مطالعه جدید: حشرات بزرگترین بازماندگان تکامل هستند
زمان و تاریخ بوجود آمدن و الگوی تکامل حشرات و بقای آنها در میلیون‌ها سال، در یک پژوهش جدید که امروز در مجله علمی Science منتشر شده، روشن شده است. پیدا کردن روابط حشرات همیشه به دلیل تنوع بسیار زیاد آنها کار بسیار سختی بوده است. دشواری دیگر، به دلیل آن است که حشرات به مدت طولانی تکامل یافته‌اند. این مطالعه، حاصل همکاری بیش از ۱۰۰ دانشمند از ۱۶ کشور به عنوان بخشی از “پروژه تکامل ۱۰۰۰ ترانسکریپتوم حشرات” بود که به تاریخچه تکامل حشرات نگاه می کرد. حشرات نه تنها متنوع هستند، بلکه از اهمیت اقتصادی و پزشکی بسیاری برخوردارند. آنها در زندگی روزمره ما در شیوه‌های مثبت و منفی تأثیر می‌گذارند، از گرده‌افشانی محصولات کشاورزی تا گسترش بیماری‌هایی مانند مالاریا!! با اطلاعات بیشتر درباره‌ی تکامل حشرات، ما می‌توانیم فهمی بهتر از غنای گونه‌ای و اهمیت اکولوژیکی حشرات پیدا کنیم.
همه چیز در DNA است
پژوهشگران از یک مجموعه داده راجع به توالی DNA با مقیاس بی‌سابقه و تکنیک‌های تجزیه و تحلیل جدید استفاده کردند. این به آنها اجازه داد تا به زمان قبل از ظهور حشرات از خرچنگ‌ها (خرچنگ‌ها و ماهیان) و ظهور آنها در زمین بین ۴۵۰ میلیون و ۵۰۰ میلیون سال پیش نگاه کنند. این پژوهش جدیدترین مطالعه در زمینه فیلوژنومیک – تلاقی بین تکامل و ژنومیک – است. این یک دید مفصل از تکامل در مقیاس زمانی عمیق فراهم می‌کند. پژوهشگران تمام ژن‌ها را از بیش از ۱۴۰ نوع – مانند پروانه، پروانه، زنبور و کفشدوزک – توالی کردند و با استفاده از آنها روابط بین تمام گروه‌های اصلی حشرات را محاسبه کردند. سپس تمام دنباله‌های ژنی را از حشرات مقایسه کردند و تمام ژن‌هایی را که در همه گونه‌ها شایع بودند و به طور مستقیم قابل مقایسه بودند، پیدا کردند.
یکی از چالش‌های اصلی این تجزیه و تحلیل، پیدا کردن ژن‌های مناسب برای مقایسه است. تکامل با ژن‌ها بازی می‌کند و ژن‌های قدیمی را برای عملکردهای جدید تغییر می‌دهد، بنابراین بسیاری از ژن‌ها کپی می‌شوند. پس از یک فرآیند انتخاب دقیق، پژوهشگران ۱۴۷۸ ژنِ قابل مقایسه برای تجزیه و تحلیل پیدا کردند – یک مجموعه بسیار بزرگتر از آنچه قبلاً برای این نوع تجزیه و تحلیل در دسترس بوده است – سپس تیم تحلیل، شواهد فسیلی را با مجموعه داده ژنتیک و مدل‌های تکامل مولکولی ترکیب کرد تا زمانی که گروه‌های مختلف تکامل یافتند را برآورد کنند.
تکامل حشرات
مطالعات نشان می‌دهد که حشرات همزمان با اولین گیاهان زمین حدود ۵۰۰ میلیون سال پیش بوجود آمدند. نزدیک‌ترین خویشاوندان حشرات اولیه احتمالاً سیلوِرفیش بوده است، حشرات اولیه و ابتدایی که هرگز بال ندیده‌اند. تجزیه و تحلیل‌ها نشان می‌دهند که برای شکل دادن به اکوسیستم‌های اولیه زمین، حشرات و گیاهان با هم تکامل یافته اند، و حشرات حدود ۴۰۰ میلیون سال پیش صاحب بال شده اند. این قبل از هر حیوان دیگری بوده است. نمی‌توانیم بگوییم چرا این حشرات باستانی به سرعت سازگار شدند، اما حشرات مدرن دارای جمعیت زیاد، و آناتومی پلاستیک و ماژولار هستند که به آنها مزیت‌های بزرگی در بهره‌گیری از فرصت‌های جدید در محیط داده است.
