خبرگزاری دانشجویان ایران- ایسنا

تیمی بین‌المللی از دانشمندان با همکاری دانشگاه کوپنهاگ دانمارک برای نخستین بار موفق به تعیین توالی و تحلیل‌کردن ژنوم دو پنگوئن شدند.

به گزارش سرویس علمی ایسنا، این موفقیت دیدگاه‌های جدیدی را درباره چگونگی سازگارشدن این پرندگان با شرایط سخت و خصومت‌آمیز قاره قطب جنوب ارائه می‌دهد.

پنگوئن‌های این قاره در معرض دماهای بی‌نهایت پایین، بادهای پرسرعت و تغییرات عمیق نور روزانه هستند و این موجودات سیستم‌های زیستی پیچیده‌ای را برای تنظیم دما و ذخیره انرژی در قحطی‌های طولانی‌مدت تکامل داده‌اند.

اکثر بررسی‌های پیشین بر جوانب رفتاری و فیزیولوژیکی زیستی پنگوئن‌ها متمرکز شده‌ بودند اما به تازگی تیمی از دانشمندان، دی‌ان‌ای دو پنگوئن قاره قطب جنوب به نام‌های «آدلی» (Adélie) و امپراطور را در مقایسه با گونه‌های دیگر پرندگان بررسی کردند. تیم علمی توانست اساس ژنتیکی سازگاری این پرندگان و تاریخچه تکامل آن‌ها در واکنش به آب و هوا را آشکارسازی کند.

با استفاده از سوابق ژنتیکی دی‌ان‌ای پرندگان، محققان تخمین زدند پنگوئن‌ها نخستین بار 60 میلیون سال پیش ظاهر شدند. این بررسی نشان می‌دهد جمعیت پنگوئن «آدلی» حدود 150 هزار سال پیش و زمانی ظهور کرد که آب‌وهوا گرم‌تر شد اما بعدها و حدود 60 هزار سال قبل، جمعیت این پرنده در طول یک بازه زمانی خشک و سرد، تا 40 درصد کاهش یافت. در مقایسه، جمعیت پنگوئن امپراطور ثابت باقی ماند و این بدین معناست که این گونه با شرایط قاره قطب جنوب بهتر سازگار شد.

در این تحقیق مشخص شد هر دوی این پنگوئن‌ها ژن‌هایی مرتبط با پروتئین بتا کراتین را بسط دادند. این پروتئین مسئول شکل‌گیری 90 درصد پرهای پنگوئن‌هاست. تیم علمی همچنین 13 ژن مسئول تولید پروتئین مزبور را کشف کرد که در مقاسه با ژنوم‌های پرنده شناخته‌شده دیگر، بالاترین تعداد گزارش شده است.

این موضوع اهمیت این ژن‌ها در تضمین کوتاه‌بودن، سخت‌بودن و متراکم‌بودن پر پرندگان و از دست‌رفتن حداقل گرما توسط آن‌ها را نشان می‌دهد. این پرها ضدآب باقی می‌مانند و به حرکت پنگوئن‌ها در زیر آب کمک می‌کنند. تیم علمی همچنین ژنی موسوم به SG1 را شناسایی کرد که مسئول شکل‌گیری پوست ضخیم پنگوئن‌هاست.

افزون بر این، ذخیره چربی برای پنگوئن‌ها جهت تحمل سرما و زنده‌ماندن در دوره‌های طولانی قحطی، حیاتی است. دانشمندان دریافتند هر دو پنگوئن مورد‌بررسی در طول تکاملشان از سازگاری‌های مختلف متابولیسم لیپید استفاده کردند و چنین موضوعی دیدگاه‌هایی درباره توانایی‌ سازگارشدن آن‌ها با تغییرات آب‌و‌هوا ارائه می‌دهد.

دانشمندان حاضر در این تحقیق هشت ژن دخیل در متابولیسم لیپید را در پنگوئن آدلی و سه ژن از این دست را در پنگوئن امپراطور یافتند.

آن‌ها همچنین کشف کردند بال‌های پنگوئن‌ها در طول تاریخ تکامل‌شان، جهت شیرجه و حرکت حیوان در آب تغییرات عمیقی را متحمل شدند. تیم علمی 17 ژن مرتبط با بال جلویی را در ژنوم‌های پنگوئن یافتند که تغییرات منحصر به‌فردی را نشان داده بودند. یکی از این ژن‌ها به نام EVC2 تعداد زیادی تغییرات ژنتیکی را در مقایسه با پرندگان دیگر متحمل شده بود.

دانشمندان با توالی‌دادن ژنوم‌های این دو پنگوئن، بسیاری از ژن‌های مسئول توانایی‌های متفاوت را برای زاد‌و‌ولد و زنده‌ماندن پنگوئن‌ها در قاره قطب جنوب مقایسه کردند. این بررسی فرصت جدیدی به آن‌ها برای بررسی‌های تکاملی بزرگ بر روی هر دوی گونه‌های پنگوئن‌ها ارائه می‌دهد.

جزئیات این دستاورد علمی در نشریه‌ BMC Genomics و همچنین مجلات BMC Evolutionary Biology و Genome Biology قابل‌مشاهده است.