حقيقة علمية: الأخطبوط يملك أقدم كروموسومات جنسية في مملكة الحيوان

اكتشاف علمي جديد يكشف أن الأخطبوط قد يمتلك أقدم الكروموسومات الجنسية بين جميع الكائنات الحية، وهو ما يمثل إنجازًا هامًا في فهم تطور الأنظمة البيولوجية.

لطالما شكك العلماء فيما إذا كان للأخطبوط نظام محدد لتحديد الجنس على المستوى الجيني، لكن دراسة حديثة أجراها باحثون من جامعة أوريغون تمكنت أخيرًا من حل هذا اللغز. وأكدت الدراسة، التي تم نشرها في مجلة "كارنت بيولوجي"، أن الأخطبوط يمتلك كروموسومًا جنسيًا يعود تاريخه إلى أكثر من 480 مليون عام، ما يجعله أقدم كروموسوم جنسي مكتشف حتى الآن.

في السابق، كان تحديد جنس الأخطبوط يتم فقط عبر الملاحظة، حيث كان يُعرف الذكر بأنه ينتج الحيوانات المنوية، بينما تضع الأنثى البيوض. لكن عند تحليل الجينوم الخاص بنوع "الأخطبوط ثنائي البقعة الكاليفورني" (Octopus bimaculoides) - وهو أول رأسيات الأرجل يتم تسلسل جينومه بالكامل - اكتشف الباحثون زوجًا فريدًا من الكروموسومات.

الكروموسوم المكتشف هو الكروموسوم رقم 17، وظهر الاختلاف عندما قارن العلماء الجينوم المأخوذ من ذكر أخطبوط بجينوم أنثى. ووجدوا أن الأنثى تفتقد إحدى نسختي هذا الكروموسوم، مما دفعهم للاعتقاد بأنه الكروموسوم الجنسي.

"لاحظنا أن هذا الكروموسوم كان يحتوي على نصف كمية بيانات التسلسل المعتادة، مما يشير إلى وجود نسخة واحدة فقط منه،" حسبما ذكرت الباحثة غابرييل كوفينغ، المرشحة لنيل درجة الدكتوراه والمؤلفة الرئيسية للدراسة.

بعكس البشر الذين يستخدمون نظام تحديد الجنس XY، حيث يحمل الذكور كروموسوم Y، فإن الأخطبوط يعتمد على نظام معاكس، حيث يمتلك الذكور زوجًا مزدوجًا من الكروموسوم Z، بينما تملك الإناث نسخة واحدة فقط من هذا الكروموسوم.

لمعرفة ما إذا كان هذا النظام منتشرًا في رأسيات الأرجل الأخرى، قارن الباحثون جينومات ثلاثة أنواع من الأخطبوط، وثلاثة أنواع من الحبار، ونوع واحد من النوتيلوس (Nautilus pompilius). ووجدوا أن كروموسوم Z لدى رأسيات الأرجل يتميز بأنه "استثناء جينومي" وله أصل قديم واحد.

تشير الدراسة إلى أن كروموسوم Z الخاص بالأخطبوط قد نشأ قبل انقسام السلالات التي نتجت عنها أنواع الحبار والأخطبوط والنوتيلوس. وبالاعتماد على تحليل جينوم النوتيلوس، الذي انفصل عن الأخطبوط قبل 520 إلى 398 مليون سنة، يُقدر الباحثون أن عمر هذا الكروموسوم لا يقل عن 482 مليون عام.

بهذا العمر، يتفوق كروموسوم Z للأخطبوط على الكروموسومات الجنسية لبعض الحشرات، التي يعتقد أنها تعود إلى 450 مليون سنة. كما أن هذه الحشرات تظهر تنوعًا كبيرًا في كروموسوماتها الجنسية عبر الأنواع المختلفة، في حين يبدو أن كروموسوم Z للأخطبوط أكثر استقرارًا عبر الأجيال.

على سبيل المقارنة، فإن أقدم كروموسوم جنسي معروف في الفقاريات هو كروموسوم سمكة الحفش (sturgeon)، والذي يعود عمره إلى 180 مليون سنة فقط. تمتلك إناث سمك الحفش نظام كروموسومي ZW، وهو النظام ذاته المستخدم في بعض الطيور والقشريات وبعض الحشرات.

من المحتمل أن يكون الكروموسوم W الخاص بالأخطبوط قد فُقد عبر الزمن، في عملية مشابهة لما يحدث مع كروموسوم Y لدى البشر، الذي يُعتقد أنه في مسار تطوري متدهور.

لطالما كان يُعتقد أن الكروموسومات الجنسية هي سمة جوهرية في تحديد الجنس بين الحيوانات، ولكن الدراسات الحديثة تُظهر أن الأمر أكثر تعقيدًا. على سبيل المثال، تعتمد بعض الزواحف والأسماك، مثل التماسيح، على العوامل البيئية وليس الجينية في تحديد جنس صغارها.

وبحسب الباحثة كوفينغ: