إنها آلية فعالة تطورت بشكل مستقل وفي وقت واحد، في مجموعات مختلفة من الحيوانات أثناء التطور وفي أشكال مختلفة. الأسئلة الكبيرة التي تظل مفتوحة حول معظم السموم هي ما هو أصلها، وكيف يتم إنتاجها في الجسم الحي وكيف تطورت.?
يسمح السم للحيوانات الصغيرة والضعيفة جسديًا، مثل العقارب والثعابين والعناكب وحتى أنواع معينة من القواقع، بالدفاع عن نفسها ضد الحيوانات الأكبر حجمًا والأقوى بكثير. وعادة ما يأتي "كتعويض" للحيوان ذو بنية الجسم الهشة والبطيئة ليقتل أعدائه بسهولة وبسرعة. عادة لا تتميز الحيوانات الكبيرة والسريعة والقوية بالقدرة على أن تكون سامة. لذلك، لم يطور البشر السم أثناء تطورهم.
السم نفسه عبارة عن خليط من البروتينات السامة تسمى السموم باختصار، والتي ينتجها الحيوان في جسمه ويحقنها في حيوان آخر. إنها آلية فعالة تطورت بشكل مستقل وفي وقت واحد، في مجموعات مختلفة من الحيوانات أثناء التطور وفي أشكال مختلفة. الأسئلة الكبيرة التي تظل مفتوحة حول معظم السموم هي ما هو أصلها، وكيف يتم إنتاجها في الجسم الحي وكيف تطورت تطوريا.
مجموعة بحثية بقيادة البروفيسور يهو موران من قسم البيئة والتطور والسلوك في الجامعة العبريةيدرس تطور السموم في شقائق النعمان البحرية وأقارب قنديل البحر والشعاب المرجانية. ويكمن سبب دراسة الباحثين لهذا الحيوان غير العادي في القدرة على زراعته في المختبر وهندسته وراثيا، وهي قدرة غير متوفرة لدى معظم الحيوانات السامة. كان من المعروف حتى الآن أن شقائق النعمان البحرية تحتوي على سم يتكون من سم عصبي وظيفته شل الفرائس الخفيفة مثل الأسماك وسرطان البحر والذي يستخدم أيضًا لحماية شقائق النعمان من الحيوانات المفترسة. بالنسبة للبشر، السم ليس مميتًا ولكنه يمكن أن يسبب التورم. من ناحية أخرى، هناك عدة أنواع من زنابق البحر، بشكل رئيسي الأنواع Actinodendron arboreum و Phyllodiscus semoni وأعضاء عائلة Stichodactylidae التي يمكن أن تكون عنيفة وتسبب من خلال سمها صدمة الحساسية وضعف وظائف الكلى والجهاز التنفسي، وهي حالات قد تتطور إلى إصابة خطيرة للشخص وحتى الموت.
وفي دراسة جديدة أجريت في مختبر البروفيسور يهو موران من معهد سيلفرمان لعلوم الحياة في الجامعة العبرية في القدس، اكتشف الباحثون، الذي نُشر هذا الأسبوع في المجلة المرموقة للأكاديمية الأمريكية للعلوم PNAS، أن زنابق البحر "تثير" سمومها من خلال نظامها العصبي. في الواقع، في عملية تطورية رائعة ومثيرة للدهشة، تم مضاعفة الجينات التي ترمز للببتيدات العصبية (بروتينات صغيرة تنتقل عليها مادة تلعب دورًا مهمًا في نقل الإشارات العصبية)، وبدأت الجينات الجديدة تعمل في السم. النظام بدلاً من الجهاز العصبي لزنبق البحر. عندما تتعرض زنبق البحر لهجوم من سمكة تحاول التهامها، فإنها تحقنها بالببتيدات العصبية التي أصبحت سمومًا، مما يسبب لها الألم. في الواقع، هذه هي المرة الأولى في العلم التي يثبت فيها أن أي حيوان في الطبيعة كان قادرًا على تعبئة السم من جهازه العصبي.
