شکارچی ترسناک دانشمندان را حیرت‌زده کرد

پروتئین های حسگر نور در تمام موجودات به چشم می خورند.حتی میکروب های تک سلولی هم دارای این پروتئین ها هستند. بقیه حیوانات دارای انواع اندام های حساس به نور هستند. و به نظر می رسد تمام این گونه ها به یک روش کار می کنند: فوتون ها جذب پروتئینی می شوند که به یون ها اجازه حرکت در غشاء را می دهد. در تک سلولی ها, پروتئین ها با ایجاد مسیر در یون ها به آنها اجازه پاسخ گویی می دهد. در اعضای پیچیده تر, یون ها با حرکت در سلول های عصبی باعث سیگنال دهی آنها می شود.

ولی دانشمندان در هفته جاریبه پدیده ی عجیبی برخوردند: هزارپا.این موجود بی تردید به نور پاسخ می دهد, چرا که زمانی که مورد حمله قرار می گیرد خود را عقب می کشد یا به تکه سنگ یا دیواری پناه می برد. با این حال به نظر می رسد بسیاری از گونه های این موجود چشم ندارند( و گونه هایی که عضوی شبیه چشم دارند نور را با آن حس نمی کنند).تحقیقات روی ژنوم این موجودات حاکی از آن است که آنها پروتئین حساس به نور ندارند, ولی آنها چطور می بینند.

حرارت

بسیاری از هزارپاها عضوی مثل چشم و سلول های پاسخ گو به نور دارند. و تحقیقات روی این اعضا حاکی از آن است که این اعضا هیچ تاثیری روی واکنش این حیوان نسبت به نور ندارند. همچنین مسئله نبود ژن هم در میان است.پروتئین های حساس به نور هم ساختار مشابهی دارند, به این دلیل که آنها باید با ایجاد کانال از طریق غشاء به یونها اجازه عبور دهند.

بنابراین، زمانی که توالی ژنوم در دسترس باشد، انتخاب ژن برای این پروتئین ها معمولا آسان است.

در هر صورت, خیلی از گونه های هزارپا چشم ندارند. و اگر به خانه ها سرک نکشند معمولا زیر سنگ ها یا خرابه ها زندگی می کنند. آنها لزوما نیاز به دیدن محیط اطراف خود ندارند.

ولی اگر آنها را در معرض نور قرار دهید آنها گلیم خود را به سرعت از آب بیرون می کشند.پس آنها نور را حس می کنند, ولی ان چطور ممکن است؟

برای پاسخ به این سوال, گروهی از محققان چینی سیستمی راه اندازی کردند تا هزارپاها را در معرض نور قرار دهند و واکنش آنها را مورد آزمایش کنند. از تصاویر مادون قرمز, الگویی مشخص در شاخک آنها به دست آمد: آنها در نور گرمتر می شدند. در حدود 10 ثانیه دمای شاخک 8 درجه افزایش یافت, خیلی سریع تر از دیگر اعضای بدن.

اما بقیه اعضای بدن چنین واکنشی نداشتند. در ادامه محققان با گذاشتن فویل روی شاخک هزارپا فعالیت آن را مختل کردند. این کار, توانایی آنها در پیدا کردن مکان های تاریک را به شدت کاهش داد. به لطف این تحقیق محققان تصور می کنند حساسیت این موجودات به نور مربوط به همین ارگانهاست.

ژن های کم یاب

محققان سپس تصمیم به شناسایی ژن ها گرفتند.آنها برای این کار تمام ژن های فعال در شاخک ها را استخراج کردند. سپس بخش هایی که غشاء از آن عبور می کرد را شناسایی کردند, چرا که پروتئین باید به یون ها این اجازه را بدهد. این کار , تعداد ژن های مورد از نظر را از 8 هزار به هزار کاهش داد. در این مرحله محققان ژن ها را تک تک در سلول های انسانی قرار دادند تا در آخر ژنی را که به یون ها اجازه می دهد در دمای بالا وارد سلول ها شوند پیدا کردند.

این ژن بی.آر.تی.ان.ای.سی.ال.1نام داشت, و تا حدودی به گروه شناخته شده ای از کانال های یونی مربوط است که به یون های سدیم اجازه ورود و خروج از سلول ها را می دهد. ولی آن گروه به دما حساس نیست. بی.آر.تی.ان.ای.سی.ال.1 نسبت به یون ها ورودی خیلی حساس نیست, و برای مثال با کمال میل اجازه عبور کلسیم از غشاها را می دهد.

بعد از آزمایش مواد گوناگون, محققان فهمیدند تستوسترون فعالیت بی.آر.تی.ان.ای.سی.ال.1 را مختل می کند. این موضوع از نظر بیولوژیکی تهدیدی نیست چرا که حشرات تستوسترون تولید نمی کنند. اما این مطمعنا روش معقول تری است چون می توانید بدون نگرانی از تغییر رفتار حشره شاخک ها را آغشته به تستوسترون کنید. پس محققان برای بررسی حساسیت هزارپا به نور از تستوسترون استفاده کردند, و حشره دیگر واکنشی نسبت به نور نداشت.

تمام این یافته ها اشاره به این دارد که این حیوانات نور را بدون دریافت مسقیم فوتون ها حس می کنند. آنها نور را به شکل غیر مستقیم حس می کنند.آنها برای اینکار از اندامی بهره میبرند که هنگامی که در معرض نور قرار می گیرد گرم می شود و حشره با تغییر دما نور را حس می کند. در حال حاضر این پدیده فقط در هزارپاها مشاهده شده. ممکن است هزارپاها در این زمینه در زیست شناسی منحصر به فرد باشند.

دو نکته جالب توجه در مورد این پدیده وجود دارد. اول اینکه پروتئین های زیادی وجود دارند که اعضای بدن برای تشخیص دما از آن استفاده می کنند, مثل پروتئینی که باعث می شودهنگام حس گرمای زیاد خود را عقب بکشیم. ولی بی.آر.تی.ان.ای.سی.ال.1 اصلا شبیه آنها نیست. به نظر می رسد این پروتئین به شکل مستقل تکامل یافته. نکته دوم اینکه ما نمی دانیم شاخک این حشرات چطور گرم می شوند.