تکنولوژی

دانشمندان ژنو: برنامه‌های ژنتیکی تخم‌ریزی پیش از ظهور مرغ‌ها وجود داشته است

تیمی از پژوهشگران دانشگاه ژنو با مطالعه کروموس‌فیرا پرکینسی — یک موجود تک‌سلولی که در سال ۲۰۱۷ در رسوبات دریایی اطراف هاوایی کشف شده — مشاهده کردند که این گونه یک می‌لیارد ساله ساختار‌های چندسلولی می‌سازد که شباهت زیادی به جنین‌های حیوانی دارند.

این مشاهدات نشان می‌دهد که برنامه‌های ژنتیکی مربوط به رشد جنینی یا پیش از ظهور حیات حیوانی وجود داشته، یا اینکه کروموس‌فیرا پرکینسی به‌صورت جداگانه فرآیند‌های مشابه‌ی را تکامل داده است. به این دلیل، طبیعت ابزار‌های ژنتیکی برای ساختن تخم بسیار قبل‌تر از ساختن مرغ در اختیار داشته است.

روال تکامل از تک‌سلولی به چندسلولی

اولین شکل‌های حیات بر روی زمین تک‌سلولی بودند، مانند مخمر‌ها یا باک‌تری‌ها. با گذشت زمان حیوانات به‌عنوان موجودات چندسلولی تکامل یافتند و از یک سلول تخم به موجودات پیچیده‌ای تبدیل شدند. این فرآیند جنینی مراحل دقیقی دارد که در بین گونه‌های حیوانی به‌شکل شگفت‌انگیزی شبیه است و ریشه در دوره‌ای پیش از ظهور حیوانات دارد. با این حال، تا کنون انتقال از گونه‌های تک‌سلولی به موجودات چندسلولی به‌خوبی درک نشده بود.

تصویر یک جلبک سبز تک‌سلولی

اومایا دودین، استادیار تازه‌تعیین‌شده دپارتمان بیوشیمی دانشکده علوم دانشگاه ژنو، به همراه تیمش مطالعه‌ای بر روی کروموس‌فیرا پرکینسی آغاز کرد. این موجود تک‌سلولی بیش از یک می‌لیارد سال پیش از شاخه تکاملی حیوانات جدا شده و مطالعه آن بینش ارزش‌مندی درباره مکانیسم‌هایی ارائه می‌دهد که انتقال به چندسلولی را ممکن ساخته‌اند.

پرکینسی پس از رسیدن به اندازه حداکثری، بدون رشد بیش‌تر تقسیم می‌شود و کلونی‌های چندسلولی می‌سازد که شبیه به مراحل اولیه رشد جنینی حیواناتند. به‌شکل بی‌سابقه‌ای، این کلونی‌ها تقریبا یک‌سوم از چرخه حیات خود را حفظ می‌کنند و حداقل از دو نوع سلول متمایز تشکیل شده‌اند، که برای این گونه شگفت‌انگیز است.

دودین، سرپرست این پژوهش، توضیح می‌دهد اگرچه کروموس‌فیرا پرکینسی یک موجود تک‌سلولی است، اما این رفتار نشان می‌دهد که فرآیند‌های هماهنگ و تفاضل چندسلولی پیش از ظهور اولین حیوانات در زمین در این گونه وجود داشته‌اند.

حتی شگفت‌انگیز‌تر، نحوه تقسیم این سلول‌ها و ساختار سه‌بعدی آن‌ها به‌شکل شگفت‌آوری یادآور مراحل اولیه رشد جنینی در حیوانات است.

تحلیل فعالیت ژنتیکی در این کلونی‌ها با همکاری دکتر جان برنز از آزمایشگاه بیگلو برای علوم اقیانوسی، شباهت‌های جالبی با جنین‌های حیوانی نشان داد که بیانگر این است برنامه‌های ژنتیکی مرتبط با گسترش چندسلولی پیچیده بیش از یک می‌لیارد سال پیش وجود داشته‌اند.

مارین اولیوتا، تکنسین آزمایشگاه در دپارتمان بیوشیمی دانشکده علوم دانشگاه ژنو و نویسنده اصلی این مطالعه، می‌گوید شگفت‌انگیز است که یک گونه تازه کشف‌شده به ما امکان می‌دهد به بیش از یک می‌لیارد سال پیش برگردیم. در واقع، این مطالعه مشخص می‌کند که یا اصل رشد جنینی پیش از حیوانات وجود داشته، یا مکانیسم‌های گسترش چندسلولی به‌صورت جداگانه در کروموس‌فیرا پرکینسی تکامل یافته‌اند. یافتی که جواب سوال همیشگی درباره پیشینی تخم‌مرغ بر مرغ را تایید کرد.