توسعه معکوس، که در آن برخی از حیوانات می توانند به جای پیر شدن به طور معمول به مراحل اولیه زندگی برگردند. این عمل اکنون در Mnemiopsis leidyi (گونهای شانهدار بومی سواحل غربی اقیانوس اطلس) که اغلب به عنوان “گردو دریایی” شناخته می شود، ثبت شده است. گردو دریایی سومین حیوان شناخته شدهای است که این چنین رفتار می کند.
محققان پیشنهاد میکنند که این انعطافپذیری چرخه زندگی، که قبلاً نادر بود، ممکن است گستردهتر از آن چیزی باشد که ما تصور میکردیم. این مطالعه نشان می دهد که چگونه M. leidyi، تحت شرایط استرس زا، می تواند از حالت بالغ خود به شکل لاروی خود تبدیل شود. این تغییر به ژله شانه مزیت جدیدی برای گرفتن غذا در شرایط سخت ارائه می دهد، با این که گونه می تواند در زمان بهبود شرایط به بزرگسالی بازگردد.
جان جی سوتو آنجل و پاول بورکاردت، زیست شناسان دریایی، پژوهش را در دانشگاه برگن رهبری کردند و کشف کردند که عوامل استرس زای محیطی مانند گرسنگی یا آسیب می توانند این بازگشت چشمگیر را ایجاد کنند، فرآیندی که دانشمندان اکنون فکر می کنند می تواند کلیدی برای انعطاف پذیری و تهاجمی M. leidyi در سراسر آب های جهانی باشد.
این کشف دریایی چگونه آشکار شد
مطالعه با یک مشاهده آغاز شد: ژلههای شانهای دریایی بالغ ظاهراً «ناپدید شدند» و تنها با موجودات کوچکتر و لارو مانند در مخازن آزمایشگاهی جایگزین شدند.
محققان با کنجکاوی، استرس های محیطی را تکرار کردند تا ببینند آیا بزرگسالان واقعاً به شکل جوان تر تغییر خواهند کرد یا خیر. مطمئناً، هنگامی که با کمبود غذا یا آسیب جسمی مواجه میشد، ژلههای شانهای بالغ کوچک میشد و به شکل لارو مجهز به شاخکهایی برای شکار تبدیل میشد.
سوتو آنجل به یاد می آورد: “شاهد اینکه چگونه آنها به آرامی به یک لارو سیدیپیدی معمولی تبدیل می شوند، گویی در حال بازگشت به گذشته هستند، به سادگی جذاب بود. در طی چند هفته، آنها نه تنها ویژگیهای مورفولوژیکی خود را تغییر دادند، بلکه رفتار تغذیهای کاملاً متفاوتی داشتند که نمونهای از لارو سیدیپی بود.”
در اصل، این بزرگسالان استرسزا به طور موقت از مزایای بقای شکل جوانتر خود استفاده میکنند و به آنها دسترسی به منابع غذایی میدهند که در غیر این صورت برای بزرگسالان در دسترس نیست.
مکانیسم های منحصر به فرد انعطاف پذیری چرخه زندگی
توانایی ژله شانه برای بازگشت به مرحله لاروی خود، آن را از سایر حیوانات با چرخه زندگی انعطاف پذیر متمایز می کند. به عنوان مثال، “ژتر دریایی جاودانه” Turritopsis dohrnii، یکی از دو نمونه شناخته شده دیگر پیری معکوس، از شکل مدوزای بالغ خود به حالت ثابت و پولیپ مانند پس می رود.
این دگرگونی شامل سازماندهی مجدد سلولی قابل توجهی است که اساساً با تبدیل شدن به ساختاری کیست مانند که در نهایت دوباره به عنوان یک نوجوان ظاهر می شود، خود را “بازنشانی” می کند. از سوی دیگر، M. leidyi بدون چنین تجزیه سلولی به حالت لاروی باز میگردد و هویت خود را از طریق دگردیسی «مثل سفر در زمان» حفظ میکند. با این وجود، هر دو رویکرد منعکس کننده تنوع غنی مکانیسم های بقای حیوانات هستند.
انعطاف پذیری چرخه زندگی گردوی دریایی می تواند بینشی در مورد چگونگی سازگاری دودمان حیوانات باستانی با شرایط چالش برانگیز ارائه دهد. به عنوان یکی از اولین دودمان های جانوری، ژله های شانه ای مانند M. leidyi می توانند پنجره ای به ریشه های تکاملی این صفات ارائه دهند.
این توانایی بازگشت همچنین سرنخ هایی از موفقیت تهاجمی M. leidyi را ارائه می دهد که در سراسر دریاها از اروپا تا آسیا گسترش یافته است و اغلب در “آب بالاست” کشتی ها حمل می شود. پس از رها شدن در اکوسیستم های جدید، انعطاف پذیری آن به آن اجازه داد تا به شدت با گونه های بومی رقابت کند و بر شیلات در مناطقی مانند دریای سیاه و خزر تأثیر بگذارد.
M. leidyi به عنوان یک ارگانیسم مدل منحصر به فرد، نوید درک پیری و بازسازی را دارد. بورکهارت گفت: “این زمان بسیار هیجان انگیزی است. این یافته جذاب در را برای بسیاری از اکتشافات مهم باز خواهد کرد. فاش کردن مکانیسم مولکولی که باعث رشد معکوس میشود و اینکه در طول این فرآیند چه اتفاقی برای شبکه عصبی حیوان میافتد، جالب خواهد بود.”
این کشف نه تنها درک ما از چرخههای زندگی حیوانات را تغییر میدهد، بلکه به این گمانهزنی دامن میزند که چنین قابلیتهای جوانسازی ممکن است به طور گستردهتری در سراسر قلمرو حیوانات وجود داشته باشد.