"السم هو أداة هجوم للحيوان الذي تطور مرارا وتكرارا خلال التطور. الثعابين وقناديل البحر وبعض القواقع تمتلك السم ولكن ليس من المؤكد أن أسلاف تلك الحيوانات كان لديه سم على الإطلاق. ومن المعروف أيضًا أن هذا التطوير تم بشكل مستقل. عندما يتطور السم مرات عديدة، تثار الأسئلة حول مصدره، وما هو مصدره، وكيف يمكن لثعبان أو عنكبوت أو دبور أن يمتلك فجأة مزيجًا متطورًا من المواد التي تؤثر على الجهاز العصبي وتضر بالحيوان الذي يهاجمه؟ أسئلة كثيرة، حبر الخفي على الظاهر""، يلاحظ البروفيسور موران.
وعلى الرغم من الغموض المحيط بالسم، إلا أن هذا البحث نجح في كشف التاريخ التطوري الذي سمح لقنافذ البحر، وهي مخلوقات صغيرة وناعمة لا تملك القدرة على الحركة أو الدروع أو الهيكل العظمي، بتطوير آلية دفاع ناجحة. شقائق النعمان البحرية هي مجموعة قديمة من الحيوانات التي كانت من أوائل الحيوانات التي ظهرت على الأرض وتعيش اليوم في جميع أنحاء المحيطات، مما يدل على نجاحها الكبير في استخدام سمها لأغراض الدفاع. "إنه حيوان ذو جهاز عصبي بسيط، بدون دروع وبشكل عام فهي حيوانات ناعمة للغاية، ورغم ذلك منذ مئات الملايين من السنين فقد ظلت على قيد الحياة في كل ركن من أركان المحيطات. يمكن أن يعزى نجاحهم التطوري إلى سمهم. ومن المحتمل أن تكون آلية إنتاج السم هذه مشتركة بين العديد من الحيوانات الأخرى، والسبب الرئيسي لعدم الكشف عنها حتى الآن هو أن القليل جدًا من الدراسات ركزت على الجهاز العصبي لهذه الحيوانات السامة، ولكن بشكل أساسي على سم الثعبان، الذي يمكن أن تكون خطرة على البشر ومميتة." يلخص البروفيسور موران نتائج بحثه.
المزيد عن الموضوع على موقع العلوم:
تعليقات 3
ومن قال أنه ليس لدينا سم؟ لدينا بالضبط نفس البروتينات في كل خلية من خلايا الجسم في عضية تسمى الليزوزوم.
والسبب في أنها ليست سامة هو أنها موجودة في أحد الأعضاء. إذا تمزقت العضية، تموت الخلية. وظيفة هذا العضو هي تحطيم العوامل الأجنبية والبروتينات القديمة. وبقدر ما أعرف، فإن كل كائن حي لديه مثل هذه العضيات في كل خلية من خلايا جسمه. إن القفز من الليزوزوم إلى السم الفعلي هو ببساطة مسألة تركيز أكبر. لا شيء من هذا جديد.
مرحبًا، أنا حيوان ضعيف، جميل المنظر، ولذيذ المذاق... ولكن، يجب أن أخترع شيئًا من شأنه أن يحميني، شيئًا سيهزم الأقوياء...مممم
يوجد! اسس! السم! ثور! يضر بجهازهم العصبي.. نعم! حقا جيمس بوند سلوك الطبيعة..
فكم يمكن أن يكون أسرى في هذه النظرية... وبالتحديد كان الإنسان في بداية تطوره هو الأضعف بين جميع الحيوانات، لكنه اختار أن يجتهد ويحرص على تطوير خلايا في الدماغ ليحصل على الغداء، بدلاً من أن يطور سماً ليقتل فوراً وفي تلك المناسبة أيضاً وجبة. ... عفوًا، خطتي ساءت، فكرت الزرافة، أردت شيئًا يقتل من فوق...
وكما نعلم، هناك العديد من الحيوانات السامة، حتى أن بعضها يحتوي على لحوم سامة لكل من يحاول أكلها، ولكن معظم الحيوانات السامة مزودة بآليات متطورة مثل...أجراس تنطلق بسرعة مثل مخروط البحر السام ، أو الخلايا التي تنفجر وتطلق السم مثل... قنديل البحر وعادة ما يكون لها حفظ مجهري عكسي، أي لا يمكن إزالتها دون تلف أو تمزق الأنسجة، وهناك أمثلة كثيرة، فهي نفسها محصنة ضد سمومها وأقل لذلك ضد الآخرين.