الوصول إلى أصل تطور طبقة المينا

ترجمة: نور العبيدي
بوستر: علي صلاح
——————–
جنباً إلى جنب مع شركائنا من الكائنات ذات الأدمغة الكبيرة والقامة المنتصبة , سماكة طبقة مينا الأسنان هي واحدة من الصفات التي يتميز بها جنسنا , الهومو ,(Homo ), و أقاربنا من الرئيسيات والأسلاف ,كشفت دراسة جديدة نُشِرت في 5 مايو في مجلة تطور الإنسان (Human Evolution) قدمت هذه الدراسة نظرة ثاقبة عن كيفية تطور شكل أسناننا ,جين واحد في كل مرحلة زمنية .

من خلال مقارنة الجينوم البشري مع خمسة أنواع من الرئيسيات , قام فريق من علماء الوراثة وعلماء الأنثروبولوجيا التطورية في جامعة ديوك بتحديد مقطعين من الحمض النووي التي أدى الانتخاب الطبيعي فيهما إلى اكتساب الإنسان المعاصر المينا السميكة.

يقول المشرفون على هذه الدراسة بأن الأسنان كانت مصدر لا يقدر بثمن للعلماء الذين يدرسون التطور.
وأضافوا أيضاً “السجل الأحفوري هو دائما الأكثر اكتمالا بالنسبة للأسنان ” وقالت كريستين ستريت ,أستاذة باحثة في الأنثروبولوجيا التطورية في جامعة ديوك و أحد المشاركين في فريق العمل ,” كان سمك طبقة المينا لفترة طويلة سمة رئيسية تستخدم لتشخيص أنواع الهومينين الأحفوري و إعادة بناء وجباتهم الغذائية وتاريخ حياتها “.

وقد تم ربط الاختلافات الواضحة في سماكة طبقة المينا في الرئيسات بنظامها الغذائي . وتم إدراج ستة أنواع منها في هذه الدراسة , الغوريلا اكلة الأوراق والفواكه تمتلك مينا ذات سماكة قليلة جداً , انسان الغاب النهمة, والغيبونز و المكاك الذي هو قرد اسيوي ,لهم مينا متوسطة السماكة , البشر يمتلكون مينا الأكثر سماكة والتي تكون مناسبة لسحق الأطعمة الصعبة.

يقول وول ” الأسنان أيضا تم الحفاظ على تطورها ” وأشار كذلك إلى الطريقة التي يتم فيها تشكل المينا في طبقات تماما مثل حلقات الأشجار متحدة المركز .” لذلك من حيث فهم الحفريات , وعن طريق الأسنان يمكن أن أقول لكم كم كان عمره عندما توفي , أو كم من الوقت استغرقت الأسنان لتتطور وأيضا يمكننا المقارنة بين العيش والأنواع المنقرضة ” وأضاف وول ” كل هذا يجعل من مينا الأسنان واحد من الصفات القليلة جداً التي وجدت في السجل الأحفوري والقابلة للتحليل الجيني “تم تعيين فريق من أجل تحديد بعض المتغيرات الجينية التي ساهمت في حصول البشر على المينا الأكثر سمكاً .هذا العمل هو جزء من دراسة وتحقيق واسع النطاق لمعرفة الصلات بين الجينات والخصائص الفيزيائية والنظام الغذائي المتبع خلال التطور البشري .

وقال الأستاذ غريغ راي ,أستاذ البيولوجيا في جامعة ديوك .” لقد قررنا أن ننظر فقط في الجينات التي لها دور معروف في تنمية الأسنان ” وقد أختار الفريق أربع جينات كل واحد منها يشفر بروتين يشارك في عملية تشكيل الأسنان وهي ( enamelysin , amelogenin ,ameloblastin and enamelin), مما يجعل الجينات المرشحة جيدة دليل على حسن الاختيار , ولكن ليس بالضرورة أن تكون هي الجينات الوحيدة المشاركة في تطور الأسنان , هذا ما أكده الأستاذ راي.

قدمت البيانات المتاحة للجميع تسلسل الجينات الأربع لستة أنواع من الكائنات عدا في حالة الغوريلا وانسان الغاب فقد انعزل الفريق المتخصص بدراسة ال DNA الخاص بهما .
قام فريق الباحثين بعد ذلك بتطبيق تلك التسلسلات في أحد البرامج والتي بينت نتائجها بأن اساس الأزواج قد تغير بين الأنواع وتلك التغيرات تراكمت بمعدل متسارع ,” وذلك ما يجعلنا نعرف بأن الجين الذي تم اختياره هو الاختيار الصحيح “. هذا ما قاله جولي هورفاث مدير مختبر الخاص بعلم الجينوم وعلم الأحياء المجهرية في مركز الأبحاث الطبيعية في رالي NC وأستاذ باحث في علم الأحياء في جامعة ولاية كارولينا الشمالية .

أستخدم الباحثون مفهوم الانجراف الوراثي للوصول إلى هذا الاستنتاج وقال هورفاث , الانجراف هو ظاهرة تغيرتسلسل الحمض النووي والتي تتراكم بمعدل متوقع , عند إضافة التغييرات بشكل أسرع مما كان متوقعاً فأن ذلك يشير للعلماء ان الجينات المتضررة هي تحت اختيار صحيح , فهي تعطي لنوعا من العضويات ميزة معينة .

وقد أظهرت أبحاث سابقة إيجابية اختيار واحد من الجينات والذي يدعى (MMP20) , المعروف حالياً باسم enamelysin واكد التحليل بأن MMP20 أظهر الدليل المتميز على فعالية الانتقاء الطبيعي في التأثير على تشكيل مينا اسنان سميكة في البشر , كما انهم وجدوا جين آخر يدعى (ENAM) أو enamelin والذي هو تحت الاختيار الصحيح
ضغط الاختيار لن يؤثر ENAM و MMP20 في منطقة تشفير البروتين فحتى التغييرات الطفيفة يمكنها تؤثر بشكل كبير أو تدمر وظائف الجينات . بدلا من ذلك اظهرت ENAM و MMP20 التغييرات الايجابية في اختيار المناطق التنظيمية , وتسلسل البداية والنهاية في الحمض النووي الذي يتحكم في كيفية كتابة الجين

“تقدم هذه الدراسة الصلات المهمة بين التشكل والعمليات التنموية وآليات تنظيم الوراثة الكامنة ” هذا ما قاله تيموثي برومآيج أستاذ الحيوية والتقليد الأحيائي في جامعة نيويورك والذي لم يشارك في الدراسة , أضاف قائلا .” سابقا كانت نتائج الدراسات تنجر بعيدا عن طبقات كثيرة من التنظيم وتطور هيكل المينا “.

من خلال ربط الجينات والأحافير للأنواع عديدة ولمختلف الفئات العمرية يأمل الفريق , في المستقبل ببناء خارطة لمعرفة كيفية ارتباط العديد من التغييرات الطبيعية ( الانتخاب الطبيعي)

المصدر :
http://www.sciencedaily.com/releases/2014/05/140505155349.htm