جناح الفراشة الأيسر بألوان طبيعية أما الجناح الأيمن فانه مرسوم عن طريق تعديل كاسبر كاس عن طريق طفرات تقنية تحرر الجينات.

الملخص

أجنحة الفراشات الملونه ذات الأنماط الرائعة هي فقط من الطبيعه و لا يمكن للإنسان أن يتحكم بالأنماط المختلفة إلا بعد ما أكتشف العلماء طريقة لذلك من خلال تقنية تسمى كاسبر كاس تعمل على التحرير الجيني ويأمل العلماء بالتحكم بنظام الأنماط بشكل كامل لأنه فهم أنماط أجنحة الفراشة هو مجرد خطوة نحو معالجة أسئلة أكبر في علم الأحياء التطوري.

في يوم الإثنين قال علماء أنهم اتقنوا الخطوات الأولى لرسم الألوان الرائعة على أجنحة الفراشة ويأملون أنهم يتحكمون بكامل نظام أنماط التلوين في الوقت المناسب، مما يجعل تصميم تلك الأنماط ممكن.

الزخارف والألوان لأجنحة الفراشات يتم السيطرة عليها عن طريق مجموعة من الجينات. أصبحت تقنية كاسبر كاس الجديدة للتحرير الجيني أسهل في معرفة ما ينتج عند حذف جين معين.

قدّم فريقان من العلماء في دورية The Proceedings of the National Academy of Sciences في تقرير أنهم استخدموا تقنية كاسبر كاس لاستكشاف أدوار جينين رئيسين يتحكمان في مظهر الاجنحة لدى الفراشات.

فريق تم قيادته عن طريق لينلين زانغ وروبرت دي ريد من جامعة كورنيل توصلوا الى جين يدعى optix والذي لديه دور مهم وهو التحكم في جميع الألوان في جناح الفراشة. عند حذف جين optix من بيض نوع معين من الفراشات يدعى Gulf fritillary eggs فعند بلوغ الفراشة العادة أنها تكسى باللون البني ولكن بعد حذف الجين تكسى باللون الأسود والفضي. وهذا بسبب غياب جين optix فإنه تنتج قشور الميلانين وهي صبغة سوداء بدلًا من اللون البني الكستنائي المعتاد.

علماء الاحياء اشتبهوا ان جين optix   يلعب دور أساسي في تحفيز وتنشيط اللون البني لجناح الفراشة ولكن ما فاجئهم هو تحول اللون البني الى اللون الأسود عند غياب جين optix.

مفاجأة أخرى عندما تم إيقاف جين optix في نوع أخر من الفراشات وهو buckeye. اختفى اللون البني والاصفر المعتاد للفراشات، وتم التعويض عنها بألوان زرقاء قزحية نحيفة. قال الدكتور ريد: “لقد تم التلاعب بنا”.

قامت مجموعة ثانية، بقيادة أوني مازو – فارغاس من جامعة كورنيل وأرنود مارتن من جامعة جورج واشنطن، باستكشاف دور الجين المسمى WntA والذي يلعب دورًا قويًا في تزيين أجنحة الفراشات.

يتكون النموذج القياسي للفراشات الغير الخلوية، وهي عائلة عمرها 90 مليون سنة تضم حوالي 6000 نوعًا مختلفًا من أربعة خطوط متوازية للجسم تمتد بينها وبين حافة الأجنحة. يحتوي النطاق الثاني، الذي يسمى نظام التماثل المركزي على النمط في وسط الأجنحة والنمط الثالث تحمل بقع العين.

وجد فريق الدكتور مارتن أنه عندما قاموا بحذف جين WntA باستخدام تقنية كاسبر كاس، فإن شريط نظام التماثل المركزي يختفي بالكامل من أجنحة الخشب الأزرق وفراشات buckeye. ولكن في الأنواع الأخرى، فإن فقدان WntA له تأثيرات مختلفة جداً مما يوحي بأن الجين قد تم توظيفه عدة مرات للعب أدوار مختلفة مع تطور أنواع جديدة من الفراشات، في فراشة monarch على سبيل المثال، يؤثر فقدان WntA على خط أبيض غير مرئي يحرك الخطوط السوداء المميزة التي تحدد عروق الجناح في غياب WntA توسع الخطوط البيضاء إلى المناطق الواقعة بين الأوردة لتحل محل الصبغة البرتقالية المميزة.

يصبح الجين WntA نشطًا في مرحلة اليرقة ومما يثير الإعجاب النقش على هياكل الجناح الجنيني. يرى الدكتور مارتن أن جين WntA هي كأداة رسم تحدد الخطوط العريضة لتصميم الجناح وجين Optix الذي درسته مجموعة د. ريد على أنه جين يعمل كفرشة رسم الذي تمتلئ بالألوان.

 يتمنى د. ريد أن تُفهم آلية الزخرفة بشكل جيد في الوقت المناسب حتى يتم إعادة تشكيل نمط أجنحة فراشة من النوع الأول إلى   النوع الثاني. لكن فهم زخارف أجنحة الفراشة هو مجرد خطوة نحو معالجة أسئلة أكبر في علم الأحياء التطوري.

المترجم: عمر العماري

Twitter @omar_br1

المراجع: سارة الفيفي

Twitter @__Sarah_Ahmed

المصدر:

The New York Times