أخبارالسياسة والمقالات

اكتشف العلماء مسارًا ثالثًا “غير عادي” لأشكال الحياة متعددة الخلايا

مصر:إيهاب محمد زايد

عندما ظن العلماء أنهم قد اكتشفوا تقريبًا أصول الحياة متعددة الخلايا، ألقى التطور كرة منحنى أخرى.

في اكتشاف مصادفة، عثر فريق من الباحثين للتو على نوع ثالث من الخلايا المتعددة “غير التقليدية” التي تمزج بين النوعين اللذين نعرفهما بالفعل.
لقد تطورت تعدد الخلايا بشكل مذهل 45 مرة أو أكثر عبر شجرة الحياة. ومع ذلك، بشكل أساسي، اعتمد سلف كل سلالة متعددة الخلايا على واحدة فقط من طريقتين: الخلايا الفردية تلتصق ببعضها البعض أثناء انقسامها، أو الخلايا الفردية التي انقسمت سابقًا تعود معًا مرة أخرى.
إن تعدد الخلايا النسيلية، حيث تظل الخلايا متصلة أثناء انقسامها مرارًا وتكرارًا، يؤدي إلى ظهور كائنات حية بسيطة مثل البكتيريا الزرقاء الخيطية، ومعقدة مثل الحيوانات بأنسجتها المتخصصة.
النوع الآخر من تعدد الخلايا، الذي يسمى التجميع، هو تجمع مؤقت للخلايا التي تعيش بحرية، والذي يحدث مع العفن الغروي المتعاون بشكل مخيف والأميبا الاجتماعية، وغالبًا ما يكون ذلك استجابة لظروف بيئية قاسية أو افتراس.
توصلت نوريا روس روشيه، عالمة الأحياء التطورية في معهد باستور في فرنسا، وزملاؤها إلى اكتشافهم المفاجئ عند دراسة السوطيات الصفراوية: كائنات حية وحيدة الخلية تعيش في الماء، وتشكل مستعمرات قصيرة العمر، وتمثل أقرب الأقارب الحية أحادية الخلية للحيوانات.
على وجه التحديد، كان الفريق يراقب سلوك أحد السوطيات choanoeca flexa. يشكل هذا النوع مستعمرات مذهلة تبدو وكأنها ألعاب نارية تنفجر، مما قد يساعدنا على فهم عملية المعدة بشكل أفضل، وهي خطوة حاسمة في التطور الجنيني.
في كل مكان بحث فيه العلماء، شكلت السوطيات الصفراوية مستعمرات عن طريق انقسام الخلايا، وتكرر نفسها لزيادة أعدادها المجمعة.
لذلك لم يكن هناك شيء خارج عن المألوف عندما رأى روس روشيه وزملاؤه الخلايا تنقسم داخل مستعمرات C. flexa، والتي تم اكتشافها لأول مرة في عام 2018 في أحواض سباحة على الساحل الصخري لجزيرة كوراساو الكاريبية.
ومع ذلك، تحت المجهر في المختبر، لاحظ الباحثون أيضًا أن مستعمرات C. flexa تم إصلاحها بسرعة كبيرة بعد انفصالها عن طريق قوى الضوء – بسرعة كبيرة جدًا بحيث لا يمكن أن تصل إلى انقسام الخلايا.
بعد ذلك، عندما استخدم الباحثون أصباغ الفلورسنت لصبغ أنواع مختلفة من خلايا C. flexa، تمكنوا من رؤية مجموعات متميزة من الخلايا المفردة تشكل مجموعات خيالية مزدوجة التسمية – وهو ما لم يكن ممكنًا لو انقسمت من نفس الخلية المؤسسة.
في البداية، شكك الفريق في ملاحظاتهم الغريبة عن مستعمرات C. flexa لأنها بدت “غريبة للغاية”، كما أوضح كبير المؤلفين وعالم الأحياء الخلوي في معهد باستور، تيبو برونيه، في موضوع على وسائل التواصل الاجتماعي.
ولكن الآن، واستنادًا إلى نتائج تجارب التصوير، يعتقد الفريق أن C. flexa يمكن أن تتجمع في مستعمرات أحادية الطبقة تشبه الصفائح، مثل العفن الغروي، أو تتطور بشكل نسيلي، كما تفعل الحيوانات.
“وجدنا أن صفائح C. flexa يمكن أن تتشكل من خلال عمليات استنساخية بحتة، أو عمليات تجميعية بحتة، أو مزيج من الاثنين معًا، اعتمادًا على الظروف التجريبية”، كما كتب الفريق في طبعة أولية تم نشرها على خادم الطباعة المسبق bioRxiv قبل مراجعة النظراء.
ويضيف برونيه: “إن الاستفادة من كلتا الآليتين في وقت واحد – الآليات التي غالبًا ما يتم تصويرها على أنها حصرية لبعضها البعض – من المحتمل أن تسمح للصفائح بالتطور بشكل أسرع من آلية واحدة تعمل بمفردها”.
وأظهرت تجارب أخرى أن شكل C. flexa متعدد الخلايا يعتمد على ظروف برك مياه البحر الضحلة التي تم العثور فيها على الكائنات الحية.
عندما تجاوزت ملوحة برك المد والجزر هذه عتبة حرجة، وتضاعفت ثلاث مرات مع تبخر مياه البحر، انفصلت مستعمرات C. flexa إلى خلايا مفردة تشبه الكيس لمقاومة الجفاف. عند إعادة ترطيبها في المختبر، قامت C. flexa بإصلاح مستعمراتها في غضون أيام قليلة، حيث تتجمع أولاً ثم تنقسم.
يقول بيرنت: “نعتقد أننا وجدنا دورة حياة مقيدة بيئيًا: دورات إعادة تعبئة التبخر التي تسبب تحولات سريعة داخل وخارج الخلايا المتعددة”.
في حين أن البحث لم يخضع لمراجعة النظراء بعد، وبالتالي قد يتم التشكيك في نتائجه، فإن اكتشاف هذا النمط المختلط غير المعتاد من التطور “يوسع نطاق السيناريوهات المحتملة لظهور تعدد الخلايا الحيوانية”، كما خلص الفريق.
الدراسة متاحة على موقع bioRxiv.
لا يتوفر وصف للصورة.

زر الذهاب إلى الأعلى