ترجمه: حمیده رستگار مقدم
در یک روز گرم تابستانی در سال 1995 ، هشت دانش آموز مقطع راهنمایی که قصد داشتند تحقیق ساده ای درباره محیط زیست انجام دهند، شروع به جمع آوری تعدادی قورباغه از برکه ای کوچک در نزدیکی هندرسون Henderson)) در ایالت مینسوتا Minnesota)) کردند. در عین ناباوری، تعدادی از قورباغه ها دارای پنج یا بیش از پنج پا بودند و برخی نیز تغییر شکل یافته بودند. از مجموع 22 قورباغه ای که آنها در آن روز گرفتند، نیمی از آنها به شدت تغییر شکل داشتند. تحقیقی که به دنبال این ماجرا توسط مأمورین کنترل آلودگی صورت گرفت نتایج هولناک دیگری را نیز آشکار کرد. برخی از قورباغه ها اصلاً پای عقب نداشتند و یا تنها برجستگی کوچکی درمحل پای خود داشتند. برخی دیگر یک و یا دو پا داشتندکه از قسمت شکمشان رشد کرده بود. تعداد دیگری نیز تنها دارای یک چشم بودند.
ماجرا به رسانه ها ی ملی کشیده شد و سوالات بسیاری ایجاد شد. آیا این ماجرا یک مسئله منطقه ای است و یا گوشه ای از یک حادثه فراگیر؟ چه چیزی باعث این تغییر شکل ها شده است؟ محققان در سرتاسر کشور شروع به بررسی جمعیت دوزیستان در منطقه خود کردند و مشخص شد که این دسته تغییرات عجیب تنها به ایالت مینسوتا محدود نمی شود. از سال 1995 تغییر شکل در بیش از 60 گونه از جمله سمندرها و وزغ ها در 46 ایالت گزارش شده است. گزارشهای بین المللی نیز حاکی از آن است که این مسئله از ایالات متحده فراتر می رود. تعداد شگفت انگیزی از دوزیستان تغییر شکل یافته در آسیا ، اروپا و استرالیا یافت شده اند. رایج ترین نوع تغییر شکل در سطح جهان پاهای اضافی و نداشتن پا بوده است.
این نابهنجاری ها را نمی توان بعنوان بخشی از زندگی معمولی دوزیستان بی اهمیت در نظر گرفت. تحقیقاتی در اوایل قرن نوزدهم صورت گرفته است که نشان می دهد تنها تعداد کمی از افراد هر جمعیت به طور طبیعی و به علت جهش ژنی دچار نقص عضو ،آسیب و یا مشکلات رشدی هستند. در جمعیت های سالم ، معمولا بیش از 5 درصد حیوانات دچار نقص عضو در دست و پا وانگشتان نیستند و حتی نقص عضو شدید مانند پاهای عقب اضافی به ندرت وجود دارد. علاوه بر این ، بررسی های جدید درباره گزارشهای تاریخی توسط یکی از ما (جانسون) و تحقیقات جدید در این زمینه نشان می دهد که تغییر شکل ها در دوران اخیر بیشتر رایج شده اند.
در طول هشت سال گذشته، دهها محقق علت این افزایش را در معرض اشعه ما وراء بنفش قرار گرفتن بیش از حد ، آلودگی شیمیایی آب و یا اپیدمی انگلی تشخیص داده اند. جای تعجب ندارد که هر بار گزارشی تازه منتشر شده است، رسانه ها با بیان دیدگاههای جدید مشتری هایی برای خود جمع کرده اند و در نتیجه تصویر غلطی از شرایط ارئه داده اند. مشخص شده است که تمامی این عوامل در سطوح مختلفی عمل می کنند، بدین معنا که هر کدام باعث تغییر شکل خاصی می شوند و همچنین ممکن است در مواردی هر سه عامل با هم تأثیر گذار باشند. علاوه بر این تمامی اینها به گونه ای از فعالیت های انسان ها همچون دستکاری در محیط زندگی جانداران نتیجه می شود.
