لماذا يوجد القليل فقط من الحشرات في المحيط
تقدم هذه الدراسة التفسير العلمي لذلك.
اقترح علماء من جامعة طوكيو متروبوليتان فرضية تفسر سبب ندرة الحشرات في البيئات البحرية. أظهرت دراساتهم سابقًا تطوير الحشرات لآلية كيميائية فريدة لتقوية أصدافها باستخدام الأكسجين الجزيئي وإنزيم يسمى مالتي كوبر أوكسيداز-2 multicopper oxidase-2(MCO2). يدرسون حاليًا تأثير هذا الإنزيم قدرتهم على الحياة في الماء، وإعطائهم مزايا تساعدهم على الحياة على البر، وتأثيره على التطور البيئي للحشرات.
تعد الحشرات من أكثر الكائنات الحية نجاحًا على هذا الكوكب. يقال إنها تشكل أكبر كتلة حيوية لجميع الحيوانات الأرضية ولها تأثير كبير على النظام البيئي العالمي. ومع ذلك، يقابل وفرتها هذه على البر ندرتها المذهلة في البحر. الحشرات التي تسكن في البحار قليلة جدًا، على الرغم من أن أسلافهم البيولوجيين جاءوا من هناك. إنه لغز منتشر في العلم، ويحاول العلماء الإجابة عنه منذ وقت طويل.
يقترح باحثون من جامعة طوكيو متروبوليتان بقيادة الأستاذ المساعد تسوناكي أسانو حلاً يعتمد على علم الوراثة التطوري. تعلمنا من نتائج دراسات علم الوراثة الجزيئي أن كلا من القشريات والحشرات جزء من نفس العائلة التي تسمى سداسيات العيينات Pancrustacea، وأن الحشرات كانت فرعًا ترك البحر وتكيف مع الأرض. تتشارك هذه العائلة بميزة مهمة، وهي هيكل خارجي يتكون من طبقة شمعية وقشرة صلبة.
في العمل السابق، أظهر نفس الفريق أنه عندما تكيفت الحشرات مع البيئات الأرضية، طورت جينًا فريدًا ينتج إنزيمًا يسمى مالتي كوبر أوكسيداز-2 multicopper oxidase-2(MCO2) يساعدها على تقوية قشرتها باستخدام الأكسجين. يتوسط MCO2 تفاعل يؤكسد الأكسجين الجزيئي فيه مركبات تسمى الكاتيكولامينات في البشرة، ويحولها إلى عوامل تربط جزيئات القشرة وتتصلب. وذلك مختلف جدًا عن القشريات التي تصلب قشرتها باستخدام الكالسيوم من مياه البحر. يدعي الفريق أن هذا يجعل الأرض أكثر ملاءمة للحشرات بسبب وفرة الأكسجين. أصبح البحر الآن بيئة قاسية بسبب نقص الأكسجين ووفرة الكائنات الحية التي تتكيف بشكل أفضل.
لكن الأمر لم يقتصر على أن البحر لم يعد مضيافًا للحشرات بعد الآن. يؤدي تصلب وتجفيف القشرة عبر مسار MCO2 إلى مادة حيوية ليست واقية فحسب، بل وخفيفة الوزن أيضًا. يفترض العلماء أن هذا هو السبب وراء اكتساب الحشرات القدرة على تسلق النباتات، والانزلاق، ثم الطيران في النهاية. سمح لهم ذلك بالهجرة واحتلال منافذ كانت فارغة من قبل في النظام البيئي، وهي قوة دافعة قوية أدت إلى أعدادهم الهائلة، بعكس القشريات التي تعيش في البحر مرة أخرى، هذا على عكس القشريات البحرية التي تكون قشرتها أكثر كثافة نتيجة التكلس بشكل ملحوظ.
بالطبع ليست الحشرات هي المفصليات الوحيدة التي تتكيف مع البر، لذلك من الواضح أن MCO2 ليس الإنزيم الوحيد الضروري للنجاح في «المنافذ الأرضية». ومع ذلك، فإن طبيعة بشرة الحشرات تتحدث عن الكثير عن نجاحها في البيئة الأرضية. في الواقع، يعتقد الفريق أن MCO2 قد يكون سمة مميزة للحشرات وأن لا إنزيم MCO2، يعني لا حشرات. يعد عملهم بإبراز جديد تمامًا للدور الذي قد يلعبه تصلب القشرة في تطور الحشرات وانتشارها على البر.
نشر البحث في مجلة Physiological Entomology.
ترجمة: ولاء سليمان
المصدر: phys.org
