ضوء أخضر يعطى لتفضيل ذبابة الفاكهة


لأكثر من قرن من الزمان ، ساعد ذبابة الفاكهة المتواضعة في كل مكان العلماء في تسليط الضوء على علم الوراثة البشرية والأمراض والسلوكيات. الآن كشفت دراسة جديدة أجراها باحثون من جامعة ميامي أن الحشرات الصغيرة المجنحة لها تفضيل فطري يعتمد على الوقت واللون للضوء ، مما يزيد من إمكانية الفتنة بأن خيارات الألوان الخاصة بنا تعتمد على الوقت من اليوم.

في دراسة نشرت في مجلة نيتشر يوم الأربعاء ، اكتشف الباحثون اكتشافين غير متوقعين. أولاً ، وجدوا أن ذباب الفاكهة يتم اختياره ، عند اختياره ، للضوء الأخضر في الصباح الباكر وفي وقت متأخر من بعد الظهر ، عندما يكون أكثر نشاطًا ، وإلى الضوء الأحمر أو الخافت ، في منتصف النهار ، عندما يشبه كثير من البشر ، تباطؤ لتناول الطعام ، وربما تأخذ القيلولة.

وللمفاجأة التي توصل إليها الباحثون ، وجدوا أيضًا أن ذبابة الفاكهة ، ذبابة الفاكهة السوداء ، تظهر "تجنبًا قويًا" للضوء الأزرق على مدار اليوم ، وهو اكتشاف يدير افتراضًا دام عشرات السنين. حددت التجارب السابقة التي يرجع تاريخها إلى سبعينيات القرن الماضي أن ذباب الفاكهة ينجذب إلى الضوء الأزرق ، وهو المحرك الرئيسي لساعة الساعة البيولوجية ، أو ناظر الوقت الجيني الذي يعمل على مدار 24 ساعة والذي يتحكم في حياة البشر ومعظم الحيوانات الأخرى.

"إذا أعطيت خيارًا ، فإن حقيقة أن الذباب لن يختار اللون الأزرق أمر مثير للدهشة ، ولكن الشيء الأكثر إثارة للدهشة ، والذي لا يتعلق فقط بالطيران ، ولكن لتفضيل اللون بشكل عام ، هو حقيقة أن تفضيل اللون يتغير مع مرور الوقت من اليوم ، وقال المؤلف الكبير شيوم سيد ، أستاذ الفيزياء المساعد ، الذي صمم وصمم الدراسة مع طالب ما بعد الدكتوراه ستانيسلاف لازوبولو. "يفتح هذا الاكتشاف إمكانية تغيير تفضيل لون الإنسان أيضًا مع الوقت من اليوم ، مما قد يفسر سبب صعوبة تحديد كيفية توجيه الألوان لخياراتنا."

مؤلف مشارك في الدراسة جيمس د. بيكر ، أستاذ مساعد في علم الأحياء ساعد في الإشراف على الدراسة ، "لقد أثبت ستان أن هذه الحيوانات لديها تفضيل واضح للغاية لألوان مختلفة من الضوء في أوقات مختلفة من اليوم يمكن تكرارها من يوم لآخر ، التركيب الوراثي إلى التركيب الوراثي. لم يكن لدى مجتمع البحث لدينا أي فكرة عن حدوث ذلك. "

قبل أربع سنوات ، بينما كان طالب الدراسات العليا في مختبر سيد ، انطلق لازوبولو لتحديد كيفية استجابة ذبابة الفاكهة للضوء الملون الذي سيختبرونه في أوقات فراغهم في الطبيعة. إذا أعطيت خيارًا ، فما الضوء الذي سيختارونه؟ هل سيكون هناك نمط؟ هل ستسترشد خياراتهم بالساعة اليومية التي توجه كل الكائنات الحية؟

بمساعدة من شقيقه ، أندريه ، ابتكر مجموعة من التجارب السلوكية التي تضمنت وضع المئات من الذباب المفردة في أنابيب صغيرة متعددة الألوان تحتوي على سدادة على طرف واحد ، والطعام في الطرف الآخر ، وثلاث "غرف" مميزة - واحدة الأخضر والأحمر والأزرق - أن الحشرات يمكن أن تتنقل بحرية.

ثم سجل تحركاتهم على مدار الساعة ، من خلال 12 ساعة من الضوء المستمر و 12 ساعة من الظلام الكامل ، لمدة تصل إلى أسبوعين في وقت واحد. عندما قام لازوبولو بمراجعة التحليل الأولي للكمبيوتر للتسجيلات ، اعتقد أنه أخطأ في برنامج الكمبيوتر.

وقال "إنهم في الواقع لا يحبون الضوء الأزرق. يهربون من الضوء الأزرق". "كانت نتيجة غير متوقعة على الإطلاق. استنادًا إلى المعرفة السابقة ، لم نكن نتوقع أن يكون لدينا مثل هذا التفضيل للأخضر ، وتجنب اللون الأزرق ، ومثل هذه الأنماط القوية في هذا السلوك."