احتمال زیادی وجود دارد که عوامل مؤثر بر دوزیستان از میان دیگر گونه ها نیز قربانی بگیرند.
تغییر شکل ها بی شک حیات دوزیستان را مختل می کند و به احتمال زیاد موجب کاهش شدید در جمعیت آنها می شود که این مسئله بعنوان یک نگرانی جهانی از سال 1989 مطرح شده است. این مسائل هر کدام به نوبه خود موجب نگرانی هستند و همچنین هشداری برای سیاره زمین محسوب می شوند. دوزیستان از گذشته ها بعنوان شاخص مهمی از سلامتی زمین مطرح بوده اند چرا که داشتن تخم های بدون محافظ و پوست نفوذ پذیر، آنها را بشدت در مقابل تغییرات محیطی حساس کرده است. احتمال زیادی وجود دارد که عواملی که امروز بر این جانوران بشدت تأثیر می گذارند به مرور زمان از میان دیگر گونه ها نیز قربانی بگیرند.
نخستین عامل مشکوک
یکی از عوامل احتمالی تغییر شکل ها یعنی تماس بیش از حد با اشعه ماوراء بنفش تقریباً همان زمانیکه اولین موارد تغییر شکل مشاهده شد، بعنوان عاملی مشکوک مورد توجه قرار گرفت. علت این بود که در آن زمان تقریبا نقش این عامل در کاهش جمعیت دوزیستان مشخص شده بود وتحقیقات آزمایشگاهی نیز آن را بعنوان عاملی که می تواند روند رشد دوزیستان را مختل کند نشان داده بودند. این اشعه می تواند موجب آسیب دیدن دستگاه ایمنی وجهش ژنی ومسائل دیگری شود. زمانیکه کلروفلوئورو کربن (chlorofluorocarbons) ودیگر ساخته ها ی شیمیایی انسان لایه محافظ ازون را در سطح استراتوسفر( (stratosphere نازک کردند این اشعه به مقدار بی سابقه ای به سطح زمین رسید. این مشکل اولین بار در دهه هفتاد میلادی مورد توجه قرار گرفت. بین سالهای 1994 و 1998 یکی ازما (بلاستین) و همکارانش نشان دادند که در معرض اشعه ما وراء بنفش قرار گرفتن می تواند جنین و لارو دوزیستان را از بین ببرد و موجب آسیب جدی چشم در قورباغه های بالغ و همچنین موجب انواع مختلف نواقص جسمی در قورباغه ها و سمندرها شود.
اینکه آیا در معرض اشعه ما وراء بنفش بودن می تواند رشد پا را مختل کند یا نه تا اواخردهه 1990 بصورت یک فرضیه باقی ماند. در آن دوران گری آنکلی ( (Gary Ankley و همکارانش در سازمان حفاظت محیط زیست مینسوتا، دقیق ترین تحقیق را در این مورد تا به امروز انجام دادند. هنگامی که محققان قورباغه های در حال رشد را دور از اشعه طبیعی ما وراء بنفش نگه داشتند، دست و پای قورباغه ها به شکل طبیعی رشد کرد، این در حالی بود که وقتی بچه قورباغه ها در معرض مقادیر زیادی از اشعه طبیعی ماوراء بنفش قرار گرفتند، به شکلی رشد کردند که پا و یا انگشت نداشتند. این تغییر شکلها به نمونه هایی که در قورباغه های محیط زیست طبیعی در نقاط مختلفی از کشور کشف شده بود شباهت داشت.
گروه تحقیقاتی سازمان حفاظت محیط زیست ( (Environmental Protection Agency خیلی سریع اعلام کرد که اشعه ماوارء بنفش تمامی نواقص رشد پا را که در طبیعت مشاهده شده است توجیه نمی کند. بارزترین آنها این است که نمی تواند موجب رشد پاهای اضافی شود، موردی که به دفعات از سال 1995 گزارش شده بود. بسیاری از تحقیقات آزمایشگاهی و میدانی ، که چندین موردآن توسط بلاستین (Blaustein) و همکارانش صورت گرفت، به نتایج مشابهی رسیده بودند. زیست شناسان دیگر هم اشاره کرده بودند که بسیاری از دوزیستان در محیط طبیعی می توانند از تماس دائم با اشعه مورد مطالعه در آزمایشات سازمان حفاظت محیط زیست دوری گزینند. هم دوزیستان جوان و هم بالغ غالباً در آبهای گل آلود زندگی می کنند قادر هستند خود را در معرض آفتاب قرار داده ویا خود را از آن دور نگه دارند ویا حتی می توانند به صورت شبرو زندگی کنند.
نقش آلودگی
در حالیکه برخی محققان مشغول بررسی ارتباط بین اشعه ماوارء بنفش و تغییر شکل ها بودند. عده ای دیگر از محققین به دنبال بررسی تأثیر آلودگی مانند ورود آفت کش ها به آب بودند. علت تأکید این عده بر آلودگی این بود که بسیاری از گزارشات اولیه نقص عضو دوزیستان، از مناطقی رسیده بود که مقدار زیادی حشره کش وکود هر ساله در آنجا استفاده می شدند. تا اواسط دهه 1990، تحقیقات آزمایشگاهی متعددی نشان داده بودند که آلوده کننده ها می توانند موجب مرگ دوزیستان شوند ولی مشخص نبود که همین طور هم بتوانند باعث ایجاد دست و پای اضافی یا ناقص شوند.
یکی از چالشهای اصلی سم شناسان toxicologists) ) جدا کردن ماده شیمیایی یا حتی گروهی از مواد شیمیایی خاص بعنوان یک گزینه محتمل است. صد ها تن از انواع مختلف آلاینده ها هر ساله در مناطقی که دوزیستان تغییر شکل یافته بودند استفاده می شود. با این حال یک ماده شیمیایی خیلی زود در رأس فهرست قرار گرفت: این ماده شیمیایی متوپرن (methoprene) بود. این ماده شیمیایی که اولین بار در سال 1975 مجوز استفاده تجاری گرفت، جایگزینی سالم تر از آفت کش ممنوع د.د.ت ((DDT قلمداد می شد.
نگرانی اصلی درباره متوپرن از اینجا ناشی می شد که این ماده شیمیایی ساختار مشابهی با ترکیباتی داشت که آنها را رتینوید می نامند. این مواد ، بخصوص رتینویک اسید(retinoic acid) نقش بسیار مهمی در رشد مهره داران ایفا می کند. مقدار بسیار کم و یا بیش از حد زیاد آن می تواند منجر به تغییر شکل در جنین شود. مسلماً بسیاری از موارد سقط جنین و نواقص مادرزادی در انسانها نتیجه این بوده است که زنان هنگام بارداری از دارو های جوش صورت که دارای رتینویک اسید و مشتقات آن می باشند، استفاده کرده اند.
برخی زیست شناسان به این شک کرده اند که شاید متوپرن تأثیر مشابهی بر روی قورباغه ها داشته باشد. در مجموعه ای از تحقیقات صورت گرفته در اواخر دهه 90، سازمان حفاظت محیط زیست مینسوتا نشان داد که مقدار زیاد رتینویک اسید می تواند باعث رشد ناقص پاهای عقب در قورباغه ها شود. ولی آزمایشات مشابه که با متوپرن صورت گرفت باعث هیچ نوع تغییر شکلی نشد. تحقیقات دیگر نیز در این زمینه نشان داد که آفت کش تنها علت نمی باشد. متوپرن به سرعت در محیط زیست تجزیه می شود و محققین مدرکی دال بر ادامه وجود آن در جائیکه تغییر شکل بسیار بود نیافتند. چنین چیزی برای 61 ماده شیمیایی کشاورزی دیگر و ترکیبات حاصل از تجزیه آنها در مکانهایی که جانوران دچار تغییر شکل را در خود جای داده اند در سرتاسر غرب ایالات متحده صادق می باشد. در حین حال، آفت کش ها بی تأثیر هم نیستند. صدها مورد از آنها هنوز آزمایش نشده اند . برخی شواهد نشان می دهد که برخی آفت کش ها می توانند موجب آسیب جسمانی شوند( البته نه شکل گیری دست و پاهای اضافی).
به نظر می رسد آلودگی های انگلی در سالهای اخیر به شدت افزایش یافته است و حتی شاید به حد اپیدمی رسیده باشد.
در حال حاضر ، تحقیقات آزمایشگاهی با تردید نشان می دهند که آلاینده های آب و اشعه ماوارء بنفش قابلیت ایجاد تغییر شکل را دارند. با این حال خطر بالقوه تری ظاهراً تأثیری گسترده تر در طبیعت دارد.
انگلهای پر زاد و ولد
اولین نشانه های این خطر ،که احتمالاً عامل نواقص پای عقب که بسیار هم گسترده است می باشد، مدتها قبل از آنکه یافته های نگران کننده در مینسوتا شهرت ملی پیدا کنند ظاهرشد. در اواسط دهه 80، استفان.ب.راث ((Stephen B. Ruth در دانشکده منتری پنیسولاMonterey
در سال 1986 راث از استنلی ک. سشنز(Stanley K. Sessions) ، که اکنون در دانشکده هارت ویک (
با وجود اینکه یافته های تحقیق بسیار هیجان انگیز بودند، این نتایج نمی توانستند این مسئله را ثابت کنند که ترماتودها عامل تغییر شکل در گونه های مورد مطالعه راث بودند، زیرا قورباغه های پنجه دار آفریقایی و اکسولت ها به داشتن نقص عضو در طبیعت مشهور نیستند.
تحقیقی که نقاط بین ترماتودها و نبود پا و یا پاهای اضافی در قورباغه ها را به هم ارتباط می داد بعد از سر وصدای سال 1995 صورت گرفت. در این سال، جانسون ( (Johnson به بررسی مطالب علمی نوشته شده در جستجوی علت پرداخت و با اکتشافات راث و سشنز برخورد کرد. سپس جانسون و همکارانش بین سالهای 1996و 1998 تحقیقات گسترده ای را درباره مرداب های کالیفورنیا آغاز کردند. آنها دریافتند که دربرکه محل زندگی قورباغه های با دست و پای ناقص ، مقدار زیادی از نوعی حلزون آبی به نام Planorbella tenuis هم زندگی می کنند. این نوع حلزون یکی از مجموعه میزبانهایی بود که ترماتودهای سشنز در اختیار خود می گرفتند. این ترماتود اکنون با نام Ribeiroia ondatrae شناخته می شود.
جانسون و گروهش که با این تفکر به درستی از رابطه مستقیم بین اپیدمی انگلی و تغییر شکل دوزیستان در طبیعت پرده برداشته اند، خیلی سریع شروع به جمع آوری قورباغه های تغییر شکل یافته از همان برکه ها و تشریح آنها کردند. در تمامی موارد آنها کیست هایی از انگل را کشف کردند که با حجم زیادی در زیر پوست درست در محل پایه پاهای عقب تشکیل شده بودند. سپس محققان برای آزمایش فرصیه خود که ترماتود ها باعث رشد دست و پای اضافی میشوند بچه قورباغه های درختی پاسفیک را در معرض انگلهای R.ondatrae در محیط آزمایشگاهی قرار دادند. همانطور که انتظار می رفت ، قورباغه های درختی آلوده شده همان نواقصی را داشتند که در همنوعانشان در طبیعت مشاهده شده بود. از جمله این که با دست و پاهای اضافی و بدون دست و پا بودند. آلودگی بیشتر مستقیماً به نقص عضو بیشتر منجر می شد. این در حالی بود که قورباغه های آلوده نشده به شکل طبیعی رشد می کردند.
این مطالعه موفقیتی اساسی در حل معمای دوزیستان تغییر شکل یافته شد. تحقیقات بعدی، از جمله تحقیقی که ما در سال 2001 بر روی وزغ ها در غرب کشور انجام دادیم، نشان دهنده این بود که Ribeiroia نقش مهمی در تغییر شکل دوزیستان دیگر به غیر از قورباغه های درختی پاسفیک دارد. تحقیقی دیگر که در تابستان گذشته توسط جوزف م.کیسکر ((Joseph M. Kiesecker از دانشکاه ایالتی پنسیلوانیا و همچنین گروهی متشکل از سشنز ، جفری استاپر (Geffrey Stopper) از دانشگاه یل و همکارانش صورت گرفتند نشان دادند که Ribeiroia می تواند موجب تغییر شکل در دست وپا در قورباغه ها ی جنگلی و پلنگی نیز شود.
شواهد دیگر حاکی از آن است که Ribeiroia تقریباً در تمامی مکانها یی که دوزیستان تغییر شکل یافته پیدا شده اند حضور دارد، در حالیکه آلاینده های شیمیایی به مراتب خیلی کمتر یافت شده اند. نکته مهمتر اینکه به نظر می رسد آلودگی های انگلی در سالهای اخیر افزایش چشمگیری داشته است و حتی احتمالاً در حال رسیدن به سطح اپیدمی است. بررسی کاملی که ما در اوایل سال 2001 در بین مطالب نوشته شده انجام دادیم نشان داد که تنها هفت مورد ثبت شده دباره جمعیت دوزیستان دارای تغییر شکل شدید و آلودگی به Ribeiroia قبل از 1990 وجود داشته است.
از طرفی دیگر ، تحقیقی میدانی که در سال گذشته چاپ کردیم 25 زیستگاه از این نوع را تنها در غرب ایالت متحده نشان داد. در این زیستگاه ها 6 گونه دچار تغییر شکل شده بودند و درصد افراد آسیب دیده در هر جمعیت بین 5 تا 90 درصد بود. در طول دو سال گذشته، محققان دیگر تغییر شکل هایی را که در اثرRibeiroia حاصل شده اند در ایالت های ویسکانسین، ایلینوی، پنسیلوانیا، نیویورک ومینسوتا، از جمله در همان برکه ای که آن هشت دانش آموز آن همه سر و صدا به پا کردند، مشاهده نموده اند. هر چند تحقیقات سطح بالا باعث افزایش این گزارشها شده است ، در عین حال مقدار زیادی از قورباغه های تغییر شکل یافته توسط مردم وغالباً کودکان که بدنبال قورباغه ها بوده اند و غالباً به دلایلی کاملاً بی ارتباط با مطالعه نابهنجاری ها یافت شده اند.
مجموعه ای از عوامل
دانشمندان اکنون می دانند که چرخه زندگی Ribeiroia چگونه به او کمک می کند تا تغییر شکلها را در نسلی پس از نسل دیگر در قورباغه هایی که آنقدر کم شانس هستند که زیستگاهی مشترک با حلزون های آلوده دارند ادامه دهد. پس از اینکه انگل میزبان حلزونی خود را ترک می کند و وارد بدن بچه قورباغه می شود، در محل پای عقب بچه قورباغه جای می گیرد. بچه قورباغه های آلوده پای اضافی در می آورند و یا نمی توانند هر دو پا را دربیاورند. در هر دو مورد، دوزیست جوان از حرکت درست ناتوان شده و در نتیجه شکاری آسان برای میزبان نهایی انگل که غالباً یک حواصیل و یا اکرت است می شود.
انگل در داخل بدن پرنده بالغ شده و از نظر تولید مثلی فعال می شود. از طریق مدفوع پرندگان ، تخم های ترماتود به آب وارد می شدند. وقتی که لارو ها از تخم خارج می شوند، حلزونی پیدا کرده وچرخه را از سر می گیرند.
