تضخ مجموعة فريدة من الخلايا الماء في الكلى لمساعدة في استخلاص الرطوبة من الهواء.
مقدمة
تعتبر خنفساء الدقيق الأحمر (Tribolium castaneum) آفة شائعة في المخازن تتغذى على الحبوب المخزنة والدقيق والحبوب والمعكرونة والبسكويت والفاصوليا والمكسرات. إنها مخلوق قوي للغاية، قادر على البقاء في بيئات قاسية وجافة بفضل قدرتها الفريدة على استخلاص السوائل ليس فقط من الحبوب ومصادر الطعام الأخرى، ولكن أيضًا من الهواء. تقوم الخنفساء بفتح مؤخرتها عندما يكون رطوبة الجو مرتفعة نسبيًا، وتمتص الرطوبة من خلال هذا الفتح وتحولها إلى سائل يتم استخدامه لترطيب بقية الجسم.
آلية الامتصاص
عرف العلماء عن هذه القدرة منذ أكثر من قرن، ولكن البيولوجيين بدأوا أخيرًا في فهم الآليات الجزيئية الأساسية وفقًا لورقة بحث نشرت في مارس في مجلة Proceedings of the National Academies of Science. ستساهم هذه الدراسة في البحوث المستقبلية حول كيفية التدخل في عملية الترطيب هذه للحفاظ على سكان خنفساء الدقيق الأحمر تحت السيطرة، حيث أنها مقاومة للمبيدات الحشرية بشكل كبير. يمكنها أيضًا تحمل مستويات أعلى من الإشعاع من الصرصور.
أهمية البحث
هناك حوالي 400،000 نوع معروف من الخنافس يجوبون الكوكب على الرغم من أن العلماء يعتقدون أن هناك أكثر من مليون نوع. كل عام، يتلوث ما يصل إلى 20 في المائة من مخازن الحبوب في العالم بواسطة خنافس الدقيق الأحمر والذبابات الحبوب وخنافس بطاطس كولورادو وخنافس الدقيق المرتبكة، وخاصة في البلدان النامية. تعتبر خنافس الدقيق الأحمر نموذجًا شائعًا للأبحاث العلمية في مجال التطوير وعلم الجينوم الوظيفي. تم تسلسل الجينوم بأكمله في عام 2008، وتشترك الخنفساء بين 10،000 و 15،000 جين مع الذبابة الفاكهة (Drosophila)، وهي نموذج آخر لأبحاث الوراثة. ولكن دورة تطور الخنفساء تشبه بشكل أكبر دورة تطور الحشرات الأخرى.
عملية الامتصاص
تمتص مستقيمات معظم الثدييات والحشرات أي مغذيات وماء متبقي من منتجات النفايات في الجسم قبل التبرز. ولكن مستقيم الخنفساء الدقيقة الأحمر هو نموذج للكفاءة الفائقة في هذا الصدد. يمكن للخنفساء توليد تركيزات ملحية عالية جدًا في الكلى، مما يتيح لها استخلاص كل الماء من البراز الخاص بها وإعادة تدوير تلك الرطوبة إلى جسمها.
الآلية الجزيئية
قام هالبرغ وفريقه بأخذ صور مجهرية إلكترونية ماسحة لهيكل المستقيم للخنفساء. كما أخذوا عينات من الأنسجة واستخرجوا الحمض النووي الريبوزي (RNA) من خنافس الدقيق الأحمر التي تمت تربيتها في المختبر، ثم استخدموا موردًا جديدًا يسمى BeetleAtlas لتحليل تعبير الجينات، بحثًا عن أي جينات ذات صلة.
التطبيقات المستقبلية
الخطوة التالية هي البناء على هذه الرؤى الجديدة لمعرفة كيفية التدخل في عملية الترطيب الفريدة للخنفساء على المستوى الجزيئي، ربما عن طريق تصميم جزيئات يمكنها القيام بذلك. يمكن أن تدمج هذه الجزيئات في مبيدات الآفات الأكثر صديقة للبيئة التي تستهدف خنفساء الدقيق الأحمر وآفات مماثلة دون إلحاق الضرر بالحشرات المفيدة مثل النحل.
الاستنتاج
قال هالبرغ: “الآن نفهم بالضبط أي الجينات والخلايا والجزيئات تلعب دورًا عندما تمتص الخنفساء الماء في مستقيمها. هذا يعني أن لدينا فجأة قبضة على كيفية تعطيل هذه العمليات الفعالة جدًا عن طريق تطوير مبيدات حشرية تستهدف هذه الوظيفة وبالتالي قتل الخنفساء”. وأضاف: “هناك عشرون مرة أكثر من كتلة الحشرات على الأرض من كتلة البشر. إنها تلعب أدوارًا رئيسية في معظم الشبكات الغذائية ولها تأثير كبير على جميع النظم البيئية وعلى صحة الإنسان. لذلك، نحتاج إلى فهمها بشكل أفضل”.
المصدر: Ars Technica
اترك تعليقاً