هنا لماذا القرش الأبيض العظيم هو أبطال خارقون مولودون في الطبيعة

للعديد من الأسباب ، يجب اعتبار أسماك القرش البيضاء العظيمة من الأبطال الخارقين الذين يعيشون في المحيطات - فهي كبيرة وقوية ، وتعيش حياة طويلة ، ويمكن أن تشفي جروحها بسرعة ملحوظة ، وحتى من المحتمل أنها نادرًا ما تصاب بالسرطان. لكن كيف يمكن أن يكون لهذه العمالقة القدماء العديد من السمات الشبيهة بالأبطال الخارقين؟ اتخذ العلماء الآن خطوة كبيرة نحو الإجابة على هذا السؤال من خلال فك تشفير الجينوم الكامل لسمك القرش الأبيض العظيم.

قام فريق دولي من الباحثين بقيادة علماء في مركز أبحاث سمك القرش التابع لمؤسسة Save Our Seas ومعهد غي هارفي للبحوث في جامعة نوفا ساوث إيسترن في فلوريدا بتسلسل جينوم القرش الأبيض العظيم (Carcharodon carcharias) ومقارنتها مع جينومات العديد من أنواع الفقاريات الأخرى. اكتشف الفريق ثروة من الخصائص الجينية غير العادية التي قد تفسر سبب كون أسماك القرش البيضاء هي الأبطال الخارقين (أو الأشرار ، إذا كنت أسدًا بحريًا ممتلئًا) من البحر. تم نشر دراستهم على الإنترنت يوم الإثنين (18 فبراير) في مجلة Proceedings of the National Academy of Sciences.

الاستقرار الجيني هو المفتاح

لم يكن تسلسل جينوم القرش الأبيض العظيم مهمة صغيرة - فقد تألف الجينوم من 4.63 مليار زوج من القواعد (الجزيئات المحتوية على النيتروجين التي تشكل "درجات" سلم الحمض النووي) ، والتي تبلغ حوالي 1.5 ضعف حجم الجينوم البشري. قال دوفي كاسيف ، عالم البيئة الجزيئية البحرية والباحث في مركز علوم مصايد الأسماك البحرية الوطني في جنوب غرب مركز علوم مصايد الأسماك في كاليفورنيا ، الذي لم يشارك في الدراسة: "إنه جهد مثير للإعجاب".

يتألف ما يقرب من 60 في المائة من جينوم القرش الأبيض من تسلسلات جينية متكررة ، وهو ما يشبه ما يشاهد في الجينوم البشري. ما يميز جينوم سمك القرش الأبيض هو أن العديد من تلك المناطق المتكررة هي رموز لمجموعة خاصة من الجينات تعرف باسم LINEs.

قال مايكل ستانهوب ، عالِم الأحياء التطوري في جامعة كورنيل في نيويورك ، "إنهم يصنعون نسخًا من أنفسهم ثم يعيدون إدخالها عشوائيًا في مواقع مختلفة في الجينوم ، وفي هذه العملية يقومون بعمل فواصل مزدوجة في الحمض النووي تحتاج إلى إصلاح". . شارك ستانهوب في قيادة الدراسة مع نيكولاس مارا ومحمود شيفجي ، علماء الأحياء في جامعة نوفا ساوث إيسترن.

هذه الفواصل المتكررة في الحمض النووي تجعل الجينوم غير مستقر ، مما يؤدي عادة إلى زيادة خطر حدوث طفرات جينية مسببة للمشكلة يمكن أن تؤدي في النهاية إلى السرطان. ولكن يبدو أن أسماك القرش الأبيض قد طورت طريقة لتجنب عدم الاستقرار الجينومي.

وجد الباحثون أن جينوم القرش الأبيض يحتوي على الكثير من الجينات المسؤولة عن الحفاظ على الاستقرار الجيني - أشياء مثل جينات إصلاح الحمض النووي وجينات قمع الورم. وعندما قارن الباحثون بين جينات استقرار القرش الأبيض والجينات المماثلة في الفقاريات الأخرى ، وجدوا تغيرات صغيرة في تسلسل الجينات تشير إلى نمط معين من التكيف التطوري لهذه الجينات في أسماك القرش الأبيض.

وقال ستانهوب "فكر في الأمر على أنه يعدل دور هذه الجينات في الحفاظ على استقرار الجينوم في القرش الأبيض."

وقال كاسيف إن الناس تكهنوا بأن أسماك القرش لديها معدل إصابة بالسرطان أقل بكثير من الحيوانات الأخرى ، ولكن "ليس هناك الكثير من البيانات الحقيقية التي تقول ذلك على وجه اليقين". ومع ذلك ، فإن الوجود الوفير لجينات الاستقرار المعدلة خصيصًا يمكن أن يفسر المقاومة المحتملة للسرطان.

