سوسک چیفر با چرخه ۴۸ ساعته منحصر‌به‌فرد، قانون ساعت بیولوژیک را می‌شکند

سوسک چیفر با چرخه ۴۸ ساعته منحصر‌به‌فرد، قانون ساعت بیولوژیک را می‌شکند

زندگی روی زمین با گردش سیاره در یک چرخه ۲۴ ساعته جریان دارد. حیوانات و گیا‌هان نیز همانند ما دارای ساعت شبانه‌روزی هستند که سوخت‌و‌ساز بدن و حرکاتشان را کنترل می‌کند. اما یک سوسک خاص، با روال حاکم بر طبیعت هماهنگ نیست. محققان در مطالعه‌ای تازه به بررسی سوسکی پرداخته‌اند که چرخه شبانه‌روزی منحصر‌به‌فردش ۴۸ ساعته است.

همزمان با چرخش زمین، ساعت فیزیولوژیکی ما هم دگرگون می‌شود. نور روز گردش مولکول‌های زمان‌سنج بدن ما را کنترل می‌کند. این مولکول‌ها کارکرد بدن را تنظیم می‌کنند، گاهی با هورمون‌های جنسی همراه می‌شوند، گاهی به تنه‌ایی عمل می‌کنند، اما همیشه مسیر را نشان می‌دهند.

پروفسور لیل و همکارانش از دانشگاه کالیفرنیا دیویس، در پژوهشی شگفت‌انگیز مولکول‌های زمان‌سنجی را کشف کرده‌اند که با روشی کاملا متفاوت عمل می‌کنند. سوسک چیفر، نوعی از سوسک‌های سرگین‌چرخان یا شاخدارسوسکان محسوب می‌شود که به نظر می‌رسد کنترل ساعت بدنش در دستهورمون‌های جنسی است. هورمون‌های جنسی در بدن این سوسک یک ریتم درونی تشکیل می‌دهند که باعث می‌شود چرخه شبانه‌روزی‌اش به جای ۲۴ ساعت معمول، نزدیک به ۴۸ ساعت باشد.

آغاز و پایان ساعت درونی شگفت سوسک چیفر دو برابر یک چرخه شبانه‌روزی طول می‌کشد، به همین علت این چرخه به نام ریتم دو شبانه‌روزی شناخته می‌شود. رفتار‌های برخی از حیوانات دیگر نیز با چرخه ۴۸ ساعته مطابقت دارد، از جمله رفتار‌های انسان‌ها، پشه‌ها و سوسک‌ها، اما مکانیسم تشکیل‌دهنده چرخه ۴۸ ساعته همچنان ناشناخته است.

چرخه بدن برخی از انسان‌ها نیز با ریتم دو شبانه‌روزی مطابقت دارد.

ریتم ۴۸ ساعته در طبیعت بسیار نادر است. این سوسک شگفت که در آسیا به عنوان آفت مخرب محصولات کشاورزی بدنام است، می‌تواند جفتش را هر شب دیگر ببیند. ماده‌ها در شب از خانه‌های خاکی خود بیرون می‌آیند تا به ارتفاعات (به عنوان مثال روی یک گیاه بادام‌زمینی کوچک) بروند و با ترشح فرومون‌های فریبنده به نام LIME و، دقت جفتشان را جلب کنند. نرها نیز بسیار راحت و سریع به این عطر واکنش نشان می‌دهند.

گروه محققان در ابتدا گیرنده‌های فرومون جنسی سوسک‌ها را شناسایی کردند و از طریق محصولات مولکولی و الک‌تروآنتنوگرافی که واکنش شاخک‌های سوسک‌ها را می‌سنجد، فعالیت آن‌ها را زیر نظر گرفتند. برای مقایسه، محققان واکنش سوسک‌ها به متغیری گیاه‌ی را نیز آزمایش کردند. در حالی که گیرنده‌های سوسک‌ها به هر دو فرومون LIME و جداگانه واکنش نشان می‌داد، قوی‌ترین سیگنال‌ها وقتی دریافت شد که هر دو فرومون با هم ترکیب شده باشند.

واکنش دوگانه شاخک‌ها، همان الگوی دو شبانه (۴۸ ساعته) را در سیگنال‌های شیمیایی و الک‌تریکی نشان داد، در حالی که واکنش سوسک‌ها به مواد متغیر گیاه‌ی تأثیری در چرخه نداشت. نتایج آزمایش اسرار‌آمیز است، چون چرخه‌های بیولوژیکی طبق معمول با نشانه‌هایی در محیط خارجی، همانند نور یا دما هماهنگ می‌شوند. اما هیچ چرخه طبیعی شناخته‌شده‌ای وجود ندارد که با ۴۸ ساعت جور باشد.

محققان توضیح می‌دهند ریتم دو شبانه‌روزی زمان جفت‌گیری را کاهش می‌دهد اما خطر شکار شدن را به حداقل می‌رساند. این سوسک با سختی شناخته‌شده‌ای از خطر شکار روبرو نیست.

تحقیقات قبلی مشخص می‌کند که اگرچه تاریکی چرخه ۴۸ ساعته را مختل نمی‌کند، نور همچنان نقش خود را ایفا می‌کند؛ چون برداشتن لوب‌های بینایی سوسک‌ها، باعث از دست رفتن هماهنگی آن‌ها می‌شود.

محققان نتیجه می‌گیرند به این دلیل، به نظر می‌رسد که در مدار بین سلول‌های ساعت و نورون‌های فرمان رفتاری، ساز‌و‌کاری برای دو برابر کردن چرخه‌های ساعت وجود دارد.

در برخی موارد، شرایط نامطلوب باید جهت داشته باشد که سوسک‌ها حضورشان را به چرخه دو روزه محدود کنند. اما این که دقیقا چه عاملی باعث شده بدن آن‌ها به این چنین هماهنگی منحصر‌به‌فردی واکنش دهد، همچنان رازی دلنشین باقی مانده است.

یافته‌های مطالعه در <a href="https://linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/S0960982223017578" target="_blank" rel="noopener" منتشر شده است.