ماهی ها ممکن است در آب های شهری خوب به نظر برسند اما ژن های آنها داستان متفاوتی را بیان می کند

توسط موسسه علم و فناوری اوکیناوا

ویرایش شده توسط گابی کلارک، بررسی توسط رابرت ایگان

این مقاله با توجه به روند و سیاست‌های ویرایشی Science X بررسی شده است. ویراستاران ضمن اطمینان از اعتبار محتوا، ویژگی های زیر را برجسته کرده اند:

دخترک آبی، با رنگ آبی چشمگیر خود، به راحتی قابل تشخیص است، حتی در امتداد خطوط ساحلی به شدت شهری اوکیناوا. اما با وجود فراوانی، فعالیت ژنی آنها هزینه پنهانی برای زندگی در محیط های تحت تأثیر انسان را نشان می دهد.

یک مطالعه جدید Nature Communications نشان می‌دهد که ماهی‌هایی که نزدیک به فعالیت‌های انسانی زندگی می‌کنند می‌توانند به خوبی تغذیه شوند در حالی که به طور همزمان علائم مولکولی استرس فیزیولوژیکی مزمن را نشان می‌دهند که نشان‌دهنده یک "اثر غذای ناخواسته" است.

این تحقیق که توسط دانشمندان مؤسسه علم و فناوری اوکیناوا (OIST)، مرکز ملی تحقیقات علمی فرانسه (CNRS) و دانشکده پزشکی دانشگاه ایندیانا انجام شده است، همچنین امکان استفاده از خود موجودات زنده را به عنوان ثبت کننده شرایط محیطی، با فعالیت ژنی در گستره ژنومی که تأثیرات اکولوژیکی را برای نظارت معمولی محیطی آشکار می کند، باز می کند.

محیط های ساحلی در سراسر جهان به طور فزاینده ای تحت فشار شهرنشینی از جمله فعالیت های کشاورزی، صنعتی و مسکونی قرار دارند. در اوکیناوا، کمتر از 40 درصد از خط ساحلی طبیعی و بدون تغییر باقی مانده است. این امر به ویژه برای ماهیان صخره مرجانی جوان که زندگی اولیه خود را در آب های آرام و کم عمق نزدیک به ساحل می گذرانند، مرتبط است.

این مناطق مهدکودک شرایط نسبتا ایمن و غذای فراوانی را فراهم می‌کنند، اما نزدیکی آنها به خشکی نیز ماهی‌های جوان را در معرض تأثیر فعالیت‌های انسانی قرار می‌دهد. با این حال، چگونگی تأثیر این شرایط بر روی ماهی‌ها در این مرحله مهم از زندگی و در بزرگسالی هنوز به درستی شناخته نشده است.

Emma Gairin نویسنده اول، محقق و دکترای سابق توضیح می‌دهد: «روش‌های کلاسیک پایش اکولوژیکی و زیست‌محیطی شامل نمونه‌برداری از آب یا شمارش تعداد گونه‌های ماهی است، اما این واقعا به ما درباره سلامت ماهی‌ها نمی‌گوید». دانشجوی واحد Marine Eco-Evo-Devo در OIST. برای دانستن اینکه ماهی چه چیزی را تجربه می کند، نگاه کردن به فعالیت های ژنی کلیدی است.

اما گفتن این کار آسان تر از انجام آن است. برای حیوانات وحشی در این زمینه، دانشمندان به طور معمول بر روی فعالیت تنها چند ژن در یک زمان تمرکز کرده اند. با این حال، بسیاری از عوامل مختلف می توانند بر فعالیت ژن تأثیر بگذارند، مانند دما و شوری، که تشخیص اینکه آیا تفاوت در فعالیت ژنی بین ماهیان از محیط های مختلف واقعا با فعالیت انسان مرتبط است یا خیر، دشوار می کند.

Gairin ادامه می‌دهد: «رویکرد ما این بود که به فعالیت همه ژن‌ها، نه فقط تعداد کمی، از ماهی‌ها در چندین مکان مختلف نگاه کنیم تا ببینیم آیا می‌توانیم علائم محیطی واضحی را تشخیص دهیم یا خیر.

محققان ماهی آبی (Chrysiptera cyanea) را از 18 مکان مختلف در سراسر جزیره اصلی اوکیناوا با سطوح مختلف شهرنشینی، از صخره‌های تقریبا بکر در شمال اوکیناوا تا خطوط ساحلی به شدت شهری در جنوب جزیره جمع‌آوری کردند.

Gairin می‌گوید: «برخی از سایت‌هایی که نمونه‌برداری می‌کردیم واقعا کثیف و آلوده بودند، اما هنوز هم وجود داشتند. اما فقط به این دلیل که آنها حضور دارند، به این معنا نیست که آنها تحت استرس نیستند.

