الملخص:
اكتشف العلماء أن نوعًا من الفراشات التي تعيش في الغابات الاستوائية المطيرة في أمريكا الوسطى والجنوبية لا تعيش لفترة أطول بكثير من أقربائها المقربين فحسب، بل يبدو أيضًا أنها لا تعاني من التدهور الجسدي الواضح المعتاد مع تقدمها في السن. وتشير هذه النتيجة إلى أن طول العمر لا يعني بالضرورة ببساطة "العيش لفترة أطول"، ولكن ربما تكون بعض الحيوانات قد تطورت أيضًا لتتقدم في العمر بشكل أبطأ.
ينتمي كائن البحث إلى جنس Heliconius. على عكس معظم الفراشات، التي تعتمد بشكل أساسي على الرحيق للتغذية عند البالغين، فإن البالغين من هذا الجنس يقومون أيضًا بجمع وهضم حبوب اللقاح بشكل نشط. يُعتقد أن هذا النظام الغذائي الخاص هو أحد أسباب عمرهم الطويل بشكل غير عادي. تعيش بعض فراشات الهليكونيوس لمدة عام تقريبًا، بينما تعيش الفراشات الشائعة بضعة أسابيع فقط.
ومع ذلك، أظهرت سلسلة من التجارب التي أجراها باحثون من جامعة بريستول ومعهد سميثسونيان للأبحاث الاستوائية في المملكة المتحدة أن حبوب اللقاح لا يمكنها تفسير ظاهرة طول العمر هذه بشكل كامل. قارن الباحثون نوع Heliconius hecale الذي يأكل حبوب اللقاح مع أقاربه Dryas iulia الذي لا يتغذى على حبوب اللقاح، وحبوب اللقاح التي تمت إزالتها صناعيًا من النظام الغذائي للأول. لقد وجد أنه حتى بدون حبوب اللقاح، لا يزال H. Hecale على قيد الحياة لفترة أطول من D. Iulia.
وهذا يعني أن العناصر الغذائية الإضافية التي توفرها حبوب اللقاح قد تساعد بالفعل على إطالة العمر، ولكن طول عمر هيليكونيوس يتضمن أيضًا خصائص فيزيائية ووراثية تطورت، بدلاً من الاعتماد فقط على نظام غذائي خاص.
والأمر الأكثر إثارة للدهشة هو أن الفرق بين الفراشتين لا ينعكس فقط في فترة حياتهما، ولكن أيضًا في معدل تقدمهما في السن. ووجد الباحثون أن H. hecale كان قادرًا على الحفاظ على كتلة الجسم لفترة أطول من الزمن، في حين أظهر D. iolia تدهورًا جسديًا أكثر وضوحًا مع تقدم العمر.
ولتحديد ما إذا كان العمر يؤثر على الوظيفة البدنية، اختبر الباحثون قوة الإمساك لدى الفراشات. أظهرت النتائج أن H. hecale الأكبر سنا لم يظهر انخفاضا واضحا في القدرة على الاستيعاب، في حين أن D. iulia أصبح أضعف تدريجيا مع تقدم العمر. على الأقل بناءً على المؤشرات التي اختبرها الباحثون، لم يُظهر H. hecale أي انخفاض كبير تقريبًا في الأداء الفسيولوجي بعد دخوله في سن الشيخوخة.
قام فريق البحث بعد ذلك بتوسيع نطاق بحثه لمقارنة العمر والشيخوخة في جميع مجموعات فراشات الهليكونيني. استخدم الباحثون مزيجًا من سجلات تكاثر بيوت الفراشات، وبيانات من العلامات البرية والإطلاقات والاستعادة، والتجارب الخاضعة للرقابة في مختبرات الحشرات لتقييم العمر الافتراضي ومخاطر الوفاة للأنواع المختلفة.
