بعض قناديل البحر لها عيون بسيطة. البعض لديه مشاكل معقدة. قنديل البحر الآخر ليس له عيون على الإطلاق. في الواقع ، أظهرت الأبحاث الحديثة أن عيون قنديل البحر في الأنواع المختلفة قد تطورت بشكل منفصل ومستقل عدة مرات بطرق مختلفة على مدى آلاف السنين ، مما يجعلها نموذجًا مثاليًا لفهم أفضل لكيفية تعبير السمة عن نفسها وراثيًا.
الآن ، فريق من الباحثين يضم بولين كارترايت ، أستاذة علم البيئة وعلم الأحياء التطوري في جامعة كانساس. ماريا بيا ميغليتا من جامعة تكساس إيه آند إم ، جالفيستون ؛ وقائد الباحث الرئيسي تود أوكلي من جامعة كاليفورنيا ، سانتا باربرا ، وقد تلقى منحة من مؤسسة العلوم الوطنية لدراسة كيفية “التقارب” – أحداث مكررة في تاريخ الحياة – يوفر نافذة على كيفية عمل التطور في المستويات الجينية والخلوية والصرفية.
يبلغ إجمالي جزء KU من منحة NSF 494،890 دولارًا.
قال كارترايت: “تطورت العيون عدة مرات بشكل مستقل داخل قنديل البحر”. “لقد عرفنا منذ فترة أنه لا يوجد أصل واحد للعيون في جميع الحيوانات ولكن فوجئنا بعدد المرات التي تطورت فيها بشكل مستقل في قنديل البحر.”
الآن ، تخطط كارترايت ومعاونوها لإجراء “غوص عميق” علمي في الأنماط التطورية لاكتشاف ما إذا كان قناديل البحر تستخدم نفس أو جوانب مختلفة من مجموعة أدواتها الجينية لبناء العيون في كل مرة تتطور فيها.
يخطط الباحثون لإعادة بناء شجرة نسالة مفصلة من Medusozoa (كليد في Cnidaria phylum) لتتبع التاريخ التطوري لعيون قنديل البحر واستخدام النسخ المقارنة وخلية واحدة المتقاربة .
“قنديل البحر هو نظام رائع حقًا لهذا ، لأن لديهم مجموعة متنوعة من العيون ، تتراوح من مجموعات بسيطة من الخلايا المستشعرة للضوء إلى عيون معقدة للغاية – عيون من نوع الكاميرا يمكنها تكوين صور ولها عدسة وقرنية وشبكية – بشكل سطحي ، يمكن أن تبدو متطابقة الفقاريات ، “قال كارترايت.
في مختبر KU الخاص بها ، تخطط لتحليل العديد من أنواع قناديل البحر لتحديد جميع الجينات المعبر عنها في خلايا مفردة لعيون قنديل البحر المختلفة والعثور على ما يتم مشاركته بين الحالات المختلفة لقنديل البحر وما تغير في اللبنات الجينية الأساسية.
قال الباحث في جامعة KU: “الخلايا نفسها لها خصائصها الخاصة ، وهي في الحقيقة نتيجة للعديد والعديد من الجينات المختلفة التي يتم التعبير عنها – لذلك في بعض الأحيان قد نفتقد نمطًا عامًا من خلال النظر إلى الجينات الفردية”. لكن إذا نظرنا إلى جميع الجينات التي يتم التعبير عنها في الخلية وما هي هذه النتيجة بالذات ، فقد يمنحنا ذلك مستوى مختلفًا من المعلومات. هذا هو السبب في أنه من الرائع النظر إلى كل تلك المستويات المختلفة ومعرفة ما هو متشابه وما تم تغييره لمساعدتنا حقًا في فهم هذا السؤال المعقد للغاية. يعتبر قنديل البحر نظامًا رائعًا للقيام بذلك لأنها قابلة جدًا لهذه الأنواع من التجارب. يمكننا أن ننظر إلى الجينات الفردية وكيف يتم التعبير عنها ؛ يمكننا أن ننظر بالجملة إلى جميع الجينات التي يتم التعبير عنها في تلك الخلايا ؛
سيشمل جزء من العمل في إطار منحة NSF الجديدة السفر إلى بنما ، وهي نقطة ساخنة للتنوع البيولوجي لقناديل البحر ، لجمع العينات. ستستخدم كارترايت وزملاؤها ثمار أبحاثهم لبناء شجرة نسالة أكثر تفصيلاً ، أو التاريخ التطوري لقنديل البحر.
قال كارترايت: “قناديل البحر شديدة التنوع – هناك بضعة آلاف من الأنواع”. “كان الكشف عن تاريخهم التطوري الدقيق أمرًا صعبًا حقًا جزئيًا لأن الكثير من هذا التنويع حدث منذ أكثر من نصف مليار سنة. التحدي الآخر هو أخذ عينات من هذه الكائنات الحية. يعيش الكثير منهم في بيئات المحيطات المفتوحة في أعماق البحار ، وبعضهم صغير بشكل لا يصدق ويصعب العثور عليه. لذلك ، نحن نبحث في أوقات الاختلاف القديمة داخل مجموعة متنوعة ويصعب أخذ عينات منها. لقد كان هذا تحديًا كنت أعمل عليه منذ 20 عامًا على الأقل من مسيرتي المهنية ، لذلك نحن متحمسون حقًا في عصر علم الجينوم لأن الحصول على المزيد من البيانات والقدرة على تسلسل المزيد من الجينات وإلقاء المزيد من الحمض النوويمن المتوقع أن تكون التسلسلات في هذه المشكلة واعدة جدًا في حل بعض هذه العلاقات بين الكائنات المجوفة “.