اسفنج‌های دریایی چگونه باریک می‌مانند؟

مجید جویا: زیست‌شناسان کشف کرده‌اند که گونه‌های اسفنج ساکن مرجان‌‌های دریایی می‌توانند مقادیر فراوانی از کربن را بدون این‌که تغییری در اندازه آنها حاصل شود، فیلتر کنند.

به گزارش نیچر، دی‌گویج و همکارانش در انستیتوی سلطنتی پژوهش‌های دریایی هلند طی پژوهشی دریافته‌اند که اسفنج دریایی هالیسارکا کایرولیا می‌تواند در هر روز با دفع و جایگزینی سریع سلول‌های خود، مقادیری از کربن را به اندازه حداکثر دو سوم وزن بدن خود جذب کند. این گروه بر مبنای تحقیقی که نتایج آن در مجله زیست‌شناسی تجربی چاپ شده، پیشنهاد می‌کند که این تغییر و تبدیل سریع می‌تواند تاکتیکی برای مقابله با مواد سمی و بیماری‌زایی باشد که صافی‌های تغذیه‌ای این اسفنج‌ها به طور متناوب در تماس با آنها قرار دارند.

هالیسارکا کایرولیا در مرجان‌‌های دریایی گرمسیری در آب‌های دریای کارائیب یافت می‌شود و با فیلتر کردن مواد آلی سرشار از کربن موجود در آب، مواد غذایی مورد نیاز خود را تامین می‌کند. کارهای تحقیقاتی قبلی انجام گرفته توسط دی‌گویج نشان داده است که اسفنج‌ها می‌توانند مقادیر شگفت‌انگیزی از کربن موجود در آب را جذب کنند، در حالی که هیچ تغییر محسوسی در ابعاد آنها صورت نگرفته است. جویج می‌گوید: «ما حساب کردیم که جرم زیستی هر اسفنج باید در هر سه روز دو برابر شود، اما دریافتیم که اسفنج نوع هالیسارکا کایرولیا تقریبا اصلا رشد نمی‌کند».

علم جذب
برای یافتن دلیل این پدیده، دی‌گویج و همکارانش اسفنج‌های در حال رشد را جمع‌آوری و سلول‌های فعال و تقسیم شونده را به طور مداوم با یک ماده شیمیایی لکه‌گذاری کردند. گروه، نمونه‌ها را در زمان‌های متفاوت که طولانی‌ترین آنها تا ده ساعت بعد از اولین تماس با این ماده بود، از بدنه اسفنج‌ها جدا کرد و به جستجوی نشانه‌هایی از ماده علامت‌گذاری در این نمونه‌ها پرداخت.

پژوهشگران دریافتند که سلول‌های معینی که آب را در اسفنج‌ها پمپاژ و فیلتر می‌کنند، خیلی سریع تقسیم شده‌اند (یک بار در هر پنج ساعت یا چیزی در همین حدود)؛ اما اضافه کردن یک ماده شیمیایی ثانویه برای یافتن سلول‌های مرده، تنها مقدار کمی از آنها را نشان داد، چیزی که آنها را با یک معما مواجه کرد: اسفنج‌ها در حال رشد نبودند، اما به نظر هم نمی‌رسید که سلول‌ها در حال مرگ باشند.

دی‌گویج نمی‌توانست پاسخی برای این معما بیابد تا این که این تقسیم سلولی موثر اسفنج‌ها را با گروهی از پژوهش‌گران سرطان‌شناس در میان گذاشت. پژوهشگران فورا تشخیص دادند که رفتار تقسیم شدن سریع اسفنج‌ها خیلی شبیه به تقسیم سلول‌های گوارشی در انسان است. سلول‌های لایه بیرونی کولون هر 12 تا 24 ساعت به واسطه تکثیر سریع و سپس رها شدن، جایگزین می‌شوند. دی‌گویج می‌گوید: «وقتی که ما در ذهن خود بافت اسفنج را با کولون انسان مقایسه کردیم، متوجه مقادیر بزرگی از تخلیه سلولی شدیم که تاکنون از نظر دور مانده بود».

این یافته، دیگر زیست‌شناسان دریایی را نیز شگفت‌زده کرد. مالکوم هیل، بوم‌شناس دریایی دانشگاه ریچموند ویرجینیا که در زمینه تکامل اسفنج‌ها تخصص دارد، می‌گوید: «تا به حال کسی بافت مرده و رها شده اسفنج‌ها را بررسی نکرده بود».

جنون صافی- مغذی
جویج و همکارانش پیشنهاد کرده‌اند که رشد سریع و رها کردن سلول‌ها ممکن است که پاسخی تکاملی به شرایط ناملایم و خشنی باشد که هالیسارکا کایرولیا در آن رشد می‌کند. برای زنده ماندن در دریای کارائیب که منابع غذایی در آن بسیار پراکنده است، اسفنج باید مقادیر زیادی از آب را صاف کند که در این صورت، احتمال تماس آن با مواد سمی و بیماری‌زا افزایش می‌یابد. دی‌گویج می‌گوید که رهاسازی سریع سلول‌ها، می‌تواند از آلودگی به چنین مواد دردسرسازی که منجر به تخریب سیستم‌های تصفیه می‌شوند، جلوگیری کند.

یک زیست‌شناس مولکولی به نام گرت وورهید از دانشگاه لودویگ ماکسی میلیانز در مونیخ می‌گوید: «اکنون که ما این حقیقت را می‌دانیم، نیاز به این داریم که دیگر گونه‌های اسفنج‌ها را نیز بررسی کنیم تا مشخص شود آیا این، پدیده‌ای عمومی در میان اسفنج‌ها است یا این‌که ویژگی اختصاصی این گونه بخصوص اسفنج است ».

هیل بر این باور است که بیولوژی اسفنج می‌تواند اطلاعات مفیدی در ارتباط با بیماری‌های انسان در اختیار محققین بگذارد. او می‌گوید: «اگر ثابت شود که این چیزی بیشتر از یک رفتار عجیب یک گونه خاص از موجودات است، در آن صورت تحقیق بر روی نحوه کنترل رشد سلول‌ها توسط این اسفنج‌ها می‌تواند منجر به یافتن بینشی در مورد کنترل رشد غیر عادی سلول‌ها مانند سرطان‌ا شود».