تا حالا به این فکر کردین که مرجان‌ها (همون صخره‌های مرجانی که کف اقیانوس میان کلی ماهی خوشگل زندگی می‌کنن) اصلاً چشم ندارن ولی یه جوری نور رو حس می‌کنن؟ یه تیم از دانشمندان ژاپنی تازگیا کشف کردن که داستانش خیلی عجیب‌تر از چیزیه که فکر می‌کردیم!
همه چیز از یه تحقیق تو دانشکده علوم دانشگاه اوزاکا شروع شد، که اومدن بررسی کنن مرجان‌هایی مثل Acropora tenuis چطوری بدون چشم با محیطشون ارتباط می‌گیرن. خب می‌دونین دیگه، این موجودات مغز هم ندارن ولی آدم فکر می‌کرد تا الان کور مطلق باشن! اما معلوم شد اصلاً اینطور نیست و اینا با اینکه “چشم” ندارن، حس نوریشون کلی ماجرای جذاب داره.
موضوع اصلی پروتئینی به اسم “اوپسین” (Opsin) هست. اوپسین در واقع همون پروتئین‌هایی هست که ما تو شبکیه چشم داریم و باعث می‌شه نور رو ببینیم. نکته جالب اینه که مرجان‌ها هم این خانواده از پروتئین رو دارن! اما داستان اینجا تموم نمی‌شه… چون ژاپنی‌ها فهمیدن یه مدل جدید از اوپسین تو مرجان‌ها هست که کاملاً با باقی حیوانا فرق داره. اسم این اوپسین‌ها رو گذاشتن ASO-II.
حالا این اوپسین جدید چی کار می‌کنه؟ تو بقیه حیوانا، یه اسید آمینه با بار منفی باعث می‌شه این پروتئین بتونه نور مرئی رو جذب کنه. اسید آمینه یعنی همون مواد سازنده اصلی پروتئین‌ها. ولی تو این مرجان‌ها، به جای اسید آمینه، یه “یون کلرید” (همون کلر منفی! تو آب شور زیاد پیدا می‌شه) از محیطشون می‌گیرن و باهاش اوپسینشون رو شارژ می‌کنن! این اولین بار تو دنیای حیواناته که کسی دیده یه اوپسین طبیعی برای عملکردش از یون غیرآلی استفاده کنه.
به خاطر این موضوع، مرجان‌ها می‌تونن بسته به شرایط محیط (مثلاً اسیدیته یا همون pH آب)، حساسیت‌شون رو بین نور مرئی و نور فرابنفش (UV) عوض کنن! pH یعنی درجه اسیدی یا قلیایی بودن آب. مثلا وقتی محیط اسیدی‌تر می‌شه، مرجان فقط به نور مرئی حساسه. ولی اگه محیط قلیایی‌تر بشه، یکهو می‌ره رو حالت حساسیت به نور فرابنفش. این حالت سوئیچ کردن با یون کلرید انجام می‌شه و هیچ اسیدآمینه خاصی هم لازم نداره!
حالا چرا این قضیه مهمه؟ چون رابطه بین مرجان و جلبک‌هایی که تو سلولاشون زندگی می‌کنن، خیلی وابسته به همین تنظیم نوره. این جلبک‌ها توی بدن مرجان زندگی می‌کنن (بهشون می‌گن همزیست‌ها یا symbionts)، و وقتی نور خورشید رو می‌گیرن، تو واکنش‌های فتوسنتز (یعنی ساخت غذا با نور) pH داخل مرجان رو تغییر می‌دن. یعنی هر موقع جلبک‌ها فعال‌تر بشن، محیط داخلی مرجان هم قلیایی یا اسیدی می‌شه و این می‌تونه فوراً حساسیت مرجان به نوع نور رو تغییر بده. این یعنی یه partnership (شراکت) خیلی هماهنگ بین مرجان و جلبکش!
این کشف فقط برای شناخت خود مرجان‌ها نیست. دانشمندا دارن فکر می‌کنن این مدل از اوپسین‌ها می‌تونن یه ابزار جدید توی پزشکی و زیست‌فناوری (Biotechnology) باشن. چون این مدل اوپسین می‌تونه با نور، ورود و خروج یون کلسیم به سلول‌ها رو کنترل کنه! کنترل یون کلسیم با نور رو می‌گن اپتوژنتیک (Optogenetics). اپتوژنتیک یعنی با نور، کار سلول‌ها رو از راه دور کنترل کنیم و خیلی کاربرد داره تو مهندسی زیستی و حتی درمان بعضی بیماری‌ها. جالب‌تر این که واکنش این اوپسین به نور، به pH محیط هم حساسه؛ یعنی به راحتی می‌شه یه مدل کنترل دو مرحله‌ای داشت: هم نور رو تغییر بدی، هم pH رو!
در نهایت، این تحقیق که تو مجله ELife چاپ شده، نشون می‌ده مرجان‌ها با اینکه چشم ندارن، نه تنها کور نیستن، بلکه یه سیستم فوق‌العاده هوشمند برای تنظیم ارتباطشون با محیط و بقای خودشون دارن. تازه شاید تو آینده بشه از این قابلیت توی پزشکی و علوم مهندسی هم کلی استفاده کرد!
پس دفعه بعد که عکس یه صخره مرجانی رو دیدین، بدونین که اینا فقط سنگای بی‌جان نیستن… تو دلشون کلی راز علمی و قابلیت عجیب خوابیده!
منبع: +
