مایت‌ها (راسته کنه‌سانان) قادرند بدون جفت‌گیری تولیدمثل کنند. فرزندان آن‌ها نسخه‌های دقیقی از والد منفردشان هستند و جمعیتی کاملاً ماده ایجاد می‌کنند.
این موضوع صحنه‌ای از یک رمان علمی-تخیلی نیست، بلکه واقعیتی در دنیای شگفت‌انگیز مایت‌های اوریباتید از گونه Platynothrus peltifer است.
مادران از تخم‌های بارور نشده‌ای که هیچ نر در لقاح آن‌ها نقشی نداشته است، دخترانی به دنیا می‌آورند.
این فرآیند که بکرزایی (Parthenogenesis) نام دارد، منجر به ایجاد یک جمعیت کاملاً ماده می‌شود—ویژگی خاصی که توجه دانشمندان در سراسر جهان را به خود جلب کرده است.
تولیدمثل غیرجنسی در مایت‌ها
دانشمندان دانشگاه کلن، همراه با همکاران بین‌المللی خود، به بررسی تولیدمثل غیرجنسی شگفت‌انگیز مایت‌های اوریباتید پرداختند.
این مطالعه نشان داد که راز بقای این مایت‌ها در تکامل مستقل نسخه‌های مضاعف کروموزوم‌های آن‌ها نهفته است—مفهومی که به عنوان اثر مزلسون (Meselson Effect) شناخته می‌شود.
با استفاده از روش‌های تعیین توالی ژنوم، پژوهشگران چندین عامل را شناسایی کردند که به تنوع ژنتیکی مجموعه کروموزوم‌ها کمک می‌کند، عاملی که می‌تواند بقای طولانی‌مدت مایت‌ها را تضمین کند.
تکامل کروموزوم‌ها و تنوع ژنتیکی
مایت اوریباتید برخلاف اصول تکاملی متعارف، بیش از ۲۰ میلیون سال بدون هیچ نشانه‌ای از تولیدمثل جنسی زنده مانده است.
این مایت‌ها فرزندان ماده‌ای از تخم‌های بارور نشده تولید می‌کنند، به طوری که نرها تقریباً وجود ندارند یا بسیار نادر هستند و هیچ نقشی در استخر ژنی جمعیت ندارند.
بر خلاف انتظار، فرزندان این مایت‌ها تمام یا بخشی از ژن‌های مادر (الل‌ها) را به ارث می‌برند و به نسخه‌ای کاملاً مشابه از مادر تبدیل می‌شوند.
نکته جالب این است که دو مجموعه کروموزومی مایت‌ها به طور مستقل تکامل می‌یابند، که این امکان را فراهم می‌کند که گونه‌های جدید ژنتیکی به وجود بیایند، درحالی‌که اطلاعات اساسی حفظ می‌شود.
این تغییرات، توانایی تطبیق سریع با نوسانات محیطی را برای این مایت‌ها فراهم می‌کند و به آن‌ها یک مزیت انتخابی می‌دهد.
ابزارهای جدید در جعبه‌ابزار ژنتیکی
این پژوهش انتقال افقی ژن (HGT) را به عنوان مکانیزم دیگری برای افزایش تنوع ژنتیکی شناسایی کرد. HGT به تبادل مواد ژنتیکی فراتر از مرزهای تولیدمثل جنسی اشاره دارد.
به بیان ساده، انتقال افقی ژن مانند اضافه کردن ابزارهای جدید به یک جعبه‌ابزار موجود است.
دکتر حُسنه اوزتوپراک، نویسنده اصلی مطالعه و متخصص زیست‌شناسی در مؤسسه جانورشناسی دانشگاه کلن، توضیح داد:
“برخی از این ژن‌ها به مایت کمک می‌کنند دیواره‌های سلولی را تجزیه کند و به این ترتیب، دامنه غذایی آن را گسترش می‌دهند.”
نقش “ژن‌های پرشی”
عناصر قابل‌انتقال (TEs) که به عنوان ژن‌های پرشی (Jumping Genes) نیز شناخته می‌شوند، نقش مهمی در این فرآیند ایفا می‌کنند. این عناصر بخش‌های پویای ژنوم هستند که با تغییر محل خود، ساختار ژنتیکی را تغییر می‌دهند—مشابه جابجایی فصل‌های یک کتاب برای تغییر مسیر داستان.
نکته هیجان‌انگیز این است که سطوح فعالیت ژن‌های پرشی در دو نسخه کروموزومی مایت‌ها متفاوت است.
یک نسخه در وضعیت فعال قرار دارد که امکان تغییرات پویا را فراهم می‌کند، درحالی‌که نسخه دیگر نسبتاً غیرفعال باقی می‌ماند.
مایت‌ها و سازگاری تکاملی
مطالعه مایت‌های اوریباتید نشان می‌دهد که چگونه یک گونه می‌تواند بدون تولیدمثل جنسی زنده بماند و تکامل یابد، و این چالشی برای نظریه‌های سنتی تکامل است.
در حالی که تولیدمثل جنسی به طور سنتی برای حفظ تنوع ژنتیکی و تناسب تکاملی ضروری تلقی می‌شود، این مایت‌ها مسیر جایگزینی را نشان می‌دهند.
قابلیت آن‌ها در تکامل از طریق اثر مزلسون، انتقال افقی ژن، و ژن‌های پرشی نشان می‌دهد که تولیدمثل غیرجنسی نیز می‌تواند تنوع ژنتیکی لازم برای سازگاری را فراهم کند.
این کشف می‌تواند الهام‌بخش تحقیقات بیشتری درباره سایر موجوداتی باشد که از استراتژی‌های مشابه برای زنده ماندن در محیط‌های چالش‌برانگیز استفاده می‌کنند و درک ما از زیست‌شناسی تکاملی را گسترش دهد.
پیامدها برای تنوع زیستی و حفاظت از محیط‌زیست
درک مکانیزم‌های ژنتیکی پشت تولیدمثل غیرجنسی مایت‌های اوریباتید می‌تواند پیامدهای وسیع‌تری برای تنوع زیستی و تلاش‌های حفاظتی داشته باشد.
این مایت‌ها نقش حیاتی در اکوسیستم‌های خاک دارند و به تجزیه مواد آلی و چرخه مواد مغذی کمک می‌کنند.
بینش‌هایی درباره مقاومت ژنتیکی آن‌ها می‌تواند به تدوین استراتژی‌های حفاظتی برای گونه‌های غیرجنسی یا در معرض خطر که با فشارهای محیطی مواجه‌اند، کمک کند.
علاوه بر این، مطالعه توانایی مایت‌های اوریباتید در تطبیق بدون نوترکیبی ژنتیکی ممکن است کاربردهای عملی در کشاورزی و مدیریت آفات داشته باشد، زیرا دانشمندان به دنبال بهره‌گیری از این استراتژی‌ها یا کنترل آن‌ها در سایر موجودات هستند.
این مطالعه به طور کامل در ژورنال Science Advances منتشر شده است.
