1

شبکه پیچیده زندگی پر از رمز و رازهای بی‌شماری است و منشاء آن‌ها پرسش‌های بی‌پایانی را به وجود می‌آورد. سوال اینکه کدام یک اول بوده – مرغ یا تخم‌مرغ – نمونه‌ای کلاسیک از این پرسش‌هاست.

این معمای زیست‌شناختی قرن‌ها مورد بحث بوده و فیلسوفان، زیست‌شناسان و اذهان کنجکاو را سردرگم کرده است.

اما ممکن است ما بالاخره به پاسخ نزدیک شده باشیم، آن هم به لطف یک منبع غیرمنتظره – گونه‌ای تک‌سلولی که تنها چهار سال پیش کشف شده است.

مرغ یا تخم‌مرغ؟

نام این گونه قابل توجه کروموسفرا پرکینسی است. در یک اکتشاف در حوالی هاوایی در سال ۲۰۱۷، دانشمندان این گونه را در رسوبات دریایی پیدا کردند.

به طرز شگفت‌انگیزی، اولین نشانه‌های حضور آن در زمین به بیش از یک میلیارد سال پیش بازمی‌گردد. این زمانی بسیار قبل از ظهور اولین حیوانات، چه برسد به مرغ‌ها یا تخم‌مرغ‌هایشان، است.

این بازه زمانی طولانی وجود، به C. perkinsii اجازه داده تا شاهد برخی از بزرگ‌ترین تغییرات در زندگی به شکلی که می‌شناسیم باشد.

ساختارهای چندسلولی

تیمی از پژوهشگران دانشگاه ژنو (UNIGE) به سرپرستی پروفسور اومایا دودین در حال مطالعه C. perkinsii هستند. آن‌ها مشاهده‌ای چشمگیر انجام داده‌اند – این گونه تک‌سلولی ساختارهای چندسلولی را تشکیل می‌دهد که به طرز عجیبی مشابه جنین‌های حیوانی است.

در داستان بزرگ تکامل، گذار از موجودات تک‌سلولی تنها (مانند مخمر یا باکتری) به موجودات پیچیده چندسلولی (مانند حیوانات) فصلی مهم است.

این فرآیند به نظر می‌رسد که فرآیندی پیچیده باشد، که با یک سلول، یعنی تخم، آغاز می‌شود و به موجودات پیچیده تبدیل می‌گردد. باور کنید یا نه، این فرآیند رشد جنینی در گونه‌های مختلف حیوانی به طرز شگفت‌انگیزی مشابه است.

ریشه‌های چندسلولی بودن

با مشاهده C. perkinsii، تیم UNIGE کشفی شگفت‌انگیز انجام داد. زمانی که این سلول‌ها به حداکثر اندازه خود می‌رسند، بدون هیچ رشد دیگری تقسیم می‌شوند.

نتیجه؟ کلونی‌های چندسلولی. این کلونی‌ها که ساختاری شبیه تخم‌مرغ مرغ دارند، برای بخش قابل توجهی از چرخه زندگی خود باقی می‌مانند و شباهت زیادی به مراحل اولیه رشد جنینی حیوانات دارند.

آیا این بدان معناست که محققان به ریشه‌های چندسلولی بودن دست یافته‌اند؟

«اگرچه C. perkinsii گونه‌ای تک‌سلولی است، این رفتار نشان می‌دهد که فرآیندهای هماهنگی و تمایز چندسلولی قبلاً در این گونه‌ها وجود داشته، پیش از آنکه اولین حیوانات روی زمین ظاهر شوند»، پروفسور دودین گفت.

رشته‌های تکامل

نه تنها تقسیمات سلول‌ها و ساختار سه‌بعدی که ایجاد می‌کنند مشابه مراحل اولیه رشد جنینی حیوانات است، بلکه فعالیت ژنتیکی آن‌ها نیز با آن‌ها همخوانی دارد.

در همکاری با دکتر جان برنز در آزمایشگاه علوم دریایی بیگلو، تیم UNIGE شباهت‌های جالبی میان فعالیت ژنتیکی درون این کلونی‌ها و آنچه در جنین‌های حیوانی مشاهده می‌شود، یافت.

این نشان می‌دهد که برنامه‌های ژنتیکی پیچیده‌ای که توسعه چندسلولی را هدایت می‌کنند، مانند آنچه در مرغ و تخم‌مرغ دیده می‌شود، ممکن است بیش از یک میلیارد سال پیش هم وجود داشته باشند.

راز مرغ و تخم‌مرغ

مارین اولیوِتا، نویسنده اصلی این مطالعه و تکنسین آزمایشگاه در بخش بیوشیمی دانشکده علوم UNIGE، بر اهمیت C. perkinsii تأکید کرد.

«این شگفت‌انگیز است که گونه‌ای که اخیراً کشف شده، به ما امکان می‌دهد به بیش از یک میلیارد سال قبل بازگردیم»، اولیوِتا گفت.

برداشت بسیار جالب این مطالعه این است که یا اصل رشد جنینی پیش از حیوانات وجود داشته یا سازوکارهای رشد چندسلولی به صورت جداگانه در C. perkinsii تکامل یافته است.

این کشف می‌تواند نوری تازه بر بحث علمی طولانی‌مدتی بیندازد که مربوط به فسیل‌های ۶۰۰ میلیون ساله است که شبیه جنین‌ها هستند و می‌تواند برخی از مفاهیم سنتی چندسلولی بودن را به چالش بکشد.

مرغ، تخم‌مرغ، یا C. perkinsii؟

پس آیا مرغ اول بوده یا تخم‌مرغ؟ طبق گفته تیم UNIGE، ممکن است که بلوک‌های سازنده سلول‌های تولیدمثل ماده، یا تخم‌ها، مدت‌ها قبل از تکامل مرغ‌ها ظاهر شده باشند.

بنابراین، طبیعت ممکن است ابزارهای ژنتیکی برای ایجاد تخم‌ها را مدت‌ها قبل از آمدن مرغ‌ها داشته باشد.

این گونه تک‌سلولی معمولی ممکن است قطعه کلیدی از پازل تکاملی را در اختیار ما قرار داده باشد و درک ما از منشاء زندگی را بهبود بخشد.

دیدگاهی جدید به تکامل

زندگی یک پارچه پیچیده است که با رشته‌های بی‌شمار موجودات بافته شده – هر کدام به تنوع گونه‌هایی که امروز در سیاره ما ساکن هستند، کمک کرده‌اند.

کشف C. perkinsii و سازوکارهای رشد جالب آن دیدگاه‌های سنتی ما درباره تکامل را به چالش می‌کشد و ما را به تجدیدنظر و بازنگری وادار می‌کند.

چه کسی می‌داند که چه رازهای دیگری در اعماق اقیانوس‌های پهناور ما نهفته است؟ تنها زمان و تلاش بی‌وقفه علمی پاسخ خواهد داد.

این مطالعه در مجله Nature منتشر شده است.