کشف سیستم حرکتی منحصربه‌فرد ماهیگیر دریایی!

تحقیقات جدید درباره ماهی‌های قلابی و رفتار شکار آن‌ها

ماهی‌های قلابی به خاطر سازگاری‌های منحصر به فردشان با محیط‌های سخت شناخته می‌شوند و به ویژه به خاطر استفاده از طعمه‌ها برای جذب شکار معروف هستند. محققان دانشگاه ناگویا در ژاپن در مطالعه‌ای بر روی نوع خاصی از ماهی‌های قلابی، جمعیت خاصی از نورون‌های حرکتی را در اولین باله پشتی این ماهی‌ها کشف کردند که برای رفتار “ماهی‌گیری” مورد استفاده قرار می‌گیرد. با تحول اولین باله پشتی از یک ابزار شنا و شناوری به یک ابزار شکار، نورون‌های حرکتی در سیستم عصبی مرکزی تغییر مکان دادند. درک چگونگی تغییر مکان نورون‌های حرکتی با تغییر عملکرد آن‌ها می‌تواند به درک ما از تکامل مهره‌داران، از جمله خودمان، کمک کند. این مطالعه در مجله نورولوژی مقایسه‌ای منتشر شده است.

ویژگی‌های منحصر به فرد ماهی‌های قلابی

ماهی‌های قلابی به خاطر توانایی‌شان در هم‌خوانی با محیط اطراف‌شان شناخته می‌شوند که به آن‌ها کمک می‌کند تا به طرز مؤثری به شکار ماهی‌های کوچک و سخت‌پوستان حمله کنند. این ماهی‌ها چهار باله در قسمت پشتی خود دارند که به نام باله‌های پشتی شناخته می‌شوند و نقش‌های مهمی در چرخه زندگی آن‌ها ایفا می‌کنند. باله‌های پشتی در وسط بدن ماهی برای نشان دادن رفتار تهدیدآمیز استفاده می‌شوند، در حالی که باله در انتهای بدن نه تنها در رفتار تهدیدآمیز نقش دارد بلکه برای ایجاد ثبات و حرکت در حین شنا نیز به کار می‌رود.

باله پشتی جلویی (که به آن ایلیسیوم گفته می‌شود) به خاطر شکل میله‌ای‌اش و وجود طعمه‌ای به نام اسکا در نوک آن، که شبیه کرم صدفی است، متمایز است. ماهی‌های قلابی از ایلیسیوم مانند قلاب‌دارها برای تکان دادن طعمه استفاده می‌کنند. ماهی شکار به اشتباه به سمت اسکا نزدیک می‌شود و آن را به عنوان غذا می‌پندارد. زمانی که به آن حمله می‌کند، ماهی قلابی به سرعت حمله کرده و ماهی شکار را در یک لقمه می‌بلعد.

تحقیقات نورون‌های حرکتی

گروه تحقیقاتی به رهبری پروفسور ناوکی یاماموتو از دانشکده علوم زیستی و کشاورزی دانشگاه ناگویا به نورون‌های حرکتی که این رفتار غیرمعمول را ممکن می‌سازند، علاقه‌مند بودند. آن‌ها نورون‌های حرکتی در ماهی‌های قلابی را شناسایی کردند که ایلیسیوم را حرکت می‌دهند و رفتار ماهی‌گیری آن‌ها را ممکن می‌سازند و آن‌ها را با نورون‌های دیگر باله‌های پشتی مقایسه کردند. برای مطالعه این حوزه، محققان از تزریق مواد ردیاب استفاده کردند.

نقش نخاع در حرکات شنا در ماهی‌ها

ماهی‌ها برای تنظیم حرکات شنا خود به هورن شکمی نخاع خود وابسته هستند. با استفاده از یک ردیاب، پژوهشگران می‌توانند نورون‌های حرکتی در هورن شکمی نخاع را مشاهده کنند. یاماموتو و تیمش کشف کردند که نورون‌های حرکتی ایلیسیوم در ناحیه دورسالترال (قسمت بالایی پشت) قرار دارند و از نورون‌های حرکتی باله‌های پشتی دوم، سوم و چهارم که در ناحیه ونترالترال (قسمت پایینی) هورن شکمی قرار دارند، جدا هستند.

یاماموتو توضیح داد: “این یک مورد بسیار نادر است که نورون‌های حرکتی ایلیسیوم در اصل نورون‌های حرکتی باله‌های پشتی بودند، اما مکان آن‌ها تغییر کرده تا نقشی کاملاً متفاوت از عملکرد اصلی خود ایفا کنند.”

مقایسه نورون‌های حرکتی در گونه‌های مختلف

پژوهشگران نورون‌های حرکتی ماهی قورباغه‌ای را با نورون‌های حرکتی ماهی فایل‌فیش که لکه‌های سفیدی دارند، مقایسه کردند تا تفاوت‌های بین گونه‌ها را بررسی کنند. بر خلاف ماهی قورباغه‌ای، ماهی فایل‌فیش از باله پشتی اول خود برای تهدید دیگر افراد و شکارچیان استفاده می‌کند. نورون‌های حرکتی ماهی فایل‌فیش در ناحیه ونترالترال هورن شکمی یافت شدند، نه در ناحیه دورسالترال، مشابه با باله‌های پشتی دوم تا چهارم ماهی قورباغه‌ای.

یاماموتو گفت: “این مقایسه با گونه‌های دیگر نشان می‌دهد که نورون‌های حرکتی در طول تکامل عملکرد خود مهاجرت کرده‌اند. نورون‌های حرکتی که رفتار ماهی‌گیری را انجام می‌دهند، در اصل نورون‌های حرکتی باله‌های پشتی بودند اما به مکان غیرمعمولی در سیستم عصبی مرکزی منتقل شدند. این یک کشف بی‌سابقه است و ما از پیامدهای آن هیجان‌زده هستیم.”

پیامدهای یافته‌ها برای تکامل انسان

یاماموتو بر این باور است که یافته‌های او می‌تواند به درک تکامل انسان نیز کمک کند. او توضیح داد: “در حالی که ما به عنوان حیوانات زمینی باله نداریم، اندام‌های جلویی و پشتی ما در توزیع خود در هورن شکمی نخاع مشابه باله‌های سینه‌ای و شکمی هستند و اجداد ما نیز روزگاری باله‌های پشتی داشتند.”

او افزود: “سازماندهی گروه‌های مختلف نورون‌های حرکتی در مهره‌داران مشابه است. در مهره‌داران، چندین گونه با رفتارهای بسیار تخصصی وجود دارد. مطالعه ما یک دیدگاه جدید در مورد نورون‌های حرکتی ارائه می‌دهد و امیدواریم که این مطالعه باعث تحقیقات مشابه در گونه‌های دیگر شود تا به دانشمندان کمک کند تا قوانین حاکم بر سازماندهی آن‌ها را درک کنند.”