كيف فقد البشر ذيولهم

 كيف فقد البشر ذيولهم

 كارل زيمر – نيويوريك تايمز

 تشير دراسة جديدة إلى أن طفرة جينية واحدة تساعد في تفسير سبب وجود ذيول للقرود ، في حين أن قردة الشمبانزي والبشر لا يمتلكون ذيلًا.

   

قال فريق من العلماء إنهم حددوا الطفرة الجينية التي ربما تكون قد محيت ذيولنا قبل 20 مليون سنة.

  لمدة نصف مليار سنة أو نحو ذلك ، نبت أسلافنا ذيول. وكسمك ، استخدموا ذيولهم للسباحة عبر البحار الكمبري. بعد ذلك بوقت طويل ، عندما تطورت إلى الرئيسيات ، ساعدتها ذيولها على البقاء متوازنة أثناء تسابقها من فرع إلى فرع عبر أدغال الإيوسين. ولكن بعد ذلك ، منذ ما يقرب من 25 مليون سنة ، اختفت ذيولها.

 

أدرك تشارلز داروين هذا التغيير لأول مرة في تشريحنا القديم. لكن كيف ولماذا حدث ذلك ظل لغزا.

 

الآن يقول فريق من العلماء في نيويورك إنهم حددوا بدقة الطفرة الجينية التي ربما تكون قد محيت ذيولنا. عندما أجرى العلماء هذا التعديل الجيني على الفئران ، لم تنمو ذيول الحيوانات ، وفقًا لدراسة جديدة نُشرت على الإنترنت الأسبوع الماضي.

 

كان لهذا التغيير التشريحي الدراماتيكي تأثير عميق على تطورنا. تطورت عضلات ذيل أسلافنا إلى شبكة تشبه الأرجوحة عبر الحوض. عندما وقف أسلاف البشر وساروا على قدمين قبل بضعة ملايين من السنين ، كانت تلك الأرجوحة العضلية جاهزة لتحمل وزن الأعضاء المنتصبة.

 

 

على الرغم من أنه من المستحيل إثبات أن هذه الطفرة قطعت ذيل أسلافنا بشكل قاطع ، "إنها قريبة من مسدس دخان كما يمكن للمرء أن يأمل" ، كما قال سيدريك فيسكوت ، عالم الوراثة في كورنيل الذي لم يشارك في الدراسة.

 

صدم داروين جمهوره في العصر الفيكتوري بالادعاء بأننا نحدر من الرئيسيات ذات الذيل. وأشار إلى أنه بينما يفتقر البشر والقرود إلى ذيل مرئي ، فإنهم يتشاركون في مجموعة صغيرة من الفقرات التي تمتد إلى ما وراء الحوض - وهي بنية تعرف باسم العصعص.

 

"لا أستطيع شك في أنه هو ذيل بدائية"، كما كتب .

 

منذ ذلك الحين ، اكتشف علماء الأنثروبولوجيا القديمة الحفريات التي تلقي بعض الضوء على هذا التحول. أقدم الرئيسيات المعروفة ، التي يعود تاريخها إلى 66 مليون سنة ، كانت لها ذيول كاملة من المحتمل أنها استخدمتها للحفاظ على توازنها في الأشجار. اليوم ، لا تزال معظم الرئيسيات الحية ، مثل الليمور وجميع القرود تقريبًا ، لديها ذيول. ولكن عندما ظهرت القردة في السجل الأحفوري ، منذ حوالي 20 مليون سنة ، لم يكن لديها ذيل على الإطلاق.

 

"هذا السؤال - أين ذيلي؟ قال بو شيا ، طالب دراسات عليا في بيولوجيا الخلايا الجذعية في كلية غروسمان للطب بجامعة نيويورك ، "- كان في رأسي منذ أن كنت طفلاً.

 

رحلة سيئة مع أوبر في عام 2019 ، حيث أصاب السيد شيا العصعص ، أعادته إلى ذهنه بإلحاح جديد. قال: "لقد استغرق الأمر عامًا حتى أتعافى ، وقد حفزني ذلك حقًا على التفكير في عظم الذنب".

لفهم كيف فقدت القردة والبشر ذيلهم ، نظر السيد شيا في كيفية تشكل الذيل في الحيوانات الأخرى. في المراحل المبكرة من تطور الجنين ، يتم تشغيل مجموعة من الجينات الرئيسية ، وتنظم أجزاء مختلفة من العمود الفقري لتطوير هويات مميزة ، مثل الرقبة والمنطقة القطنية. في النهاية البعيدة للجنين ، يظهر برعم الذيل ، تتطور داخله سلسلة خاصة من الفقرات والعضلات والأعصاب.

 

 

معظم الرئيسيات الحية ، مثل الليمور وجميع القرود تقريبًا ، بما في ذلك قرد العنكبوت Geoffroy ، في الصورة ، لا تزال لديها ذيول.

معظم الرئيسيات الحية ، مثل الليمور وتقريبا جميع القرود ، بما في ذلك قرد العنكبوت Geoffroy ، في الصورة ، لا تزال لديها ذيول.تنسب إليه...نيك فوكس / العلمي

حدد الباحثون أكثر من 30 جينة تشارك في تطوير ذيول الأنواع المختلفة ، من سوط الإغوانا الطويل إلى كعب قطة مانكس. كل هذه الجينات نشطة في أجزاء أخرى من الجنين النامي أيضًا. لا يزال العلماء يتعلمون كيف يؤدي نشاطهم الفريد في نهاية الجنين إلى ظهور الذيل.

 

استنتج السيد شيا أن أسلافنا فقدوا ذيلهم عندما غيّرت الطفرات واحدًا أو أكثر من هذه الجينات. للبحث عن هذه الطفرات ، قارن الحمض النووي لستة أنواع من القردة عديمة الذيل بتسعة أنواع من القرود الذيل. في النهاية ، اكتشف طفرة مشتركة بين القردة والبشر - لكنها مفقودة في القرود - في جين يسمى TBXT.

 

كان TBXT أحد الجينات الأولى التي اكتشفها العلماء منذ ما يقرب من قرن من الزمان. في ذلك الوقت ، بحث العديد من الباحثين عن الجينات عن طريق دفع الحيوانات أو النباتات أو الميكروبات بالأشعة السينية ، على أمل أن تحدث الطفرات تغييرًا مرئيًا.

 

في عام 1923 ، قامت عالمة الوراثة الروسية ناديجدا دوبروفولسكايا-زافادسكايا بتصوير الفئران الذكور بالأشعة السينية ثم سمحت لهم بالتكاثر. ووجدت أن عددًا قليلاً منهم قد اكتسب طفرة تسببت في نمو ذيول متعرجة أو تقصير لبعض أحفادهم. كشفت التجارب اللاحقة أن الطفرة كانت على جين TBXT.

 

الطفرة التي اكتشفها السيد شيا لم يتم ملاحظتها من قبل. كان يتألف من 300 حرف وراثي في ​​منتصف جين TBXT. كان هذا الامتداد من الحمض النووي متطابقًا تقريبًا في البشر والقردة ، وتم إدخاله في نفس المكان بالضبط في جينوماتهم.

 

 

جلب السيد شيا النتيجة إلى المشرفين عليه ، إيتاي ياناي وجيف بويكي ، ليروا رأيهم. يتذكر الدكتور ياناي: "كدت أن أسقط من على كرسي ، لأنها نتيجة مذهلة".

 

لاختبار فكرة أن الطفرة كانت متورطة في اختفاء ذيلنا ، قام السيد شيا وزملاؤه بإجراء هندسة وراثية للفئران مع طفرة TBXT التي يحملها البشر. عندما تطورت هذه الأجنة ، فشل العديد من الحيوانات في تطوير ذيل. نما البعض الآخر لفترة قصيرة فقط.

 

يقترح السيد شيا وزملاؤه أن هذه الطفرة أصابت قردًا بشكل عشوائي منذ حوالي 20 مليون سنة ، مما تسبب في نموه فقط جذعًا من الذيل ، أو لا ينمو على الإطلاق. ومع ذلك ، نجا الحيوان الأقل ذيلًا وحتى ازدهر ، ونقل الطفرة إلى نسله. في النهاية ، أصبح الشكل المتحور لـ TBXT هو القاعدة في القردة الحية والبشر.

 

قال العلماء إن طفرة TBXT ليست السبب الوحيد لنمو العصعص بدلاً من الذيل. بينما أنتجت الفئران في تجاربهم مجموعة من ذيول متغيرة ، فإن العصعص لدينا دائمًا ما يكون متطابقًا من شخص لآخر. يجب أن تكون هناك جينات أخرى تحورت فيما بعد ، مما يساعد على إنتاج تشريح موحد.

 

حتى لو بدأ علماء الوراثة في شرح كيفية اختفاء ذيلنا ، فإن السؤال عن سبب اختفاء ذيلنا لا يزال يحير العلماء.

 

كانت القردة الأولى أكبر من القردة ، وكان من الممكن أن يسهّل حجمها المتزايد سقوط الفروع ، ومن المرجح أن تكون هذه السقوط قاتلة. من الصعب شرح سبب عدم تعرض القردة التي ليس لها ذيول لمساعدتها على التوازن لضرر تطوري كبير.

 

وقد يؤدي فقدان الذيل إلى مخاطر أخرى أيضًا. وجد السيد شيا وزملاؤه أن طفرة TBXT لا تقصر الذيل فحسب ، بل تسبب أحيانًا أيضًا عيوبًا في الحبل الشوكي. ومع ذلك ، بطريقة ما ، أثبت فقدان الذيل ميزة تطورية كبرى.

 

قالت غابرييل روسو ، عالمة التشكل التطوري في جامعة ستوني بروك في نيويورك والتي لم تشارك في الدراسة: "إنه أمر محير للغاية لماذا فقدوا ذيلهم". "هذا هو السؤال المعلق التالي: ماذا ستكون الميزة على الأرض؟"

 

يكتب كارل زيمر عمود "المادة" . وهو مؤلف لأربعة عشر كتابًا ، بما في ذلك " حافة الحياة

ترجمة جوجل

 المصدر : نيويورك تايمز