لكن لا برنامج الكمبيوتر ولا الفيديو ولا عيناه معيبان. خلال النهار ، تجنب الذباب باستمرار المناطق الزرقاء ، حتى عندما تم وضع طعامهم في واحدة. في ظل هذه الظروف ، سيقومون بعمليات توغل قصيرة في منطقة زرقاء ، ولكن فقط للتغذية.

في المقابل ، بدأت الذباب في احتلال المناطق الخضراء بعد حوالي ساعتين من ظهور الأنوار في الصباح. بحلول منتصف النهار ، تضاءل تفضيلهم للون الأخضر ونشاطهم ، حيث انقسم حوالي نصف السكان بين المناطق الخضراء والحمراء ، أو القاتمة. ثم ، قبل حوالي ساعة من إطفاء الأنوار ، عادت الذباب إلى المناطق الخضراء وحالتها الأكثر نشاطًا. في وقت لاحق ، خلال مرحلة إطفاء الأنوار ، قام الذباب بتوزيع أنفسهم بشكل عشوائي عبر المناطق الثلاث ، مما يشير إلى أن "الضوء ضروري لتوليد النمط المرصود".

عزا لازوبولو وسيد ، اللذان يدرس المختبر سلوك ذبابة الفاكهة من أجل فهم أفضل لنوم الحيوانات ، والاستمالة ، وتفضيلات اللون ، النتائج المتباينة من الدراسات السابقة إلى التحسينات في طرق التتبع طويلة الأجل والاختلافات في تصميم التجارب ، وخاصة الفرق في الوقت والظروف التي كان على الذباب فيها اختيار لونهم المفضل.

قال سيد إن باحثين سابقين اختبروا تفضيل لون ذبابة الفاكهة عن طريق إطلاق الذباب في أسفل قارورة على شكل حرف T ومنحهم 30 ثانية ليقرروا أي ذراع من طراز T يخرجون - واحد بضوء أخضر والآخر بلون أزرق . ويشتبه باحثو جامعة UM في أن الذباب اختار اللون الأزرق تحت الإكراه ، "كرد فعل تجنب على التحفيز الضار".

لكنهم يعلمون الآن أن ذبابة الفاكهة في أوقات فراغهم وفي ظل ظروف طبيعية أكثر يفضلون اللون الأخضر ، مثل أوراق الأشجار المثمرة ، حيث يرغبون في وضع بيضهم في إحباط الكثير من المزارعين.

من خلال ما أطلق عليه بيكر "مجموعة من التجارب التجريبية" التي تضمنت سلسلة من العمليات الوراثية ، اكتشف الباحثون أيضًا أن سلوك ذبابة الفاكهة لا يعتمد فقط على نظامه البصري ، كما تم توثيقه مسبقًا ، ولكن أيضًا على خلايا حساسة للضوء في بطن الحشرة ذات لون أزرق. تعمل الساعة الداخلية على توجيه قرار البقاء باللون الأخضر أو ​​اختيار ضوء خافت في منتصف اليوم. احذف جينات الساعة ، ودائمًا ما تبقى ذباب الفاكهة باللون الأخضر ، ولا تتحول أبدًا إلى الضوء الخافت في منتصف النهار.

ولكن حتى من دون عقارب الساعة ، فإنها لا تزال تتجنب اللون الأزرق ، وذلك بفضل خلايا البطن التي تشير بشكل مستقل عن جينات الساعة.

ما يعنيه هذا بالنسبة للبشر هو أن نرى. لكن بعد 110 سنوات من بدء عالم الأجنة توماس هانت مورغان في تربية ذباب الفاكهة لتأكيد كيفية وراثة الصفات الوراثية ، أظهر باحثو جامعة UM أنه لا يزال هناك الكثير لنتعلمه من الآفة الشائعة التي تطورت لتصبح أكثر الحيوانات المدروسة والمكتوبة عن الحيوانات على هذا الكوكب. إجمالاً ، حصل عشرة علماء على ستة جوائز نوبل عن اكتشافاتهم البيولوجية الرائدة باستخدام ذبابة الفاكهة ، التي يكون تركيبها الجيني والفسيولوجي أبسط بكثير من البشر ، ولكنه مشابه جدًا.

في عام 1933 ، حصل مورغان على جائزة نوبل الأولى لاكتشاف الدور الذي تلعبه الكروموسومات في الوراثة. في عام 2017 ، حصل ثلاثة من العلماء على أحدث واحد ، لعزل جينات الساعة اليومية التي تتحكم في إيقاع كل كائن حي تقريبًا - ليس فقط في الدماغ ، ولكن في كل خلية تقريبًا في الجسم.

شارك المقالة عبر:

اترك تعليقا:

اعلانك هنا