الحشرات كانت موجودة ل ما يقرب من 480 مليون سنةمما يمنحهم متسعًا من الوقت للزحف والزحف والحفر والطفو على سطح كوكبنا.
حسنًا ، إلى حد كبير في كل مكان. من المثير للدهشة أن القليل من الأنواع تعيش في المحيطات ، وكان العلماء يحاولون معرفة سبب ذلك.
اقترح فريق بحثي من الولايات المتحدة واليابان مؤخرًا فرضية مثيرة للاهتمام حول هذا الأمر ، مدعيا أنه اكتشف “تفسيرًا بسيطًا لسؤال طويل الأمد”.
يقترحون انزيم واحد مما يساعد الحشرات على تصلب أمعائها ، مُسَمًّى أوكسيديز multicopper-2 (MCO2) ، وهذا هو سبب ندرة وجودها في البيئة البحرية ولكنها تعمل بشكل جيد على اليابسة.
قال عالم الأحياء تسوناكي أسانو من جامعة طوكيو ميتروبوليتان ، الذي قاد الفريق يظهر سابقا أن الحشرات قد طورت آلية خاصة لتقوية الطبقة الخارجية الصلبة التي تستخدم الأكسجين الجزيئي و MCO2.
الآن ، يشرح أسانو وزملاؤه في أ مجلة منشورة كيف تضع الكائنات المختلفة في المحيطات في وضع غير مؤات ولكنها تساعدهم. يعود ذلك أساسًا إلى وفرة المواد الكيميائية في كل بيئة وخفة الهياكل الخارجية للحشرات.
وقال الفريق “ظهور الحشرات هو حدث مهم في تطور الحياة على الأرض”. كتابة“ويسلط الضوء على توسع تكيفي رئيسي للكائنات الحية في نظام بيئي أرضي جديد.”
من بين أنجح المخلوقات على هذا الكوكب ، تعد الحشرات أكبر مجموعة في الشعبة مفصليات الأرجل، والتي تساهم بأكبر كتلة حيوية لجميع الحيوانات البرية. يلعبون دورًا مهمًا في الحفاظ على توازن الحياة على الأرض.
وجهات نظر حديثة جزيئي النشوء والتطور وكشف أن الحشرات و المحار (التي تعيش بشكل رئيسي في المحيطات) تنتمي إلى نفس الفرع ، يسمى قشريات.
على الرغم من أن الحشرات تشعبوا من أسلافهم القشريات وأنماط الحياة البرية المتطورة ، كلاهما لا يزال قائما الهياكل الخارجية مصنوعة من الشمع والصلب بشرة تسمى الكربوهيدرات الكيتين.
هذه البشرة عبارة عن طبقة واقية تبطن سطح الجسم ، وتحافظ على الرطوبة داخل البشرة والجراثيم ، تمامًا مثل بشرتنا. أكثر من مجرد حقيبة جميلة ، فهي تحمي الجسم أيضًا من القوى الميكانيكية الخارجية وتساعد في الحفاظ على شكل الجسم وحركته ، حيث تعمل بمثابة سقالة خارجية.
ومع ذلك ، في حين أن القشريات تستخدم بشكل أساسي الكالسيوم من مياه البحر لتصلب قشورها إلى أصداف ، تستخدم الحشرات الأكسجين الجزيئي لتحويل بشرتها إلى مظاريف متينة لأعضائها من خلال وساطة MCO2.
يقول أسانو وزملاؤه إن وجود الأكسجين في الهواء يجعل الأرض أكثر جاذبية للحشرات. أصبح البحر الآن مكانًا قاسيًا بالنسبة لهم لأنه لا يوجد ما يكفي من الأكسجين ، ناهيك عن أنه يؤوي ويغذي بالفعل العديد من الأنواع الأكثر تكيفًا.
لمصلحة الحشرات ، تصبح قشرتها أكثر صلابة وجفافًا من خلال مسار MCO2 ، مما يخلق مادة حيوية وقائية بينما تبقى خفيفة إلى حد ما مثل الريش. هذا تمييز صارخ عن القشريات ، التي تكون قشرتها أكثر كثافة بسبب التناسب المباشر بين كثافة القشرة ومستوى التكلس ، مما يفسد الحياة في الهواء.
قد تكون الحشرات قد طورت قدرتها على تسلق النباتات ، وتحليقها ، ثم الطيران في نهاية المطاف من خلال حركة MCO2 ، مما يسمح لها بالتحرك بسهولة أكبر وملء المنافذ البيئية غير المأهولة سابقًا.
يعتقد الفريق أن MCO2 قد يكون هو ما يجعل الحشرات فريدة من نوعها ؛ كما هم قل في مذكراتهم“لا MCO2 ، لا البق.”
شرح بمزيد من التفصيل خصوصية الحشرات ، أسانو وفريقه ويشير إلى أن: “مفصليات الأرجل الأخرى ، بما في ذلك أقرب الأقارب للحشرات ، وسداسي الأرجل من غير الحشرات مثل الذيل الربيعي وذيل الشعيرات ذات الشقين ، تفتقر إلى جينات MCO2.”
لاحظ الباحثون أن الحشرات ليست المفصليات الوحيدة التي تكيفت مع الحياة على الأرض ، لذا فإن MCO2 ليس شرطًا ضروريًا لمغادرة المحيط الخاص بك بنجاح والاستقرار على الأرض.
لكن الطريقة الفريدة التي تصنع بها قشور الحشرات توفر ثروة من الأفكار حول كيفية تطورها لتعيش في البيئة الأرضية.
قال الفريق: “إذا لم تكن الحشرات قد اكتسبت نظام MCO2 بوساطة ، لكان تطور الحشرات ونجاحها مختلفين بشكل كبير عما نلاحظه حاليًا”. ويخلص.
“نأمل في مزيد من المناقشة حول تطور الحشرات والهبوط على أساس هذا الرأي.”
تم نشر المراجعة في علم الحشرات الفسيولوجي.
