مار چطور می‌بیند؟

[رونین]

مار برای شکار کردن نه از چشمان تزئینی خود، که از عضوی حفره‌مانند در صورتش بهره می‌برد که مانند دوربین حرارتی، پرتوهای فروسرخ را تشخیص می‌‌دهد. عملکرد مولکولی این چشم حرارتی به تازگی شناخته شده است.

مارها دارای حفره‌هایی در سر خود هستند که به آن‌ها امکان می‌دهد با شناسایی پرتوهای فروسرخی که از بدن گرم حیوانات منتشر می‌شود، آن‌ها را در تاریکی ببینند. در این حفره‌ها کانال‌های پروتئینی قرار دارد که به وسیله گرما فعال می‌شود و قابلیت دید در شب را به مار می‌دهد.

به گزارش نیچر، مارهای افعی، پایتون و بوآ سوراخ‌هایی روی صورت خود دارند که عضو حفره‌ای نامیده می‌شود. این سوراخ‌ها دارای غشایی هستند که می‌تواند پرتوهای فروسرخ گسیل‌شده از بدن‌های گرم را تا شعاع یک متری شناسایی کند. چه در روز و چه در شب، این عضو حفره‌ای به مار امکان می‌دهد تا درست مانند دوربین‌های فروسرخ، تصویری از شکار یا شکارچی خود ببیند و به این ترتیب می‌توان گفت مارها داری یک حس اضافه منحصر به فرد هستند.

پژوهشگران آمریکایی با انجام تحقیقات مفصلی توانسته‌اند چگونگی انجام این فرآیند را در مقیاس مولکولی مشخص کنند. سلول‌های عصبی در عضو‌ حفره‌ای دارای یک کانال یونی هستند که TRPA1 نامیده می‌شود .این کانال در حقیقت یک گیرنده فروسرخ است که بدون نیاز به نور مریی، می‌تواند پرتوهای فروسرخ را شناسایی کند.

البته این گیرنده در سر بعضی از پستانداران نیز وجود دارد که به گیرنده‌های واسابی نیز معروف است و می‌تواند بوی بسیار آزاردهنده گیاه خردل یا دیگر منابع را شناسایی کند.



عملکرد مولکولی دوربین حرارتی
فیزیولوژیست‌های جانوری، تحقیقات جالبی روی ساختمان این سیستم حسی انجام داده‌اند. دیوید جولیاس، زیست‌شناس ملکولی دانشگاه کالیفرنیا در سان‌فرانسیکو گفت: «این اطلاعات برای افرادی مانند ما که در حوزه ژنتیک کار می‌کنیم، بسیار حیاتی است. چیزی که دانشمندان نمی‌دانستند، چگونگی عملکرد این عضو حفره ای در سطح ملکولی بود».

عضو حفره‌ای دارای رشته‌های عصبی است که به غده عصب سه‌گانه معروف است. محققان این طور استدلال کردند که یک روش مناسب برای مطالعه آشکارسازهای گرمایی مولکولی عضو حفره‌ای مار، مقایسه عصب غده عصب سه‌گانه با غده ریشه پشتی است که اطلاعاتی را از طریق ورودی‌ حسی پایین گردن به مغز می‌فرستد و با احتمال کم‌تری، پروتئین مورد نیاز عضو حفره‌ای جهت شناسایی گرما را تولید می‌کند.

این تیم تحقیقاتی آر.ان.ای‌های متفاوتی را که توسط هر نوع از عصب‌ها تولید می‌شد، بررسی کردند که نشان می‌داد کدام ژن‌ها فعال و در حال تولید پروتئین‌ها هستند. آن‌ها فقط یک ژن TRPA1 پیدا کردند که در دو نوع غده به صورت متفاوت وجود داشت و ژنی‌ که در غده عصب سه‌گانه بود، نسبت به غده ریشه پشتی 400 برابر بیش‌تر آر.ان.ای تولید می‌کرد.

عضو حفره‌ای قسمتی از سیستم پردازش داده‌های حس لامسه مار است که می‌تواند تماس ، گرما و درد را شناسایی کند. این سیستم هیچ سیگنالی از چشم‌ها دریافت نمی‌کند که خود، نشان می‌دهد مارها از طریق شناسایی گرما و نه از طریق فوتون‌های نوری می‌توانند محیط اطراف خود را ببینند. به این ترتیب این تحقیقات نظریه‌هایی را که تاکنون در باره چگونگی عملکرد عضو حفره‌ای توسط بوم‌شناسان رفتاری مطرح شده بود، تائید می‌کند.

عملکرد مولکولی این سیستم بدین ترتیب است که پرتوهای فروسرخ، بافت غشای حفره را گرم می‌کند و کانال‌های TRPA1 زمانی که به یک آستانه دمایی مشخص می‌رسد، باز می‌شود و به یون‌های اجازه می‌دهد در سلول‌های عصبی جریان پیدا کرده و یک سیگنال الکتریکی به وجود بیاورد.

غشای آنتنی که در محفظه خالی استخونی آویزان است، می‌تواند گرما را به سرعت از دست بدهد و به این ترتیب، قدرت تشخیص تفاوت دمایی بین حیوانات خون‌گرم و چیزهای دیگر را به حداکثر برساند. بر اساس مشاهدات این گروه تحقیقاتی، TRPA1 مار زنگی در دماهای بالای 28 درجه سانتی‌گراد فعال می‌شود، تقریبا همان دمایی که یک مار می‌تواند از یک موش یا سنجاب در فاصله یک متری اندازه‌گیری کند.



استقبال دیگر پژوهشگران
فیزیولوژیست‌ها و بیولوژیست‌های سلولی هم‌نظر هستند که اگرچه معین کردن چگونگی عملکرد گیرنده‌ها کار مهمی است، اما هنوز هم در مورد عضو حفره‌ای سوالات زیادی باقی مانده است.

آرون کروچمال، متخصص خزنده‌شناسی از کالج واشنگتن گفت: «نوسیندگان این تحقیق از تکنیک‌های مولکولی جالبی استفاده کردند تا ایده‌ای را که مدت‌ها قبل توسط روان‌شناسان بر اساس اطلاعات رفتاری در مورد چگونگی دیدن مارها اثبات شده بود، تائید کنند. اگرچه جنبه‌هایی از این یافته‌ها با تحقیقات فیزیولوژی و رفتاری که تا‌کنون انجام شده تناقض دارد، اما استفاده از تکنیک‌های ژنتیک مولکولی قدم جدیدی در راه فهمیدن چگونگی عملکرد حفره‌های صورت مارها محسوب می‌شود».

بر طبق گفته‌های جورج باکن، فیزیولوژیست دانشگاه ایالتی ایندیانا، مطالعه‌ای در سال 1956 / 1335 نشان داد مارها دست انسان را در یک محیط سرد بهتر از دمای اتاق تشخیص می‌دهند؛ در حقیقت سیستم حسی حفره‌ای مارها در دماهای زیر 28 درجه سانتی‌گراد بسیار خوب عمل می‌کند.

مایکل گریس، عصب‌شناس موسسه تکنولوژی فلوریدا در این باره گفت: «تحقیقاتی که روی چگونگی تشخیص پرتوهای فروسرخ توسط مارها انجام شده، پیشرفت‌های بسیار کندی داشته است. شاید بخشی از دلیل آن، ترس انسان از مارها باشد و بخشی دیگر، خطری جدی است که از سوی افعی‌ها، انسان را تهدید می‌کند. تحقیقاتی که در این جا ارائه شده است شاید چشم‌گیرترین پیشرفت در تاریخ مطالعه دید فروسرخ مارها باشد».

خبرآنلاین