چنانچه گسترش اپیدمیک Ribeiroia عامل اصلی و یا بیشترین عامل افزایش تغییر شکل مشاهده شده در قورباغه ها در سالهای اخیر باشد، چه چیزی باعث خود این اپیدمی شده است. شرایط کنونی محیط زیست حاکی از آن است که عامل آن دستکاری انسان در زیستگاههاست. در انسان نیز همچون جمعیت های حیات وحش بیماری های عفونی زمانی ظهور می کنند ویا گسترش می یابند که ویژگی های اقلیمی به شکلی تغییر یابند که رشد و گسترش ارگانیسم های موجب بیماری را تقویت کنند. بعنوان مثال دست بردن در جنگلهای شمال شرق ایالات متحده موجب بیماری Lyme شد. این مسئله به این علت بود که این کار باعث افزایش جمعیت گوزن های دم سفید که ناقل کک هایی بودند که خود میزبان با کتری Lyme هستند. در آن سوی دیگر اقیانوس اطلس، سد سازی بر روی رودخانه های آفریقا موجب گسترش کرم کبد انسانی که برای زندگی به حلزون ها به عنوان میزبان وابسته است و موجب بیماری Schistosmiasi می شود شده است. در طول دهه های گذشته ، تغییر محیط زندگی همچنین موجب گسترش بیماری هایی چون Ebola, Hantavirus ، ویروس نیل غربی ، تب Dengue و ایدز شده است. ما اخیراً رابطه ای مستقیم بین تغییر در زیستگاه انسان و مکان هایی که انگل Ribeiroia زیاد است را نشان داده ایم. مشخصاً ، تحقیقی که ما دباره غرب ایالات متحده در سال 2002 گزارش کردیم نشان داد که 44 مورد از 59 مورد زمین مردابی که دوزیستان در آنها به Ribeiroia آلوده شده بودند مناطق ذخیره آب ، برکه های مزرعه ها و دیگر آبگیرها ی مصنوعی بودند. نفوذ کودها و رفت و آمد دامها در نزدیکی این زیستگاه ها موجب افزایش قابل توجه جلبک می شود که خود به معنی غذای بیشتر برای حلزون هایی است که میزبان انگل Ribeiroia هستند. جمعیت بیشتر حلزون های آلوده به Ribeiroia مستقیماً موجب افزایش قورباغه های تغییر شکل یافته می شود. پرندگان آبچر، یعنی دیگر میزبان انگلها نیز معمولاً به تعداد زیاد دراین جایگاه های ساخته دست بشر یافت می شوند.
هر چند که آلودگی انگلی بوسیله ترماتودها محتمل ترین توضیح برای بیشتر موارد تغییر شکل در دوزیستان می باشد، ولی مسلماً تنها عامل نیست و می تواند بوسیله عوامل دیگر تحریک شود. در مواردی هم، آلاینده های آب و یا اشعه ماوارء بنفش می توانند به تنهایی به عنوان عامل مشکلاتی خاص چون بدن های تغییر شکل یافته و یا نابهنجاریهای پوستی و چشمی عمل کنند. در مواردی دیگر ، آلاینده ها ویا اشعه می توانند شرایط را برای آلودگی با ضعیف کردن دستگاه ایمنی دوزیست و در نتیجه آسیب پذیر تر کردن آن در مقابل حمله انگلی فراهم کنند. و باز هم در داستانی دیگر افزایش شکارچیان دوزیستان چون ماهی، زالو ویا لاک پشت ممکن است باعث ایجاد تغییر شکل از طریق کنده شدن دست و پای بچه قورباغه ها توسط شکار چی شود.
آنچه که مشخص است این است که دوزیستان در معرض مجموعه ای از عواملی هستند که ابتدا بر تک تک جانوران وسپس احتمالاً بر تمام جمعیت تأثیر می گذارد. چالش فرا روی دانشمندان جدا کردن این عوامل برای درک تعامل بین آنهاست. انسانها و دیگر حیوانات ممکن است تحت تأثیر همان عوامل محیطی قرار بگیرند که موجب آسیب دوزیستان شده اند. ما باید این هشدارها را جدی بگیریم.
Scientific American Magazine, February, 2003 منبع:
با اینکه مطلب قدیمی بود ولی جالب وقابل تامل است