کرم‌های ابریشم از طریق خون خود ترجیحات غذایی را به ارث می‌برند

بسیاری از کرم‌های ابریشم ترجیحات غذایی خاصی دارند که حتی پس از تبدیل شدن به پروانه نیز پایدار می‌مانند. به عنوان مثال، پروانه‌های شهریاری فقط از علف شیر تغذیه می‌کنند، در حالی که پروانه‌های لایم برگ‌های لایم را ترجیح می‌دهند.

محققان دانشگاه ملی سنگاپور (NUS) در حال بررسی ریشه‌های این ترجیحات غذایی هستند.

ترجیحات بوی کرم‌های ابریشم

مطالعه‌ای قبلی توسط محققان NUS نشان داد که کرم‌های ابریشم طی چند روز به بوی برگ‌هایی که مصرف می‌کنند، حتی اگر خارج از رژیم غذایی معمولشان باشد، ترجیح می‌دهند و این ترجیح را به نسل بعدی منتقل می‌کنند.

این انطباق به طور طبیعی زمانی رخ می‌دهد که پروانه‌های ماده تخم‌های خود را روی گیاهان غیر معمول قرار می‌دهند. کرم‌های ابریشم که از این گیاهان جدید تغذیه می‌کنند، ترجیح به بوی جدید پیدا می‌کنند که می‌تواند به تغییر میزبان و تشکیل گونه‌های جدید با ترجیحات غذایی متفاوت منجر شود.

پروفسور آنتونیا مونتیرو، که تیم تحقیقاتی را رهبری می‌کرد، گفت: “از آنجا که ترجیحات غذایی جدید در مغز کرم‌های ابریشم توسعه می‌یابند، مشخص نبود که این ترجیحات چگونه به نسل بعدی منتقل می‌شوند.”

نویسنده اصلی، وی. گوری، دانشجوی دکتری در NUS توضیح داد: “نسل بعدی از ادغام دو سلول (یک تخمک و یک اسپرم) تولید می‌شود که در گنادهای هر والدین قرار دارند و این سلول‌ها دور از مغز هستند. مشخص نبود که چگونه ترجیح بویی به این سلول‌ها منتقل می‌شود.”

ترجیحات بوی در نسل‌های مختلف

برای درک این رفتار تطبیقی، تیم تحقیقاتی آزمایشاتی انجام داد و کشف کرد که همولنف، که خون کرم ابریشم است و هم مغز و هم اندام‌های تناسلی را شستشو می‌دهد، حاوی عواملی است که انتقال ترجیحات بوی جدید را ترویج می‌دهد.

خون کرم ابریشم می‌تواند عوامل را از مغز به گنادها منتقل کند و ترجیحات بوی را در نسل بعدی تحت تأثیر قرار دهد. به طور متناوب، این عوامل می‌توانند از غذا به مغز جنین منتقل شوند اگر در سلول‌های اسپرم یا تخمک گنجانده شوند.

ترجیحات غذایی در خون کرم ابریشم

برای آزمایش اینکه آیا خون کرم ابریشم چنین عواملی را داراست، کرم‌های ابریشم تازه از تخم بیرون آمده با گیاهانی با بوی جدید یا گیاه کنترل تغذیه شدند. محققان خون را از کرم‌های بالغ جمع‌آوری کردند و به دیگر کرم‌ها که هیچ‌یک از این دو نوع گیاه را مصرف نکرده بودند تزریق کردند.

آزمایش نشان داد که کرم‌های ابریشم که خون از کرم‌های تغذیه شده با گیاه کنترل دریافت کرده بودند، رژیم غذایی معمول خود را حفظ کردند. در مقابل، کرم‌هایی که خون از کرم‌های تغذیه شده با گیاهان بوی جدید دریافت کردند، به این تغییر رژیم غذایی تطبیق یافتند. جالب است که نسل بعدی آنها نیز این ترجیح جدید را به ارث بردند.

مونتیرو گفت: “این برای ما بسیار شگفت‌انگیز بود، زیرا این آزمایش نشان می‌دهد که یادگیری یک ترجیح به یک بو می‌تواند بدون نیاز به وارد شدن بو به بدن کرم ابریشم از طریق شاخک‌ها رخ دهد، همان‌طور که در کتاب‌های درسی پیشنهاد شده بود.”

مکانیزم یادگیری و ترجیح بو

یافته‌ها نشان می‌دهند که یک مکانیزم ممکن برای تغییر ترجیحات غذایی کرم‌های ابریشم در طول زمان تکاملی وجود دارد. محققان قصد دارند این مکانیزم را بیشتر بررسی کرده و عوامل خاصی که در نسل‌های مختلف به ارث می‌رسند را شناسایی کنند.

نویسندگان مطالعه نوشتند: “این نتایج نشان می‌دهد که عوامل در همولنف، به احتمال زیاد مولکول بوی خود، نقش مهمی در یادگیری بو و انتقال ترجیحات بو در نسل‌ها ایفا می‌کنند.”

“علاوه بر این، این مکانیزم ارثی ترجیحات بو، که توسط همولنف واسطه می‌شود، مکانیسم‌های محیطی شناسایی بو را که در شاخک‌ها، قسمت‌های دهانی یا پاها صورت می‌گیرد دور می‌زند و ممکن است تغییر و تنوع گیاهان غذایی در بالپولک‌داران یا به طور گسترده‌تر در حشرات را واسطه‌گری کند.”

پروانه‌های شهریاری و علف شیر

پروانه‌های شهریاری و علف شیر رابطه‌ای جذاب و حیاتی دارند. پروانه‌های شهریاری تقریباً به طور کامل به علف شیر برای بقای خود وابسته هستند. پروانه‌های ماده تخم‌های خود را فقط روی گیاهان علف شیر می‌گذارند زیرا لاروهای آن‌ها (کرم‌های ابریشم) برگ‌های علف شیر را به عنوان تنها منبع غذایی خود می‌خورند.

این ارتباط فراتر از یک منبع غذایی است. علف شیر حاوی ترکیبات سمی است که کرم‌های ابریشم آن‌ها را مصرف می‌کنند و باعث می‌شود که به شکارچیان ناخوشایند باشند.

این سمی بودن به مرحله پروانه بالغ آن‌ها منتقل می‌شود و به آن‌ها در طول چرخه زندگی‌شان محافظت می‌کند. بال‌های نارنجی و سیاه روشن پروانه‌های شهریاری یک علامت هشدار به شکارچیان است: “از من دور بمان؛ من مزه بدی دارم!”

این وابستگی به این معناست که علف شیر برای بقای پروانه‌های شهریاری حیاتی است. متأسفانه، با کاهش علف شیر به دلیل از دست دادن زیستگاه و استفاده از علف‌کش‌ها، جمعیت پروانه‌های شهریاری دچار مشکل شده‌اند.

بسیاری از مردم اکنون در باغ‌های خود علف شیر می‌کارند تا از این موجودات شگفت‌انگیز حمایت کنند. این یک راه ساده اما تأثیرگذار برای کمک به حفظ پروانه‌های شهریاری است.

این مطالعه در مجله Biology Letters منتشر شده است.