10 دقیقه
جنسیت، کروموزومها و الگوی جهانی طول عمر
در سراسر گونه‌ها و قاره‌ها، معمولاً مادهها طول عمر بیشتری نسبت به نرها دارند — در انسان‌ها به‌طور میانگین حدود ۵.۴ سال بیشتر. یک مطالعه تطبیقی جدید بر روی پستانداران و پرندگان ارتباط این تفاوتهای جنسی در امید زندگی بزرگسالی را با عوامل تکاملی و ژنتیکی بنیادی نشان میدهد و در عین حال توضیح میدهد چگونه رفتار و اکولوژی این الگوها را تغییر میدهند.
زیست‌شناسان تعریف‌های مختلفی از جنسیت ارائه میدهند، اما این پژوهش از یک تعریف کروموزومی روشن استفاده کرده است: در پستانداران، معمولاً مادهها دو کروموزوم X دارند و نرها یک X و یک Y؛ در پرندگان الگو معکوس است و مادهها جنس هتروگامتیک هستند (یک Z و یک W). فرضیهٔ «جنس هتروگامتیک» بیان می‌کند که جنسی که دو کروموزوم جنسی متفاوت دارد (هتروگامتیک) احتمالاً طول عمر کمتری خواهد داشت، چون داشتن تنها یک نسخه از یک کروموزوم جنسی میتواند جهشهای زیان‌آور را بیپرده کند و خطرات ژنتیکی را افزایش دهد.
طراحی مطالعه و منابع داده
تیم تحقیق بین‌المللی به سرپرستی جانورشناس نخستی‌سان‌شناس یوهانا استارک در مؤسسه مکس پلانک برای انسان‌شناسی تکاملی، سوابق امید زندگی بزرگسالان را از باغ‌وحش‌ها برای ۱٬۱۷۶ گونه از پستانداران و پرندگان بررسی کرد. برای اعتبارسنجی نتایج در شرایط طبیعی، تیم دادههای منتشرشده جمعیت‌های وحشی برای ۱۱۰ گونه را نیز تطبیق داد.
استفاده از مجموعه‌داده‌های وسیع باغ‌وحش به کاهش نویز محیطی کمک کرد — حیوانات در این شرایط رژیم غذایی کنترل‌شده، مراقبت دامپزشکی و شکار کمتری را تجربه میکنند — و این امکان را فراهم ساخت تا پژوهشگران عوامل ژنتیکی و رفتاری مؤثر بر تفاوتهای طول عمر را دقیق‌تر جداکنند. تحلیل‌ها ترکیبی از آمارهای جمعیتی، طبقه‌بندی سامانههای جفتگیری (تکهمسری در برابر چندهمسری) و تفاوتهای جنسی در اندازهٔ بدن بود. علاوه بر این، پژوهش شامل کنترل‌های روش‌شناختی برای شرایط تکاملی و فیلوژنتیکی گونه‌ها بود، مانند استفاده از درخت‌های فیلوژنتیک و مدل‌های رگرسیون با کنترل وابستگی‌های تبارشناختی، تا عوامل هم‌پیوندی بین گونه‌ها تأثیر نتایج را منحرف نکند.
یافته‌های کلیدی
در میان پستانداران نمونه‌برداری‌شده، در حدود ۷۲٪ گونه‌ها مادهها طولانی‌تر از نرها زندگی کردند، با مزیت میانگین طول عمر مادهها حدود ۱۲٪ در جمعیت‌های باغ‌وحش. در جمعیت‌های وحشی این مزیت مادهها افزایش یافت: شکاف به‌طور میانگین ۱.۵ برابر بزرگ‌تر بود، که نشان میدهد استرسهای محیطی تفاوتهای جنسی در طول عمر را تشدید می‌کند. اضافه کردن دادههای میدانی و طول دوره‌های مشاهده‌ای طولانی‌تر به برآوردهای دقیق‌تری از امید زندگی بزرگسالان (adult life expectancy) کمک کرد؛ امید زندگی بزرگسالان این مطالعه به‌صورت میانگین سال‌های باقیماندهٔ زندگی پس از رسیدن به بلوغ تعریف شد که یک معیار رایج در جمعیت‌شناسی حیاتوحش و زیست‌شناسی تکاملی است.
در بسیاری از گونههای پستاندار، افزایش مرگومیر مردان با عوامل رفتاری مانند رقابت شدید میان نرها، نمایش‌های جنسی پرریسک و رفتارهای پرخطر مرتبط بود؛ این رفتارها هزینههای بقا را برای نرها افزایش میدهد و میتواند تفاوتهای جنسی طول عمر را تشدید کند. همچنین تفاوتهای وابسته به اندازهٔ بدن بین جنسها (دیمورفیسم جنسی) با الگوهای طول عمر همبستگی داشت: در گونه‌هایی که نرها به‌طور قابل‌توجهی بزرگ‌تر از مادهها هستند، اغلب مرگومیر نرها بالاتر بود که احتمالاً ناشی از هزینههای سرمایهگذاری جنسی و رقابت فیزیکی است.
