الحشرات كانت موجودة ل ما يقرب من 480 مليون سنة، مما يمنحهم متسعًا من الوقت للزحف والزحف والحفر والرفرفة في جميع أنحاء سطح كوكبنا.
حسنًا ، في كل مكان تقريبًا. من المثير للدهشة أن القليل من الأنواع تعيش في المحيطات ، وكان العلماء يحاولون معرفة سبب ذلك.
توصل فريق بحثي من الولايات المتحدة واليابان مؤخرًا إلى فرضية مثيرة للاهتمام لهذا الأمر ، مدعيا أنه اكتشف “تفسيرًا بسيطًا لسؤال طويل الأمد”.
يقترحون أن إنزيم فريد من نوعه يساعد الحشرات على تصلب أغلفةها ، مُسَمًّى أوكسيديز multicopper-2 (MCO2) ، هو سبب ندرة وجودها في البيئات البحرية ولكنها تعمل بشكل جيد على اليابسة.
قام عالم الأحياء تسوناكي أسانو من جامعة طوكيو متروبوليتان ، والذي قاد الفريق يظهر سابقا أن الحشرات قد طورت آلية خاصة لتقوية الطبقة الخارجية الصلبة التي تستخدم الأكسجين الجزيئي و MCO2.
الآن يشرح Asano وزملاؤه في a مراجعة منشورة كيف يضع هذا المخلوقات المختلفة في وضع غير موات في المحيطات ولكنه يساعدها على الخروج منها. يعود الأمر أساسًا إلى وفرة المواد الكيميائية في كل بيئة ، ومدى خفة وزن الهياكل الخارجية للحشرات.
وقال الفريق “ظهور الحشرات هو حدث مهم في تطور الحياة على الأرض” يكتب، “ويسلط الضوء على التوسع التكيفي الرئيسي للكائنات الحية في نظام بيئي أرضي جديد.”
تعد الحشرات من أكثر المخلوقات نجاحًا على كوكب الأرض ، وهي أكبر مجموعة في الشعبة مفصليات الأرجل، والتي تساهم بأكبر كتلة حيوية لجميع الحيوانات البرية. يلعبون دورًا مهمًا في الحفاظ على توازن الحياة على الأرض.
رؤى حديثة من الجزيئية علم الوراثة لقد كشفت ذلك الحشرات و القشريات (التي تعيش في الغالب في المحيطات) تنتمي إلى نفس الفرع ، يسمى بانكروستاسيا.
على الرغم من الحشرات تباعدوا عن أسلافهم القشريات وأنماط الحياة البرية المتطورة ، كلاهما لا يزال قائما الهياكل الخارجية مصنوع من الشمع و صلب بشرة من الكربوهيدرات تسمى الكيتين.
هذه البشرة عبارة عن طبقة واقية تبطن سطح الجسم ، وتحافظ على الرطوبة داخل البشرة والجراثيم ، على عكس بشرتنا. أكثر من مجرد غلاف جميل ، فهو يحمي الجسم أيضًا من القوى الميكانيكية الخارجية ويساعد في الحفاظ على شكل الجسم وقدرته على الحركة ، حيث يعمل بمثابة سقالة خارجية.
ومع ذلك ، في حين أن القشريات تستخدم في المقام الأول الكالسيوم من مياه البحر لتقوية قشورها إلى أصداف ، فإن الحشرات تستخدم الأكسجين الجزيئي لتحويل بشرتها إلى أغلفة متينة لأعضائها من خلال وساطة MCO2.
يجادل أسانو وزملاؤه في العمل أن وجود الأكسجين في الهواء يجعل الأرض أكثر جاذبية للحشرات. أصبح البحر الآن مكانًا قاسًا بالنسبة لهم لأنه لا يوجد ما يكفي من الأكسجين ، ناهيك عن أنه يضم بالفعل ويغذي العديد من الأنواع التي تتكيف بشكل أفضل.
لمصلحة الحشرات ، تصبح قشرتها أكثر صلابة وجفافًا من خلال مسار MCO2 ، مما يخلق مادة حيوية وقائية بينما تبقى خفيفة مثل الريش. هذا تمييز مذهل مقارنة بالقشريات ، التي تكون أصدافها أكثر كثافة بسبب التناسب المباشر بين كثافة القشرة ومستوى التكلس ، والتي لا تصلح للحياة في الهواء.
قد تكون الحشرات قد طورت قدرتها على تسلق النباتات ، والانزلاق ، ثم الطيران في النهاية بفضل حركة MCO2 ، مما يسمح لها بالتحرك بسهولة أكبر وملء المنافذ البيئية غير المأهولة سابقًا.
يعتقد الفريق أن MCO2 قد يكون ما يجعل الحشرات فريدة ؛ كما هم قل في ورقتهم، “لا MCO2 ، لا حشرات.”
شرح خصوصية الحشرة ، أسانو وفريقه ويشير إلى أن: “المفصليات الأخرى بما في ذلك الأقارب الأقرب للحشرات ، سداسي الأرجل من غير الحشرات مثل الذيل الربيعي وذيل الشعر الخشن ذي الشقين ، لا تمتلك جينات لـ MCO2.”
لاحظ الباحثون أن الحشرات ليست المفصليات الوحيدة التي تكيفت مع الحياة على الأرض ، لذا فإن MCO2 ليس شرطًا ضروريًا للانتقال بنجاح من مسكنك في المحيط وإنشاء منزل على أرض جافة.
لكن الطريقة الفريدة التي تصنع بها بشرة الحشرات توفر الكثير من المعلومات حول مدى تطورها لتعيش في بيئة الأرض.
“إذا لم تكن الحشرات قد اكتسبت نظام MCO2 بوساطة ، فقد يكون تطور الحشرات ونجاحها مختلفين بشكل كبير عما نلاحظه حاليًا ،” يستنتج.
“نأمل في إجراء مزيد من المناقشات حول تطور الحشرات وتكوينها على الأرض بناءً على وجهة النظر هذه”.
تم نشر المراجعة في علم الحشرات الفسيولوجية.
“هواة الإنترنت المتواضعين بشكل يثير الغضب. مثيري الشغب فخور. عاشق الويب. رجل أعمال. محامي الموسيقى الحائز على جوائز.”
