کریپتوبیوز: تعلیق حیات در مقیاس های زمانی زمین شناسی برای تکامل اهمیت دارد

برخی از موجودات توانایی تعلیق فرآیندهای زندگی در شرایط نامساعد محیطی را دارند. این انیمیشن که کریپتوبیوز یا انیمیشن معلق نامیده می شود، یک ابزار بقا است. وقتی شرایط محیطی مساعد شود، ارگانیسم‌های تحت انیمیشن معلق زنده می‌شوند. در سال 2018، نماتدهای زنده از اواخر پلیستوسن کشف شدند که به مدت 46,0000 سال در انیمیشن های معلق در یخبندان سیبری باقی مانده بودند. این کرم‌ها متعاقباً احیا شدند یا دوباره به زندگی عادی بازگشتند. بررسی دقیق این مورد کریپتوبیوز نشان داد که این کرم ها متعلق به گونه جدیدی هستند که اکنون P. kolymaensis نام دارد. ژن‌های کریپتوبیوز و فرآیندهای بیوشیمیایی به کار گرفته شده به کرم‌ها اجازه می‌دهند تا زندگی را در مقیاس‌های زمانی زمین‌شناسی به حالت تعلیق در آورند که به این معنی است که زمان نسل‌ها می‌تواند به هزاران سال کشیده شود و افراد یک گونه در انیمیشن معلق برای هزاران سال ممکن است یک روز دوباره زنده شوند تا دودمان منقرض شده را بازیابی کنند. این پتانسیل برای تعریف مجدد دارد تکامل.

برخی از موجودات به گونه ای تکامل یافته اند که توانایی تعلیق فرآیندهای متابولیک را به طور نامحدود در شرایط محیطی نامطلوب دارند. در حالت بی تحرکی شدید کریپتوبیوتیک، تمام فرآیندهای متابولیکی از جمله تولید مثل، رشد و نمو و ترمیم متوقف می شود و زندگی تا زمانی که شرایط محیطی دوباره مساعد شود، معلق می ماند.  

کریپتوبیوز یا انیمیشن معلق ابزاری برای بقا است که برخی از موجودات در شرایط وخیم به آن متوسل می شوند.  

بسیاری از میکروب ها از جمله مخمر، دانه های گیاهی، نماتدها (کرم های گرد)، میگوهای آب نمک و گیاه رستاخیز به توانایی کریپتوبیوزیس شناخته شده اند. شاید بهترین مثال از طولانی‌ترین کریپتوبیوز، مورد اسپور باسیلوس باشد که در شکم زنبورهای عسل مدفون شده در کهربا به مدت 25 تا 40 میلیون سال نگهداری می‌شود. در مورد گیاهان عالی، یک مورد قابل توجه از انیمیشن معلق مربوط به دانه نیلوفر آبی 1000 تا 1500 ساله است که در یک دریاچه باستانی در چین یافت شده است که می تواند متعاقباً جوانه بزند.  

نمونه ای از کریپتوبیوز که در گذشته اخیر بیش از همه تخیل مردم را به خود جلب کرد، گزارش سال 2018 از کشف قابلیت زنده است. نماتدها از اواخر پلیستوسن کرم ها حدود 40,0000 سال در سیبری در انیمیشن معلق باقی مانده بودند. لایه منجمد دائمي اعماق زمین و متعاقبا احیا یا به زندگی عادی احیا شدند. تحقیقات دقیق این پرونده بیش از چهار سال در حال حاضر تکمیل شده و نتایج منتشر شده است.   

طبق دقیق تاریخ گذاری رادیوکربننماتدها از اواخر پلیستوسن حدود 46,000 سال در انیمیشن معلق باقی مانده بودند.  

مجموعه ژنوم و تجزیه و تحلیل مورفولوژیکی دقیق به این نتیجه رسید که کرم ها از نظر فیلوژنتیکی متفاوت از Caenorhabditis elegans و متعلق به گونه جدیدی بود که اکنون نامگذاری شده است Panagrolaimus kolymaensis.  

علاوه بر این، ژن‌ها (یا جعبه ابزار مولکولی) برای کریپتوبیوزیس در هر دو P. kolymaensis و C. elegansis در منشأ مشترک بودند و هر دو کرم از مکانیسم‌های بیوشیمیایی مشابهی برای زنده ماندن در شرایط سخت استفاده کردند که به آنها اجازه می‌داد تا زندگی را در مقیاس‌های زمانی زمین‌شناسی برای دوره‌های بسیار طولانی‌تری متوقف کنند. نسبت به گزارش قبلی 

قابلیت تعلیق زندگی برای چنین دوره‌های طولانی به این معنی است که کریپتوبیوز می‌تواند زمان تولید را از روزها تا هزاره‌ها افزایش دهد. افراد یک گونه در انیمیشن معلق برای هزاران سال ممکن است یک روز دوباره زنده شوند تا دودمان منقرض شده را بازیابی کنند. این می تواند دوباره تعریف کند تکامل.  

*** 

منابع: 

1. Shatilovich AV et al 2018. نماتدهای زنده از یخبندان دائمی پلیستوسن پسین در دشت رودخانه کولیما. علوم زیستی دوکلادی. 480 (1). https://doi.org/10.1134/S0012496618030079 
2. شاتیلوویچ آ. و همکاران 2023. یک گونه نماتد جدید از منجمد دائمی سیبری مکانیسم‌های تطبیقی ​​برای بقای کریپتوبیوتیک با لارو C. elegans داوئر دارد. PLOS Genetics، منتشر شده در 27 ژوئیه 2023، e1010798. DOI: https://doi.org/10.1371/journal.pgen.1010798  

***