جمعیت کوچکی از دلفینها در خلیج شارک استرالیا، رفتاری بسیار خاص از خود نشان میدهند: آنها از اسفنجهای دریایی برای پوشاندن پوزهی خود استفاده میکنند تا ماهیهای پنهان شده در زیر لایهای از شن را پیدا کنند.
این اسفنج نه تنها دهان دلفینها را از آسیبهای احتمالی محافظت میکند، بلکه به آنها اجازه میدهد تا منطقهی وسیعتری را نسبت به حالت عادی جستجو کنند و حتی در آبهای عمیقتر نیز به تغذیه بپردازند.
این تکنیک هوشمندانه که به «اسفنجزنی» معروف است، برای سالها شناخته شده و تنها یکی از نمونههای استفادهی ابزاری دلفینها محسوب میشود.
در حالی که «اسفنجزنی» مهارتی است که از مادر به فرزند منتقل میشود، دلفینهای خلیج شارک از روشهای دیگری نیز برای یادگیری استفاده میکنند. برای مثال، آنها از صدف برای گرفتن و قورت دادن ماهی استفاده میکنند، مهارتی که در سال ۲۰۲۰ کشف شد و دلفینها آن را از دوستان خود میآموزند.
اما پژوهشهای جدید نشان میدهد که دلفینهای اسفنجخوار خلیج شارک، تنها در رفتار خود منحصر به فرد نیستند.
این دلفینها که رفتار آموختهشدهی «اسفنجزنی» را تمرین میکنند، تفاوتهای ظریفی در اپیژنوم خود نیز دارند. اپیژنوم مجموعهای از تغییرات شیمیایی برگشتپذیر است که نحوهی استفاده از ژنها را بدون تغییر توالی DNA، تحت تأثیر قرار میدهد.
به عبارت دیگر، این نوع رفتار فرهنگی میتواند یک اثر بیولوژیکی از خود به جای بگذارد.
تیم تحقیقاتی به رهبری مایکل کروتزن، زیستشناس تکاملی، در مقالهی جدید خود در مقاله جدید خود توضیح میدهد که تعامل بالقوهی بین فرهنگ و اپیژنتیک، خارج از حوزهی مطالعات انسانی، کمتر مورد بررسی قرار گرفته است.
آنها معتقدند که درک این تعاملات نه تنها بینشهای نوینی را برای اکولوژیستهای رفتاری فراهم میکند، بلکه ممکن است به روشن شدن تکامل انسان نیز کمک کرده و شکاف بین اعمال فرهنگی و پایههای بیولوژیکی آنها را پر کند.
تنها بخشی از دلفینهای بینیبطری هند-آرام دلفین بینیبطری در خلیج شارک، عمدتاً مادهها، به «اسفنجزنی» میپردازند. این کار انرژی زیادی میطلبد، اما مزایای خاص خود را نیز دارد.
دلفینهای اسفنجخوار زمان بیشتری را صرف تغذیه میکنند، کمتر استراحت میکنند و اغلب به تنهایی شکار میکنند. اما آنها همچنین طعمههای متفاوتی میخورند، شبکههای اجتماعی متمایزی دارند و این ابتکار عمل آنها ممکن است در مواجهه با موجهای گرمای دریایی، زمانی که منابع غذایی معمول کمیاب هستند، به بقای آنها کمک کند.
با وجود زندگی در آبهای مشترک و اغلب خویشاوندی نزدیک، برخی دلفینها این تکنیک را میآموزند در حالی که برخی دیگر هرگز آن را فرا نمیگیرند.
این موضوع، جمعیت دلفینها را به یک آزمایش طبیعی ایدهآل برای بررسی این موضوع تبدیل کرده است که آیا یک رفتار فرهنگی منتقلشده میتواند با تفاوتهای اپیژنتیکی همراه باشد یا خیر.