نزدیک‌ترین خویشاوندان مدرن حشرات با بال، کرم‌های آبزی هستند و خویشاوندان بال‌دار بزرگ با دامنه بال ۶۰-۷۰ سانتی‌متر کمی پس از تکامل بال در حشرات وجود داشتند. خدارا شکر که این شکارچیان عمومی بزرگ و سریع با دندان‌های تیز امروزه وجود ندارند! حشرات تنها گروه حیوانات پرواز کننده هستند که بازو یا پا را برای بال استفاده نمی کنند. بیشتر گروه‌های اصلی حشرات مانند ملخ‌ها و سوسک‌ها حدود ۳۵۰ میلیون سال پیش در یک انفجار تکاملی ظاهر شدند. بسیاری از گروه‌های رایج حشرات مانند پروانه‌ها، زنبورها و کفشدوزک‌ها بیش از ۲۰۰ میلیون سال پیش ظاهر شدند.
نجات از انقراض
در حالی که بسیاری از گروه‌های دیگر مانند دایناسورها تحت تأثیر رویدادهای انقراض جمعی قرار گرفتند، تکامل حشرات در هر حال ادامه داشته است. به دلیل اینکه آنها تقریباً با هر محیط خشکی سازگار شده‌اند، بسیاری از گروه‌های حشرات با انقراض زنده می‌مانند، و سپس سریعا به شرایط و فرصت‌های جدیدی که پس از چنین بحران‌های تنوع زیستی پدید می‌آیند، سازگار می‌شوند و تنوع پیدا می‌کنند. به بیان دیگر، تکامل در بسیاری از حالت‌ها یک بازی اعداد است و جمعیت بزرگ بسیاری از حشرات به معنای این است که احتمال دارد که جایگزین های مطلوب در هر زمان وجود داشته باشد که به حشرات امکان بهره‌برداری از فرصت‌های جدید را بدهد. این را به عنوان مثال در سوسک ها مشاهده می‌کنیم که به سرعت روش‌های جدیدی را برای شناسایی سموم حشره‌کش جدید یاد گرفته اند و مقاومت خود نسبت به آنها را بالا برده اند.
آینده بقای حشرات
مطالعات اهمیت درک زیست‌شناسی تکامل حشرات در آینده بشر نشان می‌دهد. این حقیقت که حشرات تقریباً نیم میلیارد سال در سیاره زمین بوده‌اند و شکوفا شده‌اند به دلیل این است که به طور حرفه‌ای در همه جا حضور دارند و به سرعت با محیط‌ها و فرصت‌های جدید سازگار می‌شوند.
حشرات احتمالاً از آخرین اجساد در سیاره تغذیه خواهند کرد. بنابراین، هوشیار بودن در هر باری که با حشرات برای منابع رقابت می‌کنیم، به ما کمک خواهد کرد.
ما اکنون دید دقیقی در مورد ساختار ژنتیکی حشرات داریم. در آینده، امکان مقایسه مسیرهای متابولیک حشرات مختلف و استفاده از این اطلاعات برای هدف‌گیری دقیق‌تر از گونه‌های ناخواسته فراهم خواهد شد. این مطالعه به محققان امکان ارتباط پاسخ‌های اکولوژیکی حشرات به ساختار ژنتیکی آنها را فراهم می‌کند.
با توجه به موفقیت این مطالعات، در حال حاضر کنسرسیوم تحقیقاتی حشرات – CSIRO – در حال تحلیل بیش از ۲۰۰۰ ژنوم حشرات است.
این کار، یک تصویر کامل‌تر و زمان‌بندی دقیق‌تر را فراهم خواهد کرد و به کنسرسیوم این امکان را خواهد داد که دقیقاً به سؤال بپردازد که تکامل حشرات چگونه به بحران‌ها و فرصت‌هایی که در طول سکونت طولانی و موفق خود در سیاره زمین پدید آمده، پاسخ داده‌اند.
بهترین راه حل
بهترین راه حل برای جلوگیری از ورود حشرات، دستگاه دفع حشرات است. دستگاه های دفع حشرات با استفاده از فراصوت تمامی حشرات موذی، مانند: موریانه، مورچه، سوسک، ساس، پشه، مگس و حتی جانوران موذی مثل موش و مارمولک را از محیط شما دور می کند. این دستگاه از قرص استفاده نمی کند و هیچگونه ضرر و عوارضی برای سلامتی انسان و حیوانات خانگی ندارد. دستگاه دفع حشرات دافع الکتریک با کارکرد 24 ساعته، خانه شما را از حمله حشرات موذی ایمن نگه می دارد.
منبع:
بدون دیدگاه