تظهر النتائج أن فراشات الهليكونيوس التي تتغذى على حبوب اللقاح لا تتقدم في السن بشكل أبطأ فحسب، بل لديها أيضًا خطر وفاة أساسي أقل من أقربائها المقربين الذين لا يأكلون حبوب اللقاح. وتنعكس هذه الميزة في كل من الحد الأقصى للعمر ومتوسط العمر، وهو العمر الذي يموت فيه نصف الأفراد في المجتمع.
يبلغ متوسط عمر بعض أنواع الفراشات ذات الأكمام حوالي ثلاثة أضعاف متوسط عمر أقاربها، كما أن الفجوة العمرية القصوى أكثر إثارة للصدمة. يمكن أن يعيش Heliconius hewitsoni الأطول عمرًا في الدراسة حتى 348 يومًا، في حين أن قريبه قصير العمر Dione juno يعيش لمدة تصل إلى 14 يومًا فقط. ويختلف الحد الأقصى لعمر الاثنين بنحو 25 مرة.
وأشار الباحثون إلى أن الحشرات نفسها لديها اختلافات كبيرة للغاية في العمر الافتراضي. باعتبارها واحدة من أكثر مجموعات الحيوانات ثراءً بالأنواع، يمكن أن يمتد الحد الأقصى لعمر الحشرة البالغة من بضعة أيام فقط في ذباب مايو إلى عقود في الطبقات الإنجابية لبعض النمل والنمل الأبيض. وهذا يعني أن الحد الأقصى لفارق العمر داخل الحشرات يمكن أن يصل إلى حوالي 5000 مرة، في حين أن الفارق في العمر بين الثدييات يبلغ حوالي 100 مرة فقط.
قالت جيسيكا فولي، الباحثة في كلية العلوم البيولوجية بجامعة بريستول، إن ما يميز الفراشات ذات الأكمام ليس فقط أنها تعيش لفترة أطول، ولكن يبدو أنها تطورت لعمر أطول ومعدل شيخوخة أبطأ. والأهم من ذلك، أن هذه الفراشات لم تنفصل عن أقاربها الأقصر عمرا لفترة قصيرة من الزمن في التاريخ التطوري، وبالتالي فإن الفرق الكبير في العمر بين الاثنين يوفر تجربة مقارنة طبيعية لدراسة آليات الشيخوخة.
يعتقد فريق البحث أن هذه الظاهرة التطورية الخاصة قد توفر أدلة مهمة لفهم سبب تقدم الحيوانات في العمر وكيفية تمديد عمرها. من خلال مقارنة الفراشات ذات الأكمام الطويلة العمر مع الأنواع ذات العمر الأقصر والمرتبطة ارتباطًا وثيقًا، يمكن للعلماء البحث عن الآليات الفسيولوجية المرتبطة بالشيخوخة البطيئة وطول العمر، وبالتالي زيادة فهم البيولوجيا وراء طول العمر الطويل.
في الوقت الحالي، لا يوضح هذا البحث أن الفراشة ذات الأكمام تحقق حقًا "عدم الشيخوخة أبدًا" بمعنى الكلمة. ما لاحظه العلماء هو أن بعض الفراشات طويلة العمر أظهرت انخفاضًا فسيولوجيًا محدودًا للغاية مع تقدم العمر في المؤشرات المقاسة مثل كتلة الجسم والقدرة على الاستيعاب. إن تحديد الجينات أو آليات التمثيل الغذائي أو العمليات الخلوية التي تسمح لها بالحفاظ على هذه الحالة يتطلب المزيد من الدراسة.
تم نشر نتائج البحث في مجلة Nature Communications. ويأمل الباحثون أن تصبح هذه الفراشات الاستوائية، التي تتمتع بعمر طويل بشكل غير عادي وتتقدم في العمر ببطء، نماذج حيوانية جديدة لدراسة آليات الشيخوخة وطول العمر، وتساعد العلماء على مواصلة البحث عن العوامل الرئيسية التي تحدد عمر الحيوان.
التعليقات