ما علاقتنا بخلد الماء؟
ما علاقتنا بخلد الماء؟

فيديو: ما علاقتنا بخلد الماء؟

Отличия серверных жестких дисков от десктопных
فيديو: خُلد الماء 2023, شهر فبراير
Anonim

يقدم حيوان غريب نظرة ثاقبة للتكيفات التي تكون فريدة من نوعها لجميع الثدييات تقريبًا.

خلد الماء (Ornithorhynchus anatinus) هو مخلوق غريب المظهر تجمع ميزاته بين الجذع الفروي والذيل العريض المسطح للقندس مع المنقار المطاطي والأقدام المكشوفة لبطة. لكن مظهره ليس كل ما هو غريب فيه. تشير دراسة جديدة إلى أن الكود الجيني المميز للثدييات هو مشروب انتقائي من الطيور والزواحف والثدييات.

هذا الحيوان المختلط والمطابق هو أكثر من مجرد غرابة. أفاد باحثون في دورية Nature أن جينومها يوفر أدلة مهمة حول كيفية تطور الثدييات والطيور والزواحف من سلف مشترك منذ حوالي 315 مليون سنة. وأفاد باحثون في كلية الطب بجامعة ستانفورد في أبحاث الجينوم أنهم ربطوا تطور جين في خلد الماء القديم بنسخة متحولة في البشر مسؤولة عن تحريك الخصيتين خارج الجسم إلى كيس خارجي أو كيس الصفن.

يقول مارك باتزر ، "عندما تنظر إلى جينوم [خلد الماء] ، فإن ما تحصل عليه فعليًا هو خليط: الأماكن التي تبدو أكثر الطيور قليلاً ، والأماكن التي تبدو زاحفة بعض الشيء ، والأماكن التي تبدو كثدييات قليلاً". عالم وراثة في جامعة ولاية لويزيانا في باتون روج ومؤلف مشارك لدراسة الطبيعة. "إن النظر إلى الجينومات المختلفة ومعرفة مكان إنشاء العمليات المختلفة يمنحك بعض الأفكار حول كيفية عمل الأشياء ولماذا تم إنشاؤها."

كان باتزر جزءًا من فريق دولي من الباحثين الذين قاموا بترتيب وتحليل جينوم أنثى خلد الماء البرية تدعى جليني ، والتي تعيش في جنوب شرق أستراليا. من بين النتائج التي توصل إليها: يبلغ حجم جينوم خلد الماء ثلثي حجم الجينوم البشري ويحتوي على 18500 جين. (يتكون الجينوم البشري من 20.000 إلى 25.000 جين.) تم العثور على 82 بالمائة من جينات الحيوان في الثدييات الأخرى. يتم تنظيم الجينوم في 52 كروموسومًا (هياكل معبأة بإحكام من الحمض النووي مخزنة في نواة الخلية) ، 10 منها تحدد جنس الحيوان. (في البشر ، هناك 46 كروموسومًا - 23 زوجًا - واثنان فقط (X و Y) يحددان الجنس).

قارنت مجموعة ستانفورد جينوم خلد الماء مع جينوم الأسماك والضفادع والطيور والجرابيات والثدييات المشيمية. هدفهم: تتبع تطور عائلة الجينات المعروفة باسم الاسترخاء. ريلاكسينز هي السبب وراء تطوير ميزات فريدة لمعظم الثدييات - المشيمة (الأعضاء التي تسمح للمواد الغذائية بالمرور من الإناث الحوامل إلى الأجنة النامية) ، والغدد الثديية لإنتاج الحليب ، والحلمات والخصيتين الخارجيتين.

النوع الوحيد من الثدييات الذي لا يحتوي على هذه السمات ينتمي إلى التصنيف monotreme ، وهو ترتيب يشمل خلد الماء و echidna (أو آكل النمل الشوكي) والذي انفصل عن الثدييات الأخرى منذ 170 مليون سنة. تحتوي Monotremes على فتحة واحدة (تسمى مجرور) للتبول والتغوط ووضع البيض. مثل الثدييات الأخرى ، يفرز خلد الماء الحليب من خلال جلده لإطعام نسله وهو من ذوات الدم الحار - على الرغم من أن درجة حرارة جسمه أبرد بتسع درجات فهرنهايت (خمس درجات مئوية) من درجة حرارة الإنسان. مثل الزواحف ، يضع البيض وليس له حلمات ويؤوي خصيتيه داخل جسمه بالقرب من كليتيه.

يقول شيو يو تيدي هسو ، الأستاذ المساعد في طب التوليد وأمراض النساء في ستانفورد والمؤلف المشارك للدراسة في جينوم ريسيرش: "إن نزول الخصية عملية متخصصة للغاية تتطلب تطور جينات معينة". "يعمل خلد الماء كحيوان" جسر "بين غير الثدييات مثل الطيور والزواحف ، التي تحافظ على خصيتيها في تجويف الجسم ، والثدييات المشيمية والجرابية ، التي تحافظ على خصيتيها في كيس الصفن الخارجي."

يقول هسو إن الخصيتين الخارجيتين تسمح للحيوانات بارتفاع درجة حرارة الجسم دون تعريض خلايا الحيوانات المنوية الحساسة للحرارة للخطر. (تسمح درجة حرارة الجسم المتزايدة بإنتاج الطاقة بشكل أسرع ، مما يؤدي إلى مزيد من الرشاقة وردود الفعل الأسرع - وكلها مفيدة للتكاثر.).

يعرف العلماء بالفعل أن الجين المسمى Insl3 مهم لنسب الخصية في الثدييات والجرابيات المشيمية. خلال دراستهم ، قرر Hsu وزملاؤه أن Insl3 و Relaxin ثان ، Rln3 ، وظيفتهما غير معروفة ، تطورت من جين أسلاف موجود في الأسماك.

يقول هسو أن الأسماك لها نسخة واحدة من جين الأسلاف ؛ تطور الضفدع ليكون لديه نسختان من نفس الجين. يقول هسو: "لكي يتطور شيء ما ، فإن تكرار الجين هو أهم حدث". "وجدنا أنه في جميع [الحيوانات ذات الأرجل الأربعة] ، هناك ازدواجية في جين الأجداد." واصلت نسخة واحدة من هذا الجين لتصبح Rln3 ؛ تطور الآخر إلى Insl3 في وقت ما بعد انفصال monotremes عن بقية الثدييات.

يقول هسو إن تعلم كيفية تكيف Insl3 قد يوفر في النهاية طريقة لعكس ثروات 30 في المائة من الأولاد المولودين قبل الأوان والذين فشلت خصيتهم في النزول بشكل صحيح. يبحث فريق ستانفورد الآن في تطور Rln2 ، الجين الذي يعتقد أنه مرتبط بتكوين الغدة الثديية والحلمة.

شعبية حسب الموضوع