را از یک ژنوم به ژنوم دیگر اعمال کنیم. به گفتن مثال، بازآرایی کروموزوم‌ها در سلول‌های سرطانی انسان نیز مشاهده می‌شود و فهمیدن این فرآیند در پروانه آبی اطلس می‌تواند به یافتن راه‌هایی برای محدود کردن یا متوقف کردن این روال در سلول‌های سرطانی در آینده پشتیبانی کند.