محیط زیست و مشکلات ان در جهان

پرندگان ؛ توسعه رنگ قرمز

در دنیای پرندگان رنگ قرمز معنی و اهمیت خاصی دارد. بسیاری از گونه‌ها از سیگنال رنگ قرمز برای جلب توجه جفت یا دک کردن رقیب استفاده می‌کنند و این رنگ را به نوک، پرها و پوست خود می‌افزایند. تا آنجا که به بسیاری از پرندگان مربوط است، هر چه رنگ آنها قرمزتر باشد بهتر است. در برخی گونه‌ها دو ژن کشف شده که وظیفه تبدیل رنگدانه زرد موجود در جیره غذایی پرندگان را به قرمز انجام می‌دهند

برای تولید پرهای با رنگ قرمز، پرندگان رنگدانه‌های زردرنگ جیره‌ای تحت عنوان عمومی «بتاکاروتنوئید‌ها» را به رنگدانه قرمز تبدیل می‌کنند و آن را در پرها رسوب می‌دهند. پرندگان همچنین رنگ‌های قرمز را در سلول‌های گیرنده نوری مخروطی شبکیه چشم خود تجمع می‌د‌‌هند تا دید رنگی خود را توسعه دهند. در پژوهش‌های اخیر کدهای آنزیمی که موجب تبدیل رنگ زرد به قرمز می‌شود در پرندگان مشخص شده ست.

اکنون می‌دانیم که برخی پرندگان دارای توانایی سنتر «کتوکاروتنوئید‌ها» از کاروتنوئید‌های‌ زردرنگ برگرفته از جیره غذایی خود را دارند ولی ژن یا آنزیم دخیل در این تبدیل‌ها و موقعیت آناتومیک آنها همچنان در هاله‌ ابهام است. بررسی جدید این شکاف را پر کرده و جنبه‌های متعددی را برای تحقیقات در زمینه تکامل و اکولوژی رنگ قرمز در پرندگان گشوده است. محققین مدرسه پزشکی دانشگاه واشنگتن و دانشگاه اوبورن این کشفیات را به لطف قناری‌بازهایی بدست آوردند که حدود 100 سال پیش یک قناری زرد رنگ را با یک سیسکین تلاقی دادند و اولین قناری قرمز جهان را تولید کردند. در بررسی جدید، ‌محققین توالی ژنوم قناری‌ها زرد و قرمز را تعیین و با سیسکین قرمز مقایسه کردند تا ژن مسئول تفاوت رنگ را در این پرندگان بیابند.

تحقیقات این دانشمندان آنها را به یک آنزیم سایتوکروم p450 بنام CYP2J19 هدایت کرد. آنالیزهای بیشتر بیان ژن نشان داد که این آنزیم در پوست و کبد قناری بعنوان عامل رنگ قرمز به مقدار زیادی وجود دارد. این قویاً نشان می‌دهد که آنزیم مزبور مسئول ایجاد رنگ قرمز است.

در گزارشات دیگر خوشه ژنی سایتوکروم p450 از طریق مقایسات بین فنچ‌های گورخری استاندارد و فنچ گورخری موتانت بررسی شد. اولی نوک منحصربفرد و قرمزرنگ دارد ولی نوک دومی زرد است. فنچ گورخری دارای سه ژن سایتوکرم p450 می‌باشد و در پرندگان با نوک زرد، موتاسیون‌های مختلفی در این منطقه رخ می‌دهد. همچنین آنزیم‌های مربوطه به میزان غیر قابل تشخیص در نوک زرد این پرندگان یافت می‌شود.

یافته‌های ژنتیکی این بررسی مسیر را برای مطالعات جدید در زمینه رنگ‌بندی قرمز در پرندگان فرش می‌کند. سؤالات جدید و جالبی نیز مطرح می‌شود. ژنی که در این بررسی‌ها تعیین شده متعلق به خانواده‌ای از ژن‌ها است که در سمیت‌زدایی بدن نیز نقش بازی می‌کنند.

در انتخاب جنسی، ‌رنگ قرمز برای ارسال علایم در زمینه کیفیت فردی بکار میرود. مقدار رنگ قرمز در بدن پرنده رابطه نزدیکی با فرایندهای فیزیولوژی بدن آنها مثل سم‌زدایی نیز دارد. نتیجه این بررسی که ژن سمیت‌زدایی را با متابولیسم کاروتنوئیدها ارتباط می‌دهد پرتو جدیدی بر سیگنال‌های مبتنی بر صداقت بر اساس رنگ‌های کاروتنوئیدی می‌اندازد. نکته عجیب کشف این مسئله بود که ژن رنگ قرمز در ژنوم‌های بسیاری از گونه‌های پرندگان (اگر نه اغلب آنها) وجود دارد و لو پرنده مربوطه اساساً رنگ قرمزی را در بدن خود تولید نکند.

پرندگان روزفعال از این ژن برای تولید رنگدانه قرمز در شبکیه چشم استفاده می‌کنند تا بینایی خود را توسعه دهند. تنها پرندگان با پرهای قرمز این ژن را بعلاوه در پوست خود نیز بروز می‌دهند. این یافته‌ها دلالت بر آن دارد که تقریباً همه پرندگان دارای ظرفیت پنهانی برای تولید رنگ قرمز می‌باشند ولی برای اینکه این کار را عملاً انجام دهند بایستی ابزارهایی برای بروز این ژن نیز در پوست و شبیکه چشم آنها وجود داشته باشد. محققین هم‌اکنون در حال رجوع به پرندگانی از قبیل مرغ جولا آفریقایی هستند که تحقیق در مورد نشانگرهای قرمز آنها قبلاً آغاز شده است و تفاوت قابل توجهی در میان گونه‌های متفاوت آنها دیده می‌شود. نکته جالب دیگر اینکه بارها رنگ‌های قرمز براق در این گروه توسعه یافته که مکانیسم آن در اینجا توصیف شده است ولی استثنائات جالبی در این میانه وجود دارد.

محققین به طراحی آزمایشاتی برای کشف پرهای قرمزرنگ در بسیاری از گونه‌ها‌ی پرندگان نموده‌اند تا ببینند آیا آنها بر مکانیسم مشابهی تکیه دارند یا خیر. احتمالاً در این آزمایشات نیز قناری به عنوان مدل انتخاب شود تا بنیان ژنتیکی صفات جالب را در پرندگان کشف نمایند.

1. Lopes, Johnson, and Toomey et al. Genetic basis for red coloration in birds. Current Biology, 2016.

2. Mundy and Stapley et al. Red ketocarotenoid pigmentation in the zebra finch is controlled by a cytochrome P450 gene cluster.Current Biology, 2016. ‌

منبع :

دانستنی حیوانات - http://animal-informatics.com