توصل فريق بحثي دولي إلى كشف الأسرار الجينية التي تمكن الأسماك في القارة القطبية الجنوبية (أنتاركتيكا)، من البقاء في درجة حرارة تحت الصفر.
وخلال الداسة المنشورة في العدد الأخير من دورية «نيتشر كومينيكيشن» هذا الأسبوع، قام الباحثون من جامعة كمبردج ومعهد ويلكوم سانجر في المملكة المتحدة وجامعة أوسلو في النرويج، وكذلك معاهد في هولندا وسويسرا والولايات المتحدة، بتسلسل جينومات 24 نوعاً من الأسماك ذات الشحوم السائلة أو ما يعرف أيضاً بـ«الأسماك الجليدية»، التي تعيش هناك، ووجدوا أنها طورت بروتينات مضادة للتجمد تسمح لها بالبقاء على قيد الحياة في درجات حرارة الماء، والتي يمكن أن تصل إلى «-2 درجة مئوية»، وهي بيئة معادية لمعظم الأنواع، ووجدوا أنها فقدت بروتينات الهيموجلوبين المرتبطة بالأكسجين؛ مما يجعلها الفقاريات الوحيدة المعروفة بعدم احتوائها على خلايا الدم الحمراء.
وتم إنشاء بيانات الجينوم، باستخدام أحدث التقنيات التي مكّنت الفريق البحثي من تحديد تسلسل المناطق المعقدة والمتكررة من الحمض النووي في الجينوم، والتي لم يكن من الممكن في السابق فك شفرتها، وباستخدام هذه البيانات الجديدة، استكشف الباحثون التاريخ التطوري للآليات التي تدعم التكيف مع البرد القارس، وأظهروا أن السلالات المقاومة للبرد انفصلت عن الأنواع الأخرى منذ نحو 10.7 مليون سنة، وهو أحدث مما كان يعتقد سابقاً، وبدأت العديد من الأنواع الجديدة في التطور بسرعة منذ نحو 5 ملايين سنة.
وتقول إليانا بيستا، من معهد ويلكوم سانجر بالمملكة المتحدة، والباحثة الرئيسية بالدراسة في تقرير نشره الأحد الموقع الإلكتروني للمعهد: «يتطلب البقاء في مثل هذه البيئة القاسية تعويضات إضافية للكائن الحي، وقد طورت هذه الأسماك بروتينات خاصة تعمل مضاداً للتجمد لمنعها من التجمد، وهذه الأسماك هي الفقاريات الوحيدة المعروفة بفقدها الهيموجلوبين تماماً، ودمها يبدو أبيض اللون، وهذا أمر رائع؛ لأن الهيموجلوبين ضروري لنقل الأكسجين عبر الجسم، وفقدانها في الأسماك الجليدية مطلوب؛ لأن الأكسجين يذوب بشكل أفضل في الماء عند درجة حرارة عالية جداً، بينما درجات حرارة المنخفضة، كانت تتطلب تكيفات جينومية وفسيولوجية إضافية».
وتضيف أن «هذه النتائج هي مثال رائع على كيفية إحداث ثورة في فهم التنوع البيولوجي في جميع أنحاء العالم باستخدام علم الجينوم».
