سوسک قانون شکن که طبیعت را بهم میزند

محققان در یک پژوهش جدید به بررسی یک سوسک خاص پرداخته‌اند که دارای یک چرخه‌ی شبانه‌روزی منحصربه‌فرد با مدت زمان ۴۸ ساعته است.

همانطور که می‌دانیم، زندگی روی زمین با دوران سیاره در یک چرخه‌ی ۲۴ ساعته پیش می‌رود. حیوانات و گیاهان نیز همانند ما، دارای ساعت شبانه‌روزی هستند که کنترل فعالیت‌ها و رفتارهای آن‌ها را به عهده دارد. اما این سوسک خاص با روند طبیعی هماهنگ نیست و چرخه‌ی شبانه‌روزی آن به صورت منحصربه‌فردی با مدت زمان ۴۸ ساعته اتفاق می‌افتد.

همزمان با چرخش زمین، ساعت فیزیولوژیکی ما نیز تغییر می‌کند. نور روز نقش کلیدی در کنترل مولکول‌های زمان‌سنج بدنمان دارد. این مولکول‌ها مسئول تنظیم عملکرد بدن هستند و گاهی با هورمون‌های جنسی هماهنگ می‌شوند و بعضی اوقات به تنهایی عمل می‌کنند، اما همیشه راهنمایی می‌کنند.

پروفسور لیل و همکارانش از دانشگاه کالیفرنیا دیویس در یک پژوهش شگفت‌انگیز موفق به کشف مولکول‌های زمان‌سنجی شده‌اند که با روشی کاملاً متفاوت عمل می‌کنند. سوسک چیفر (Holotrichia parallela)، که یک گونه سوسک سرگین‌چرخان یا شاخدارسوسک محسوب می‌شود، به نظر می‌رسد کنترل ساعت بدنش به وسیله هورمون‌های جنسی انجام می‌شود. هورمون‌های جنسی در بدن این سوسک یک ریتم درونی ایجاد می‌کنند که باعث می‌شود چرخه‌ی شبانه‌روزی آن به جای ۲۴ ساعت معمول، حدوداً ۴۸ ساعت باشد.

شروع و پایان ساعت درونی عجیب سوسک چیفر دو برابر یک چرخه‌ی شبانه‌روزی طول می‌کشد، به همین دلیل این چرخه به عنوان ریتم دو شبانه‌روزی (Circadian Rhythm) شناخته می‌شود. علاوه بر این سوسک، رفتار برخی از حیوانات دیگر نیز با چرخه دو شبانه‌روزی هماهنگ است، از جمله رفتار انسان‌ها، پشه‌ها و سوسک‌ها، اما هنوز مکانیسم ایجاد کننده چرخه ۴۸ ساعته به خوبی مشخص نشده است.

علاوه بر این، برخی از انسان‌ها نیز چرخه بدنی خود را با ریتم دو شبانه‌روزی هماهنگ می‌کنند.

ریتم ۴۸ ساعته در طبیعت بسیار کمی رخ می‌دهد. این سوسک عجیب که به عنوان یک آفت مخرب محصولات کشاورزی در مناطق آسیایی شناخته می‌شود، قادر است هر شب جفت خود را بیابد. در شب، این سوسک‌ها از زیر خاک خود خارج می‌شوند و به محل‌های بالاتر مانند یک گیاه خرد کننده بادام زمینی می‌روند و با تولید فرومون‌های جذب کننده به نام LIME و L-linalool، توجه جفتشان را جلب می‌کنند. نرها نیز به سرعت و با واکنشی قوی به این عطرها پاسخ می‌دهند.

گروهی از پژوهشگران در ابتدا گیرنده‌های فرومون جنسی سوسک‌ها را شناسایی کردند و با استفاده از روش‌های مولکولی و الکترورتینوگرافی، فعالیت این گیرنده‌ها را مورد مطالعه قرار دادند. به علاوه، برای مقایسه، واکنش سوسک‌ها به یک متغیر گیاهی نیز آزمایش شد. در حینی که گیرنده‌های سوسک‌ها به هر دو فرومون LIME و L-linalool به طور جداگانه واکنش نشان می‌دادند، اما قوی‌ترین سیگنال‌ها زمانی دریافت شدند که هر دو فرومون با هم ترکیب شدند.

واکنش دوگانه شاخک‌ها، الگوی دو شبانه (۲۴ ساعته) را در سیگنال‌های شیمیایی و الکتریکی نشان می‌داد، در حالی که واکنش سوسک‌ها به ماده گیاهی تأثیری در چرخه نداشت. نتایج این آزمایش به طرز مرموزی است، زیرا چرخه‌های بیولوژیکی معمولاً با عوامل خارجی محیطی مانند نور یا دما هماهنگ می‌شوند. اما هیچ چرخه طبیعی شناخته‌شده‌ای وجود ندارد که با مدت زمان ۴۸ ساعت سازگار باشد.

محققان توضیح می‌دهند که ریتم دو شبانه‌روزی باعث کاهش فرصت جفت‌گیری در سوسک‌ها می‌شود، اما در عین حال خطر شکار شدن آن‌ها را کاهش می‌دهد. این سوسک‌ها تحت فشار شناخته‌شده‌ای از خطر شکار قرار نمی‌گیرند.

تحقیقات قبلی نشان می‌دهد که در چرخه‌ی ۴۸ ساعته، تاریکی تأثیری بر هماهنگی سوسک‌ها ندارد، اما نور همچنان نقش مهمی را ایفا می‌کند؛ زیرا حذف لوب‌های بینایی آن‌ها باعث از دست رفتن هماهنگی آن‌ها می‌شود.

بنابراین، محققان به استنباط می‌رسند که در مسیر بین سلول‌های ساعت و نورون‌های کنترل رفتاری، یک مکانیزم وجود دارد که باعث دو برابر شدن چرخه‌های ساعت می‌شود.

در برخی موارد، شرایط نامطلوب باید باشد که سوسک‌ها محدود به چرخه‌ی دو روزه شوند. اما هنوز راز دقیق اینکه چه عاملی باعث این هماهنگی منحصربه‌فرد در بدن آن‌ها می‌شود، جذابیت خود را حفظ می‌کند.