برخلاف پستانداران، در پرندگان نرها در حدود ۶۸٪ گونه‌ها طول عمر بیشتری نسبت به مادهها داشتند (مزیت میانگین نرها حدود ۵٪ در باغ‌وحش‌ها)، که با سیستم کروموزومی معکوس پرندگان سازگار است؛ در این سیستم مادهها هتروگامتیک هستند (ZW) و ممکن است در معرض خطرات ژنتیکی ناشی از نمایش یک نسخهٔ کروموزوم قرار بگیرند. این تقابل بین کلاس‌های بالاتر (پستانداران در برابر پرندگان) نقش کروموزوم‌های جنسی را در شکل‌دهی تفاوتهای طول عمر تقویت می‌کند و با فرضیهٔ جنس هتروگامتیک مطابق است.
با این حال، الگو یک‌دست نبود. برخی گونه‌ها — به‌ویژه بسیاری از پرندگان شکاری — روند معکوس نشان دادند و ماده‌های بزرگ‌تر و با طول عمر بیشتر دیده شدند. استارک اشاره کرد: «در برخی گونه‌ها، نتیجه خلاف انتظار بود»، که تأکید می‌کند پیکربندی کروموزومی تنها بخشی از تصویر کلی است و عوامل زیست‌محیطی، رفتار شناختی و استراتژی‌های سرمایهگذاری والدینی نیز نقش تعیین‌کننده‌ای دارند.
نقش نظام‌های جفتگیری و مراقبت والدینی
تیم پژوهشی تنظیم‌کننده‌های رفتاری مشخصی را شناسایی کرد که طول عمر را تغییر میدهند. در پستانداران غیرتک‌همسر (چندهمسر)، مرگومیر نرها بالاتر بود، احتمالاً به‌خاطر رقابت شدید میان نرها، نمایش‌های جنسی هزینه‌زا و رفتارهای خطرپذیر که هزینههای بقا را افزایش میدهد. در بسیاری از پرندگان، تکهمسری رایج‌تر است و رقابت میان نرها کاهش یافته و با طول عمر متوازن‌تر بین دو جنس همراه است. در گونه‌هایی که یکی از والدین سرمایهگذاری قابل‌توجهی در فرزندان انجام میدهد، معمولاً جنس مراقب طول عمر بیشتری نشان میدهد؛ برای نخستی‌سانان، مراقبت مادری طولانی‌مدت فشار انتخابی برای ماده‌های با طول عمر بیشتر ایجاد می‌کند، زیرا بقا و طول عمر مادر به‌طور مستقیم موفقیت فرزندان را تحتتأثیر قرار میدهد.
علاوه بر این، پژوهشگران به نقش تعاملات پیچیده بین استراتژی‌های تولیدمثلی (مثل سن بلوغ، تعداد فرزندان در هر دوره و طول دورهٔ وابستگی فرزند) و سازگاری‌های فیزیولوژیک اشاره کردند؛ این تعامل‌ها میتوانند الگوی کلی طول عمر را در یک گونه شکل دهند. برای مثال، گونه‌هایی که سرمایهگذاری والدینی سنگین‌تری دارند ممکن است فشار انتخابی برای طول عمر طولانی‌تر را تجربه کنند، چون بقای والد برای موفقیت تولیدمثلی حیاتی است. در مقابل، گونه‌هایی با سرمایهگذاری کم والدینی و تولیدمثل سریع (r-strategists) ممکن است طول عمر متوسط کوتاه‌تر و نرخ بازتولید سریع‌تری داشته باشند.
پیامدها برای زیست‌شناسی تکاملی و حفاظت
این مطالعه نشان میدهد که امید زندگی بزرگسالان نتیجهٔ تعامل بین ژنتیک (کروموزوم‌های جنسی) و اکولوژی (سامانهٔ جفتگیری، مراقبت والدینی، فشارِ شکار و شکارچیان) است. به‌عبارت دیگر، پیشبینی آسیب‌پذیری‌های جنسی ـ مثلاً کدام جنس در معرض خطر انقراض یا کاهش جمعیت است — باید هر دو عامل درونی ژنتیکی و فشارهای بیرونی اکولوژیک را درنظر بگیرد. برای مدیریت حفاظت از حیاتوحش، مدیران باید ریسکهای مرگومیر ویژهٔ جنس را لحاظ کنند: مداخلاتی که رقابت مردان را کاهش میدهد یا استرسهای محیطی را کمینه می‌کند میتواند دینامیک جمعیت را تغییر دهد و به پایداری جمعیت کمک کند.