هنگامی که آنها فعالیت ژنی این ماهی ها را تجزیه و تحلیل کردند، به طور شگفت انگیزی دریافتند که بسیاری از ژن هایی که به طور سنتی به عنوان نشانگر آلودگی استفاده می شد، نتوانستند شهرنشینی را ردیابی کنند. فعالیت آنها اغلب با عواملی مانند درجه حرارت یا وضعیت تغذیه بهتر توضیح داده می شد. تنها زمانی که محققان به فعالیت ژن در کل ژنوم نگاه کردند، امضای فعالیت انسان به وضوح نمایان شد.

محققان 425 ژن را در نوجوانان و 585 ژن را در کبد بالغ شناسایی کردند که فعالیت آنها با شهرنشینی مرتبط بود، اما با هیچ یک از عوامل محیطی دیگر که اندازه‌گیری کردند، وجود نداشت. اینها شامل ژن‌های دخیل در التهاب و پاسخ‌های ایمنی بود که در ماهی‌های مناطق شهری فعال‌تر بودند.

محققان سپس ماهی وحشی را با ماهیانی که در آزمایشگاه در شرایط مختلف تغذیه پرورش یافته بودند مقایسه کردند. ماهی های بالغ از مناطق شهری الگوهای فعالیت ژنی مشابه ماهی های آزمایشگاهی با تغذیه خوب را نشان دادند. با این حال، همین ماهی‌های شهری نیز واکنش‌های ایمنی و التهابی افزایش‌یافته‌ای را نشان دادند که نشان‌دهنده یک مبادله قابل توجه بین وضعیت تغذیه و استرس فیزیولوژیکی بود.

این یافته‌ها ممکن است به پاسخ به یک سوال طولانی بحث‌شده کمک کند: چرا ماهی‌های صخره‌سنگ جوان در مناطق ساحلی بسیار شهری، گاهی اوقات به‌طور آشکار تخریب‌شده مستقر می‌شوند، وقتی زیستگاه‌های تمیزتر و طبیعی‌تر در این نزدیکی وجود دارد؟ یکی از احتمالات این است که این محیط ها ممکن است با مواد آلی غنی شوند و غذا را فراوان و به راحتی در دسترس قرار دهند.

"ما پیشنهاد می کنیم که این یک "اثر غذای ناسالم" است. پروفسور Vincent Laudet، رئیس واحد دریایی OIST و نویسنده ارشد این مطالعه می‌گوید: «مانند نوجوانانی که به یک زنجیره فست‌فود می‌روند: غذای زیادی وجود دارد، ارزان است، اما ممکن است برای سلامتی آن‌ها مفید نباشد». برای ماهی‌های جوان، یک محیط ساحلی شهری‌شده ممکن است معامله‌ای مشابه داشته باشد. غذای زیادی وجود دارد، اما با هزینه فیزیولوژیکی.

به طور کلی، این مطالعه پتانسیل استفاده از فعالیت ژن را برای درک بهتر شرایط محیطی و چگونگی تأثیر شهرنشینی بر موجودات زنده در آنجا نشان می دهد.

لاودت در پایان می‌گوید: «آنچه در اینجا هیجان‌انگیز است این است که به جای اندازه‌گیری ساده محیط اطراف یک حیوان، می‌توانیم از خود حیوان بپرسیم که چه چیزی را تجربه کرده است». "فعالیت ژنی در سطح ژنوم تأثیرات مختلف محیطی زیادی را که روی یک ارگانیسم اثر می‌گذارد یکپارچه می‌کند و می‌تواند اثرات فیزیولوژیکی را آشکار کند که وقتی کیفیت آب را اندازه‌گیری می‌کنیم یا به سادگی شمارش می‌کنیم کدام گونه‌ها وجود دارند، نامرئی می‌مانند. و دلیلی وجود ندارد که این رویکرد به ماهی یا صخره‌های مرجانی محدود شود. در اصل، هر حیوانی، در هر اکوسیستمی، می‌تواند به حسگر زنده تغییرات محیطی تبدیل شود."

رونوشت‌شناسی منظر محدودیت‌های زیست‌محیطی را بر روی ماهی‌ها تحت تغییرات ساحلی انسانی نشان می‌دهد، Nature Communications (2026). DOI: 10.1038/s41467-026-77751-2

ارائه شده توسط موسسه علم و فناوری اوکیناوا

کارشناسی ارشد زبان انگلیسی، ویرایشگر کپی از سال 2021 با تجربه در آموزش عالی و محتوای بهداشتی. تقدیم به اخبار معتبر علمی. نمایه کامل →

لیسانس زیست شناسی ریاضی، کارشناسی ارشد در نوشتن خلاق. خوش سفر با دیدگاه های منحصر به فرد در علم و زبان. نمایه کامل →