هل التطور البايلوجي تدريجي وبطيء؟!

دراسة في جامعة نوتنغهام البريطانية، تثبت أن الكائنات التي تمتلك بلازما جرثومية بإمكانها أن تتطور بصورة متفجرة..
———————————–
ترجمة: المجتبى الوائلي
مراجعة: حيدر مازن
بوستر من تصميم: حسين ادم
————————–
تحدى العلماء الإعتقاد القديم حول الطريقة التي تطورت بها أنواع معينة من الفقريات. لقد وجدوا أن الجينات تتطور بسرعة أكبر في الأنواع التي تحتوي على البلازما الجرثومية. وقد جاءت النتائج بعد قيامهم بأختبار للنظرية الجديدة حول أنَّ الأحداث الإنمائية المبكرة تغير بشكل كبير من خطة تكوين جسد الحيوان الفقري وطريق عائدات التطور.

النظرية الأصلية أقترحت من قبل الدكتور جونسون قبل أكثر من 10 سنوات، وحسب وجهة نظره أن الخط الجرثومي (المادة الوراثية للخلايا الجرثومية التي تنشئ المنى والبيوض) والسوما (الخلايا التي تشكل جسم الكائن الحي) تؤثر أيضاً على تنوع الأنواع. وكان يجادل بأن حالما تطور الكائنات مادة تدعى البلازما الجرثومية، تصبح الخلايا الجرثومية مستقلة عن باقي الخلايا، لتتحرر القيود الموضوعة على التنمية الجسدية وذلك يعزز قدرة الأنواع على التطور. ونتيجة لذلك، كما يقول، الفقريات مثل الضفادع والطيور وذباب الفاكهة، والتي تبدو خلافاً عن أسلافها، قد تطورت بسرعة أكبر من التي تطور بها أسلافها.

علم الأجنّة .. نظرة جديدة:

في وقت مبكر من التنمية الحيوانية مجموعة فرعية من الخلايا في الجنين تصبح ملزمة بإنتاج خلايا جرثومية بدائية. الخلايا الجرثومية البدائية تتطور لتصبح منى وبيوض، وما تبقى من خلايا يتطور ليكون سوما، وهو المصطلح الذي يصف كل الأنسجة التي تكون جسم الفرد. الخط الجرثومي هو النَسَب الخلوي الخالد، الذي ينتقل من جيل الى جيل، وتشحن فقط من خلال أنتاج جنين جديد بالإخصاب. السوما، من ناحية أخرى، تموت في كل جيل. بالمعنى البايولوجي الأكثر كلاسيكية وظيفتها هي لترجمة تأثيرات الأنتقاء الطبيعي من أجل تحديد اللياقة البدنية الجينية، مما يؤدي الى ما يسمى بـ”البقاء للأصلح”.

هنالك طريقتان معروفتان لصناعة الخلايا الجرثومية البدائية، هنالك التكون المسبق – المواد التي تحتويها البيضة والتي تدعى بالبلازما الجرثومية يتم توريثها مباشرة من قبل عدد قليل من الخلايا في الجنين، والبلازما الجرثومية تأمر تلك الخلايا لتصبح خلايا جرثومية بدائية. الطريقة الثانية هي أن الخلايا البدائية الجرثومية بإمكانها أن تتطور دون الحاجة الى البلازما الجرثومية. في هذه الحالة يمكن للخلايا الجرثومية البدائية أن تتشكل بواسطة أشارات تفرز من قبل خلايا أخرى، التي هي جزء من السوما، وهذا يسمى بـ”التخليق المتوالي”.

يقول الدكتور جونسون: “علماء الأحياء كانوا قد أعتادوا على التفكير حول كيف للصفات الجسدية للبالغين أن تؤثر على الأنتقاء الطبيعي والتطور لأنواع جديدة. ما هو أقل وضوحاً هو دور الآليات الجنينية في التطور، وكيف بأمكانها أن تسهم بتنوع الأنواع”.