اگرچه فرضیهٔ جنس هتروگامتیک حمایت قوی در سطح طبقه‌بندی گسترده دریافت می‌کند، پژوهشگران تأکید میکنند که این فرضیه به‌تنهایی قادر نیست تنوع وسیع در طول عمر جنسی را توضیح دهد. «امید زندگی بزرگسالان احتمالاً تحتتأثیر ترکیبی از عوامل محیطی و ژنتیکی است»، نویسندگان می‌نویسند و خواهان مطالعات یکپارچه‌ای شدند که ژنومیک، رفتار و جمعیت‌شناسی را به هم پیوند دهند. به عنوان مثال، مطالعهٔ ژنوم گونههای هتروگامتیک برای یافتن الگوهای جهشی و بیان ژنی خاص میتواند بینش عمیق‌تری نسبت به مکانیزمهای مولکولی فراهم کند.
از منظر حفاظت زیست‌محیطی و مدیریت گونه‌ها، درک این که چگونه استرسهای زیست‌محیطی مانند تغییرات اقلیمی، فقدان زیستگاه و شکار بر تفاوتهای طول عمر بین جنسها تأثیر می‌گذارد، حیاتی است. اگر فشارهای محیطی مزیت طول عمر جنس با بیشترین مرگومیر را تشدید کنند، جمعیت ممکن است با کاهش بازتولید یا نابرابری جنسی مواجه شود که پیامدهای بلندمدت ترکیب جمعیتی و ظرفیت احیا را دارد.
دیدگاه کارشناسان
«این مطالعه اهمیت زیادی دارد زیرا دادههای جمعیتی فراوان را با نظریه‌های تکاملی تلفیق می‌کند»، دکتر مایا پاتل، زیست‌شناس تکاملی در مؤسسهٔ ژنومیک تطبیقی، گفت. «این پژوهش نشان میدهد که کروموزوم‌های جنسی یک ریسک پایه‌ای را تعیین میکنند، اما سامانههای جفتگیری و سرمایهگذاری والدینی مسیرهای طول عمر را به جهات مختلف تنظیم میکنند. برای پژوهشگران و حفاظت‌گران، این بدان معناست که راهکارها باید هم به جنبه‌های ژنتیکی و هم اکولوژیکی توجه داشته باشند.»
علاوه بر این، متخصصان اشاره کردند که نتایج میتواند در طراحی مطالعات میدانی و برنامههای پایش جمعیتی مفید باشد: نمونه‌برداری بلندمدت با تفکیک جنسیتی و ثبت دقیق سن بلوغ، نرخ مرگومیر و الگوهای مراقبت والدینی، دید روشن‌تری از عوامل محرک تفاوتهای طول عمر فراهم می‌آورد و به مدل‌سازی جمعیت برای حفاظت کمک می‌کند.
جمع‌بندی
تحلیل تطبیقی استارک و همکارانش توضیح میدهد چرا ماده‌های پستاندار اغلب از نرها عمر بیشتری دارند: ترکیبی از معماری کروموزومی و اکولوژی رفتاری. به‌نظر می‌رسد هتروگامی آسیبپذیری ژنتیکی ایجاد می‌کند که سپس توسط نظام‌های جفتگیری، نقش‌های والدینی و فشارهای محیطی تقویت یا تضعیف میشود. تحقیقات آینده که دادههای ژنومی، مطالعات میدانی طولی و رویکردهای تجربی را یکپارچه میکنند، برای باز کردن سازوکارهای نزدیک (proximate mechanisms) که پیری جنسی را در سراسر تاکساها تولید میکنند، ضروری خواهد بود.
از منظر علمی، ترکیب دادههای بزرگ جمعیتی، تحلیل‌های فیلوژنتیک و اطلاعات رفتاری یک چارچوب مناسب برای مطالعهٔ «طول عمر جنسیت‌محور» فراهم می‌سازد و فرصت‌هایی برای توسعهٔ مدل‌های پیش‌بینی‌کنندهٔ ریسک جمعیتی بر اساس ویژگی‌های ژنتیکی و اکولوژیک میدهد. مهم است که پژوهشهای آینده نه‌تنها وجود الگوها را تایید کنند، بلکه فرایندهای مولکولی، فیزیولوژیک و رفتاری را که منجر به ظهور این الگوها می‌شوند، تشریح نمایند.
در پایان، فهم دقیق‌تر از رابطهٔ بین «کروموزوم‌های جنسی»، «رفتار تولیدمثلی» و «شرایط محیطی» میتواند به تدوین راهبردهای محافظتی هدفمند و آگاهانه کمک کند، به‌ویژه برای گونههای آسیبپذیری که نابرابری جنسی در امید زندگی میتواند اثرات دیرپایی بر پایداری آن‌ها بگذارد. کلید پیشرفت در این حوزه، پژوهشهای میان‌رشته‌ای است که ژنومیکس، اکولوژی، رفتارشناسی و جمعیت‌شناسی را با هم ادغام می‌کند تا تصویر جامع‌تری از طول عمر و پیری در دنیای طبیعی ارائه دهد.
منبع: sciencealert
ارسال نظر