محققان دانشگاه نورثوسترن پرده از راز بقای مگسهای برفی در دمای انجماد برداشتهاند. این حشرات کوچک و بدون بال که روی سطوح برفی به دنبال جفت و تخمگذاری هستند، از ترکیبی شگفتانگیز از ابزارهای بیولوژیکی برای زنده ماندن در سرمای شدید استفاده میکنند: تولید گرمای داخلی مانند پستانداران و ساخت پروتئینهای ضد یخ مشابه ماهیهای قطبی.
در حالی که بیشتر حشرات در دمای زیر صفر از پای در میآیند، مگسهای برفی در دمای ۶- درجه سانتیگراد (۲۱.۲ درجه فارنهایت) فعال میمانند. مارکو گالیو، استاد نوروبیولوژی و رهبر این مطالعه، میگوید: «حشرات خونسرد هستند و در اختیار دمای محیط قرار دارند، اما توانایی ذهنیشگفتانگیزی برای سازگاری با شرایط سخت دارند. مگسهای برفی به جای خواب زمستانی، سرما را ترجیح میدهند و در گرمای تابستان پنهان میشوند. آنها مرزهای ممکن را جابهجا میکنند.»
ژنهای منحصربهفرد و پروتئینهای ضد یخ
برای کشف این راز، تیم تحقیقاتی نخستین بار ژنوم مگس برفی را توالییابی و با حشرات غیرمقاوم در برابر سرما مقایسه کردند. نتایج شگفتانگیز بود: بسیاری از ژنها در هیچ پایگاه دادهای یافت نشدند. گالیو میگوید: «ابتدا فکر کردم یک گونه بیگانه را توالییابی کردهایم!»
تحقیقات بیشتر نشان داد این ژنهای عجیب، پروتئینهای ضد یخ تولید میکنند که به کریستالهای یخ چسبیده و از رشد آنها جلوگیری میکنند. جالب اینکه برخی از این پروتئینها از نظر ساختاری با پروتئینهای ضد یخ ماهیهای قطبی مرتبط هستند. گالیو میافزاید: «این نشان میدهد تکامل برای یک مشکل مشترک به راهحل یکسانی رسیده است.»
برای اطلاعات بیشتر درباره پروتئینهای ضد یخ، میتوانید به ویکیپدیا مراجعه کنید.
تولید گرما: یک ویژگی شگفتانگیز
علاوه بر پروتئینهای ضد یخ، محققان ژنهای مرتبط با مصرف انرژی و فرآیندهای سلولی تولید گرما را شناسایی کردند. این ژنها نشان میدهند مگسهای برفی میتوانند گرمای بدن خود را بالا ببرند – ویژگیای که معمولاً در پستانداران دیده میشود. این دو مکانیسم با هم به آنها اجازه میدهد در دماهای مرگبار فعال بمانند.
این کشف نه تنها درک ما از سازگاری حیات با محیطهای شدید را گسترش میدهد، بلکه میتواند به توسعه روشهای جدید برای محافظت از سلولها، بافتها و مواد در برابر آسیب سرما کمک کند. این مطالعه در ۲۴ مارس در مجله Current Biology منتشر شده است.
پیامدهای علمی و آینده
یافتههای جدید نشان میدهد مگسهای برفی فقط سرما را تحمل نمیکنند، بلکه با راههای متعددی با آن مقابله میکنند. این پژوهش میتواند الهامبخش فناوریهای جدید در زمینه حفاظت از بافتهای زیستی و مواد صنعتی در شرایط انجماد باشد. به گفته گالیو، «این حشرات واقعاً محدودیتهای ممکن را جابهجا میکنند.»