أختبر برنامج كومبيوتر جديد فرضيتهم في هذا المنشور الأخير حيث وضع دكتور لووز هذه النظرية تحت الأختبار. حيث قال: “للتحقق من تأثير البلازما الجرثومية على تسلسل التغيرات كان علينا النظر الى أكبر عدد ممكن من المتواليات – تم تحليل حوالي 12 مليون من المتواليات ومعالجتها لـ165 نوع مختلف من الثديات والزواحف والبرمائيات والأسماك.”

قام الدكتور لووز بكتابة برنامج الكومبيوتر ذاك لتحليل ومعالجة المتواليات لإختبار تلك الفرضية بمساعدة طالب الدراسات العليا تيري إيفانز. لقد قاموا بمقارنة تسلسل الدنا للحيوانات التي تمتلك البلازما الجرثومية مع أنواع ذات صلة تستخدم التخلق المتوالي كبديل. لذلك، وعلى سبيل المثال، قاموا بمقارنة الدنا للسلمندر (التخلق المتوالي) مع الضفادع (البلازما الجرثومية) وكلاهما من البرمائيات. بشكل غير متوقع، وجدوا بأن الأنواع التي تمتلك البلازما الجرثومية لها معدل تغير للمتواليات أسرع من تلك التي لا تمتلك البلازما الجرثومية. بالتالي، الضفادع تتطور بمعدل أسرع مما للسلمندر. مقارنات مشابهة للأسماك والزواحف حددت النمط نفسه، مما يشير الى أنه أحد السمات العامّة للتطور الحيواني. هذه النتائج تدعم النظرية القائلة بأن توفر ميزة أنتقائية لأنها تتيح للأنواع التطور بسرعة أكبر. بالإضافة لذلك، إنها تدعم الرأي القائل بأن العلاقة بين التنمية للخط الجرثومي وتنوع أشكال السوما للأنواع في مملكة الحيوان.

يقول الدكتور جونسون: “ما عملنا عليه لم يكن متوقعاً. هذه الورقة البحثية تظهر أن الحيوانات بإمكانها أن تتطور بسرعة أكبر مع البلازما الجرثومية. عادة ما يعتقد بأن التطور عملية تدريجية، لكن هذا العمل يقترح أن تطور البلازما الجرثومية بإمكانه أن يؤدي الى تفجر مشع من الأنواع. الأهم من ذلك، بسبب معدل تسارع التطور، التشابه الجيني بين الأنواع بإمكانه أن يكون مختلفاً عن ذلك المتوقع من علاقاتهم الفليوجينية. وهذا له آثار واسعة النطاق في مختلف التخصصات البايولوجية.”

ثمن السرعة أن تراوح مكانك!

أحد الأشياء التي كانت مثيرة للفضول هو عندما أدركنا في وقت مبكر أن الأجنة من الحيوانات التي لها بلازما جرثومية كانت مختلفة عن الأجنة التي تستخدم التخلق المتوالي. في الحقيقة، أشكال أجسام البالغين من تلك الحيوانات لم تكن مشابه لتلك التي لـ”الفقريات النموذجية”. كان ذلك هو السبب الذي دفعنا لوضع قنفذ البحر كنموذج تجريبي. قنافذ البحر تعتبر “فقريات نموذجية”، وهي لا تمتلك بلازما جرثومية. لقد وجدنا أن الآليات التي تتحكم في تطور قنافذ البحر يتم حفظها في أجنة الثديات. مع ذلك، لا يتم العثور عليها في النماذج “التقليدية” لتنمية الفقريات، لجميع تلك التي لها بلازما جرثومية. لذا عندما تتطور البلازما الجرثومية فإنها تقود الى نهايات تطورية مسدودة. بلغة أخرى، في حين أن البرمائيات مثل السلمندر تطورت الى زواحف، ومن ثم ثديات، فإن الضفادع لا يمكنها أن تتطور الى لضفادع أخرى. الكثير من الضفادع المختلفة، لكنها ما تزال مجرد ضفادع. لذلك السبب فقط نحن نعتقد أن أجنة قنفذ البحر بالإمكان أن يكون لها مستقبل واعد جداً كنموذج للتنمية البشرية.

المصدر:http://www.sciencedaily.com/releases/2014/04/140414091917.htm