قال ستانهوب ، "إذا كنت تريد منع السرطان ، فأنت بحاجة إلى الحفاظ على استقرار الجينوم الخاص بك" ، مما يعني تجنب الطفرات الجينية. يؤدي تراكم الطفرات الزائدة إلى الإصابة بالسرطان ، ولكن يبدو أن جينوم سمك القرش مصمم خصيصًا لمنع ذلك. وقال: "هذه أشياء يجب أن نختبرها في المختبر ، حتى نعرف ذلك حقًا".

كما حذر ستانهوب من أنه في حين أن أسماك القرش البيضاء قد يكون لديها تكيف وراثي لمنعها من الإصابة بالسرطان ، فإن هذا لا يعني أن استهلاك منتجات القرش يمكن أن يمنع الإنسان من الإصابة بالسرطان ، على الرغم مما قد يدعي أنصار "الطب البديل".

وقدراتهم الخاصة الأخرى ...

قد يشرح علم الوراثة أيضًا إحدى القوى العظمى للقرش الأبيض: القدرة على الشفاء بسرعة. اكتشف الفريق العديد من جينات القرش الأبيض المعروف أنها تلعب أدوارًا مهمة في عمليات التئام الجروح الفقارية. وعلى غرار جينات الاستقرار ، كانت جينات التئام الجروح في القرش الأبيض تحت نفس نوع ضغوط الاختيار التطوري الإيجابية ، مما يعني أن هناك ميلًا إلى زيادة عدد هذه الصفات المفيدة.

وقال ستانهوب "وجدنا أيضًا تخصيبًا للجينات لكل من جراح التئام الجينات واستقرار الجينوم في سمك القرش الأبيض مقارنة بالفقاريات الأخرى". وبعبارة أخرى ، فإن جينوم القرش الأبيض يحتوي على نسبة أعلى من هذه الأنواع من الجينات مقارنة بما هو موجود في جينومات الفقاريات الأخرى.

في حين اكتشف الفريق عددًا من الجينات التي قد تكون مسؤولة عن العديد من قدرات القرش الأبيض الكبير ، كانت هناك خاصية واحدة لم يتم حسابها بشكل واضح من قبل الجينوم: الشم الحساس لسمك القرش.

من المعروف أن أسماك القرش لديها حاسة شم قوية ، لذلك توقع الباحثون العثور على العديد من جينات مستقبلات حاسة الشم ، وهي الجينات المسؤولة عن المساحات الفعالة للفقاريات الأخرى. لكن جينوم القرش الأبيض احتوى بشكل استثنائي على عدد قليل من هذه الجينات. ما وجده الباحثون بدلاً من ذلك كان فئة أخرى من الجينات ، تسمى الجينات الأنفية. وقال ستانهوب إن هذه الجينات يمكن أن تشارك أيضًا في إدراك الرائحة ، لكنها ليست عادةً وفيرة مثل جينات OR. ومع ذلك ، يوجد في جينوم القرش الأبيض أكثر من عشرة جينات فقرية أنفية ، لذلك اقترح الباحثون أن هذه الجينات ربما تؤدي إلى إدراك الرائحة في القرش الأبيض.

وقال كاسيف "ما زلنا عند نقطة هنا نخدش فيها السطح ، لكن وجود تسلسل الجينوم هذا يعطينا نقطة انطلاق لمعالجة هذه الأسئلة بمزيد من التفصيل". وأضاف أن هذا البحث سيساعد بلا شك على الإجابة عن أسئلة حول الأنواع الأخرى. "إن فهم جينوم القرش الأبيض ليس مهمًا للقرش الأبيض فحسب ، بل هو سقالة أو نقطة انطلاق لفهم الأنواع ذات الصلة."

تعد أسماك القرش البيضاء العظيمة واحدة من أكثر المخلوقات البحرية شهرة في العالم ، لكن سكانها يكافحون حيث يواصل الناس مطاردتهم بدافع الخوف والجشع. وقال كاسيف "لدى الناس هذه الصور التي تم تصويرها في الأفلام والبرامج التلفزيونية على أنها آلات القتل". ومع ذلك ، فإن الحقيقة هي أن البشر يقتلون أسماك القرش أكثر بكثير مما تقتل أسماك القرش البشر.

وقال ستانهوب "البشر يقتلون ملايين كثيرة من أسماك القرش كل عام في جميع أنحاء العالم لأسباب طبية وهمية ومزيفة ؛ لحساء زعانف سمك القرش وجميع أنواع الأسباب المأساوية حقًا". يأمل الباحثون أن تساعد دراستهم المزيد من الناس على إدراك مدى خصوصية هذه الفقاريات القديمة.

وقال ستانهوب: "آمل أن يتعرف الناس على التكيفات البيولوجية الرائعة لهذه الحيوانات ونتيجة لذلك ، فإنهم يحظون بتقدير أكبر لها".