كيف تحصل البيوض على اشكالها

ترجمة : نورالهدى عباس التميمي
تصميم الصورة : ابراهيم الساكني

يُعد تطور السائل الامنيوسي في البيضة __ مع الغشاء والصدفة __ هو مفتاح الفقريات لمغادرة المحيطات واستعمار اليابسة والجو. اﻵن، وبعد 360 مليون سنة، تأتي بيوض الطيور بجميع الأشكال والاحجام، متباينة تقريبًا من الشكل البيضوي لبيوض بوم الهاوك البني الى شكل الدمعة لبيوض طائر الطيطوي. السؤال هو، كيف او لما هذا التنوع في تطور شكل البيضة ؟
ربما يشرح الجواب على هذا السؤال كيف تتطور الطيور وكيف تحل السر القديم في التاريخ الطبيعي.
اتخذَ فريق علماء دولي بقيادة باحثين من جامعتيّ هارفورد وبرينستون وزملائهم من الولايات المتحدة، وإسرائيل، وسنغافورة النهج الكمي لهذا السؤال. شخّصوا بأستخدام ادوات وافكار رياضية وفيزيائية وبايولوجية اشكال البيوض من 1,400 نوع من الطيور ووسعوا نموذج يشرح كيف لغشاء البيوض ان يحدد شكلها. وبأستخدام الهيكل التطوري، وجد الباحثون ان شكل البيضة يرتبط بالقدرة على الطيران ويقترحون ان التأقلم للطيران ربما يكون هو الانتقال الحرج لشكل البيضة في مختلف الطيور.
نُشر البحث في مجلة العلم (Science).
قال لاكشميناريارين ماهاديفان وهو احد الكتاب الكبار وبروفيسور الرياضيات التطبيقية في كلية جون باولسون للهندسة والعلوم التطبيقية (SEAS) وبروفيسور البايولوجيا الاحيائية والتطورية في جامعة هارفورد :
“اتخذت دراستنا منهجًا موحدًا لفهم شكل البيضة من خلال طرح ثلاث اسئلة: كيف نقيس شكل البيضة ونوفر اساس لمقارنة الأشكال عِبر الأنواع، وما هي الآليات الحيوية الفيزيائية التي تحدد شكل البيضة، وما هي آثار شكل البيضة في الإطار التطوري والبيئي،” وقال ايضًا : “عرضنا تغيّر شكل البيضة بسلاسة عِبر الأنواع، وهذا تم تحديده من خلال خصائص الغشاء بدلًا من الصدفة، واخيرًا هناك علاقة ارتباط قوية لدى الطيور التي تمتلك بيوض بيضوية الشكل وغير متماثلة مع قدرة قوية على الطيران، والاخيرة هي حقًا مفاجأة.”
ماهاديفان هو ايضًا عضو رئيسي في معهد ويز للهندسة المستوحاة من البايولوجيا في جامعة هارفورد.
بدأ الباحثون بتخطيط شكل __ الذي تم تحديده من خلال اقطاب البيوض واعتمادًا على التماثل والاهليلجية __ 50,000 بيضة، تتمثل بـ 14 % من الانواع في 35 رتبة، وتتضمن رتبتين منقرضتين.
وجد الباحثون ان شكل البيضة متسلسل _ في العديد من الانواع المتقاربة. ويتباين شكل البيضة من الشكل البيضوي الى الشكل المخروطي.
اذًا، كيف يتكون هذا الطيف من التغيرات في الاشكال؟
يمتلك الباحثين معرفة طويل عن اغشية البيضة وما تلعبه من دور مهم في شكل البيضة __ بعد كل هذا، اذا كان صدفة البيضة تذوب في حامض متعادل، مثل الخل، فالبيضة فعليًا تحافظ على شكلها. لكن كيف لخصائص الغشاء ان تسهم في هذا الشكل؟
يقول ماهاديفان فكر في بالون. فأذا كان كان البالون سميك وموحد ويتكون من مادة واحدة، سيصبح بيضوي الشكل عندما ينتفخ. لكن اذا كان غير موحد، فنحصل على جميع أنماط الأشكال.
وقال ايضًا : ” يعرض الاسترشاد بالملاحظات الاختلاف في سمك الغشاء من القطب الى القطب، ونحن شكلنا نموذج حسابي يعتبر ان البيضة هي صدفة مرنة مضغوطة تنمو ويعرض هذا النموذج اننا يمكن ان نحصل على جميع اشكال البيوض التي تم ملاحظتها في الطبيعة.”
تأتي الاختلافات في الشكل من الاختلاف في سمك الغشاء وخصائص المادة ونسبة الضغط المختلف على توسع الغشاء.
السؤال التالي هو، كيف تربط هذه الاشكال علاقة بوظائف الطير؟
نظر الباحثون الى العلاقة بين شكل الطير والسمات المرتبطة بأنواع الطيور، وتشمل نوع العش والموقع، وعدد البيوض الموضوعة في كل مرة، والغذاء والقابلية على الطيران.
وقالت ماري كازويل ستودرد وهي استاذ مساعد في كلية البايولوجيا الاحيائية والتطورية في جامعة برينستون وعضو سابق في جامعة هارفورد : ” للمحافظة على اجسام انيقة وبسيطة للطيران، تضع الطيور بيوضًا تكون بأشكال غير متماثلة او اهليجية. مع هذه الاشكال، يمكن للطيور ان تزيد حجم البيضة من دون زيادة عرضها __ هذه الميزة بسبب ضيق قناة البيض.”
طائري القطرس والطنان هما طائرين متنوعين جدًا ويمتلكان اشكال بيوض متشابهة بسبب ان كليهما يمتلكان قدرة طيران عالية.
قال المؤلف المشارك الدكتور جوزيف توبياس من الكلية الإمبريالية في الولايات المتحدة: ” الواضح من دراستنا ان اختلاف حجم وشكل بيوض الطيور ببساطة ليس عشوائيًا لكنه بالمقابل يرتبط بأختلاف البيئة، وتتضمن كمية الكالسيوم في الغذاء، وخصوصًا على مدى الأنواع المصممة لرحلة طيران قوية.”
بعد ذلك، يتمنى الباحثون رؤية عملية وضع البيضة في الوقت الحالي، لمقارنتها وصقل نموذجهم.
رابط المقال :-

How eggs got their shapes: Adaptations for flight may have driven egg-shape variety in birds
The evolution of the amniotic egg — complete with membrane and shell — was key to vertebrates leaving the oceans and colonizing the land and air but…