برای بررسی این موضوع، محققان نمونههای پوست ۹۶ دلفین را که در طول بیش از دو دهه جمعآوری شده بود، تجزیه و تحلیل کردند. ۲۳ دلفین تأیید شدهی اسفنجخوار و ۷۳ دلفین همسایه که اسفنجخوار نبودند، مورد مطالعه قرار گرفتند.
تیم تحقیق تقریباً ۳۰,۰۰۰ نقطه در ژنوم دلفینها را که در آنها «متیلاسیون DNA» – یک اصلاح اپیژنتیکی رایج – میتواند رخ دهد، بررسی کردند.
متیلاسیون DNA مانند یک کنترل کمنور کننده عمل میکند، نه یک کلید روشن/خاموش. با اتصال برچسبهای شیمیایی کوچک به نام گروههای متیل به DNA، سلولها میتوانند فعالیت ژنی را بدون تغییر کد ژنتیکی، افزایش یا کاهش دهند.
این الگوها در پاسخ به سن، رژیم غذایی، استرس و شرایط محیطی تغییر میکنند، که آنها را به نامزدهای احتمالی برای بازتاب تفاوتهای سبک زندگی تبدیل میکند.
محققان یک مدل یادگیری ماشین را آموزش دادند تا ببیند آیا الگوهای متیلاسیون به تنهایی میتوانند اسفنجخواران را از غیر اسفنجخواران تشخیص دهند. این مدل تا حدی موفق بود، اما نه کاملاً.
پس از تصحیح برای دهها هزار مقایسهی آماری، هیچ نقطهی متیلاسیون منفردی برجسته نشد.
در عوض، سیگنال پیشبینیکننده به نظر میرسید که در تفاوتهای کوچک متعددی پراکنده شده است. مدل نهایی به جای یک نشانگر ژنتیکی برجسته، بر الگوهای متیلاسیون در ۲۱ نقطه DNA تکیه داشت.
این یافته با آنچه زیستشناسان به طور فزایندهای در رفتارهای پیچیده مشاهده میکنند، مطابقت دارد: این رفتارها به ندرت توسط یک ژن یا مسیر مولکولی واحد کنترل میشوند.
اما این موضوع یک سوال اساسی را مطرح میکند: کدام یک اول اتفاق افتاده است؟
رفتارهای فرهنگی مانند «اسفنجزنی» نه تنها اعمال حیوانات را تغییر میدهند، بلکه میتوانند رژیم غذایی، زندگی اجتماعی، مصرف انرژی و قرار گرفتن در معرض چالشهای محیطی آنها را نیز دگرگون کنند، همانطور که در مورد این دلفینها اتفاق افتاده است.
این عوامل، از لحاظ تئوری، میتوانند الگوهای متیلاسیون را در طول عمر یک فرد تغییر دهند. اما تحقیقات در کرمهای گرد نشان میدهد که تغییرات اپیژنتیکی نیز میتوانند به ارث برسند و از نسلی به نسل دیگر منتقل شوند.
بنابراین، محققان نمیدانند که آیا یادگیری «اسفنجزنی» باعث تغییر متیلاسیون میشود، آیا تفاوتهای متیلاسیون از قبل موجود، به نحوی دلفینها را بیشتر مستعد پذیرش این رفتار میکند، یا اینکه هر دو تحت تأثیر عوامل دیگری مرتبط با سبک زندگی «اسفنجزنی» قرار دارند.
یکی دیگر از محدودیتهای این تحقیق، جنبهی اخلاقی آن است؛ تیم تحقیق پوست دلفینها را که تنها بافتی است که میتوان به طور ایمن از دلفینهای وحشی جمعآوری کرد، تجزیه و تحلیل کرده است. اما این ممکن است تغییرات رخ داده در مغز یا سایر اندامهای درگیر در رفتار را به طور کامل منعکس نکند.
با این حال، این مطالعه نمونهی دیگری از چگونگی درک بهتر زیستشناسی فرهنگ توسط محققان است.
یافتههای این تحقیق در The Royal Society Publishing’s Philosophical Transactions B منتشر شده است.
