متنوع

بحث لا يصدق يكرر الانتقال من الخلية أحادية الخلية إلى الحياة متعددة الخلايا

بحث لا يصدق يكرر الانتقال من الخلية أحادية الخلية إلى الحياة متعددة الخلايا


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

كان ظهور تعددية الخلايا بمثابة تحول رئيسي في التطور ومهد الطريق للزيادات غير المسبوقة في التعقيد ، خاصة في النباتات والحيوانات البرية. ومع ذلك ، على الرغم من أهميته التي لا مثيل لها ، لم يتمكن العلماء أبدًا من التوصل إلى إجابة واضحة عن سبب حدوثه بالفعل في المقام الأول.

انظر أيضًا: الإبادة وحقيقة الطفرات الجينية

كيف ولماذا يزيد التعقيد العضوي هي الأسئلة المركزية في علم الأحياء التطوري. زاد كل من الحد الأقصى والمتوسط ​​من مستويات التعقيد بشكل كبير من أصل الحياة إلى يومنا هذا (على الرغم من أن الغالبية العظمى من أشكال الحياة لا تزال بسيطة).

يكاد يكون من المستحيل فهمه مقارنة الأميبا بفيل وتقدير أنه في مكان ما أسفل الشجرة التطورية لهما سلف مشترك. تم وضع هذه الزيادات الكبيرة في التعقيد العضوي على أنها ناتجة عن سلسلة من الأحداث التي اجتمع فيها الأفراد الحاليون ليصبحوا مكونات لنوع جديد من الأفراد بأجزاء متخصصة للعب أدوار مختلفة.

على الأقل كانت هذه هي النظرية السائدة ، لكن لم يكن هناك دليل قوي يثبت ذلك… حتى الآن.

بحث جديد من مجموعة تعمل من جامعة مونتانا قدمت أخيرًا دليلاً على سبب محتمل واحد على الأقل لهذا التحول المحوري. باستخدام إعداد تجريبي بسيط نسبيًا ، تمكن العلماء من ملاحظة انتقال الطحالب أحادية الخلية إلى مستعمرات متعددة الخلايا عند عزلها تحت ضغط انتقائي شديد من حيوان مفترس.

هذا تطور مذهل ولا يقدر بثمن في مجال علم الأحياء التطوري ، ويمكن أن يؤثر بشكل كبير على فهمنا لكيفية عمل الحياة في الواقع وكذلك مكاننا بينها.

ما هي المشكلة الكبيرة في تعدد الخلايا؟

تقريبا كل الحياة العيانية متعدد الخلايا. لكن وجود هذه الحالة هو نتيجة عمليات تطورية ، وليس شرطًا ابتدائيًا.

يبدو ، في الواقع ، أنها نتيجة مشتركة ، لأنه كما اتضح ، تطورت الكائنات متعددة الخلايا بالفعل من أسلاف وحيدة الخلية عشرات المرات! الحيوانات والنباتات والفطريات ومجموعة من الكائنات الأخرى تنحدر جميعها من أسلاف وحيدة الخلية مختلفة.

ولكن على الرغم من أن العملية كذلك على ما يبدو مواتية في الطبيعة، لم نتمكن من معرفة كيفية حدوث التحولات بالفعل. كان النهجان الأساسيان لدراسة هذا ، الطرق المقارنة والسجلات الأحفورية ، بالكامل بأثر رجعي بطبيعته. وعلى الرغم من أن كلا النهجين كانا حاسمين في فهمنا للتطور المبكر متعدد الخلايا ، إلا أن لكل منهما حدوده.

على سبيل المثال ، توجد أدلة أحفورية قليلة أو معدومة ذات صلة بالخطوات الأولى في الانتقال من الحياة أحادية الخلية إلى الحياة متعددة الخلايا لمعظم المجموعات متعددة الخلايا. وتعاني الطرق المقارنة من نقص في الأشكال الوسيطة بين الكائنات متعددة الخلايا التي نهتم بها وأقاربها الموجودة وحيدة الخلية.

ولا توجد طريقة حقيقية لمعرفة ما إذا كان هؤلاء الأقارب هم أكثر من مجرد تقدير ضعيف لأسلافهم المشتركين لأن كلا المجموعتين تتطوران بشكل مستقل منذ أن تباعدتا.

كان من المهم دائمًا تحسين هذه الأساليب للدراسة لأن معرفة المزيد عن هذا التحول الأساسي في التطور سيساعدنا على فهم التعقيدات الأكبر داخل اللبنات الأساسية للحياة. المشكلة هي أنه لم تكن هناك طريقة واضحة للقيام بذلك. حتى الآن…

ما الذي يجعل هذه الدراسة مختلفة؟

يُحتمل أن يكون البحث الجديد ذا تأثير كبير لأنه سعى إلى إيجاد حل جديد تم وضعه نظريًا فقط لدراسة الانتقال متعدد الخلايا -تكرارها.

من الناحية النظرية ، إذا كان المرء قادرًا على تحويل الكائنات وحيدة الخلية إلى كائنات متعددة الخلايا في ظل ظروف معملية ، فسيؤدي ذلك إلى تمكين الملاحظات في الوقت الفعلي للتغيرات المورفولوجية والتطورية والجينية التي تصاحب الانتقال إلى الحياة متعددة الخلايا. جميع البيانات التي يمكن أن تثبت أنها لا تقدر بثمن للبحث المستمر.

من الصعب المبالغة في تقدير مدى استحالة اعتقاد الجميع في هذا المجال بشيء كهذا. كانت المشكلة معقدة للغاية ، مع وجود عدد كبير جدًا من المتغيرات التي كان يُعتقد أنها تعمل معًا على مدى فترات زمنية طويلة بشكل استثنائي لتؤدي إلى تعدد الخلايا.

لكن العلماء الذين يعملون في هذه الدراسة لديهم نظرية مفادها أن مرشحًا أحادي الخلية تم اختياره بعناية ونوع واحد فقط من الضغط الانتقائي يمكن أن يمنحهم النتائج التي يبحثون عنها.

ولكن ما نوع القوة التطورية التي يمكن أن تكون قوية بما يكفي للقيام بكل هذا بمفردها؟ الجواب كما اتضح ، يعود إلى أبسط وأقدم صراع على الأرض:

الافتراس.

كيف ل متعدد الخلايا:

لطالما تم افتراض الافتراس على أنه ضغط انتقائي معقول يمكن أن يفسر على الأقل بعض أصول تعدد الخلايا ، حيث يمكن لمعظم الحيوانات المفترسة أن تستهلك الفريسة فقط ضمن نطاق ضيق من الأحجام (تصبح IE متعددة الخلايا تجعلها أكبر من أن تؤكل).

علاوة على ذلك ، نظرًا لأن الحيوانات المفترسة التي تتغذى بالترشيح شائعة في النظم البيئية المائية ، والطحالب التي تكون أكبر من حجم العتبة تكون محصنة ضدها إلى حد كبير ، اقترح الباحثون أن `` عتبة الافتراس '' هذه يمكن أن تفسر تطور تعددية الخلايا في الطحالب القديمة وحيدة الخلية .

بالطبع ، الأهم من ذلك ، كانوا يعتقدون أنهم يستطيعون تحقيق ذلك مرة أخرى.

هم ابتكر تجربة استخدموا فيها مفترسًا مهدبًا (فقاعة وحيدة الخلية تتحرك باستخدام محركات "شعرية" صغيرة تسمى الأهداب) تُعرف باسم Paramecium Tetraurelia لاختيار التطور التلقائي لتعدد الخلايا في تجمعات الطحالب وحيدة الخلية.

بعد ذلك ، سمحت مجموعة التحكم الخمسة و 5 التي تم اختيارها من الحيوانات المفترسة من الطحالب بالنمو دون عوائق ، ونقل أجزاء من كل عينة إلى بيئات جديدة أسبوعيًا. لقد فعلوا ذلك لمدة أقل من عام بقليل ، وهو ما يعادل 750 جيلًا تقريبًا من الطحالب ، وقاموا بعمل ملاحظات أثناء ذهابهم.

كانت نتائجهم لا يمكن إنكارها.

النتائج المذهلة:

بحلول نهاية الاختبار ، طور اثنان من المجموعات الخمسة المختارة من قبل الحيوانات المفترسة هياكل بسيطة متعددة الخلايا ، في حين لم يكن لدى أي من المجموعات الضابطة أي شيء يشبه هذا.

والأكثر من ذلك ، أنهم كانوا قادرين على إظهار أن هذه التغييرات كانت أكثر من مجرد خلايا تتجمع معًا ، ولكنها في الواقع كانت جزءًا من دورات حياة متعددة الخلايا جديدة قابلة للتوريث والتي تطورت بشكل مستقل في سلالات الطحالب.

بالإضافة إلى ذلك ، يواصل العلماء إظهار أن دورات الحياة متعددة الخلايا الجديدة هذه مستقرة على مدى آلاف الأجيال ، مما يعني أنه بالإضافة إلى مجرد حمايتها من الحيوانات المفترسة ، كانت الطحالب تتمتع بميزة لياقة مميزة بسبب تكيفها.

والأهم من ذلك كله ، نظرًا لعدم وجود أسلاف متعددة الخلايا للطحالب المختارة لهذا الاختبار ، فإن هذه التجارب تمثل أصلًا جديدًا تمامًا لتعدد الخلايا الملزم. هذا اكتشاف يغير النوع لعلماء الأحياء الخلوية لأن هذه النتائج تظهر أن الانتقال إلى دورة حياة بسيطة متعددة الخلايا يمكن أن يحدث بسرعة استجابة لضغط انتقائي ذي صلة بيئيًا.

في حين أن هذا يعد بالتأكيد إنجازًا كبيرًا للمجال ، لا يزال هناك الكثير لنتعلمه ويترك الكثير من البيانات ليتم تحليلها.

هل كانت جينات تعدد الخلايا موجودة بالفعل داخل الطحالب وتحتاج فقط إلى تغيير في التعبير لبدء العمل؟ هل يمكن رؤية نفس النتائج في الكائنات وحيدة الخلية من الفصائل الأخرى؟

قد لا نعرف الإجابات على كل هذه الأسئلة حتى الآن ، ولكن في الوقت الحالي ، يمكننا على الأقل أن نعرف أننا نقترب خطوة واحدة من تعلمها. بالإضافة إلى معلومات أكثر قليلاً عن كيف أصبحنا ومكاننا في العالم.

حتى في المرة القادمة ، استمتع بمكانك ككائن متعدد الخلايا على رأس السلسلة الغذائية!


شاهد الفيديو: انواع الخلايا في الجسم (يونيو 2022).


تعليقات:

  1. Connah

    في هذا الشيء ، يبدو أنني هذه هي الفكرة الجيدة. أنا أتفق معك.

  2. Fitz Gerald

    نم عليه.

  3. Mogami

    ما هي العبارة المضحكة

  4. Kapono

    عذرا لذلك أنا أتدخل ... أنا أفهم هذا السؤال. دعونا نناقش. اكتب هنا أو في PM.

  5. Warfield

    mmyayaya… .. * فكر كثيرا *….

  6. Carelton

    ربما كنت مخطئا؟

  7. Vuzilkree

    يا لها من عبارة ... فكرة رائعة ، رائعة



اكتب رسالة