متى قلنا وداعا للقرود؟ بسبب طفرة صغيرة واحدة، ضعف الفك البشري - ونما الدماغ * البروفيسور يوئيل ريك: من الأرجح أن نفترض أن الدماغ نما أولا، وعندها فقط تقلص نظام المضغ
وكالات الأنباء ويوفال درور وهآرتس وفويلا!
على اليمين: جمجمة بشرية؛ اليسار: جمجمة الشمبانزي. طفرة حدثت منذ حوالي 2.4 مليون سنة
بقلم يوئيل راك
أفاد باحثون أمريكيون مؤخرًا عن اكتشاف طفرة تسببت في انخفاض كتلة عضلات الفك لدى أسلاف الإنسان منذ حوالي 2.4 مليون سنة. ويقول الباحثون إن تقلص العضلات يسمح للدماغ البشري بالنمو. لكن السيناريو الأكثر منطقية هو أن الأمور حدثت عكس ذلك تماما
إن قصة التطور البيولوجي لجنس الإنسان - نحن، الإنسان العاقل، آخر الأنواع في سلسلة الأنواع، والوحيدون الذين بقوا على قيد الحياة - تتلخص "إجماليًا" في تغيير نظامين للجسم، والذي يمكن أن يكون باختصار وببساطة: حجم الدماغ يتزايد، ونظام المضغ بكل مكوناته يتقلص.
التغيير المهم الآخر الذي حدث في تاريخ تطور الفرع البشري (عائلة الإنسان) منذ انفصاله عن الشمبانزي - الانتقال إلى المشي المنتصب - سبق ظهور جنس الإنسان بسنوات عديدة وعلى أية حال سبقت بداية نمو الدماغ بكثير. لقد حدث تبني المشي المنتصب في وقت مبكر جدًا، بالقرب من نقطة الانفصال عن فرع الشمبانزي، منذ حوالي 7-5 ملايين سنة. بمعنى آخر، كان الفرع بأكمله تقريبًا، بكل فروعه العديدة واللاحقة، مجهزًا منذ فترة طويلة بآلية الحركة الخاصة هذه.
كل هذا معروف لنا اليوم بفضل شهادة الحفريات. بالمناسبة، هذا الواقع لم يكن هو الذي رآه داروين أمام عينيه. في كتابه "لا توجد حفريات"، اقترح داروين ربط المشي المنتصب بزيادة حجم الدماغ، مع الأخذ في الاعتبار نظامين يعتمدان على بعضهما البعض ويحفز كل منهما تطور الآخر: تحرير اليدين من دعم الجسم وإتاحتهما لقدرة الدماغ التي تتطلب نموه. ومن ناحية أخرى، يتطلب الدماغ الأكبر تحريرًا أكبر لليدين.
عضلات كبيرة وعقل صغير
ويكاد يكون من البديهي أن زيادة حجم الدماغ وانقباض جهاز المضغ لهما تأثير بعيد المدى على الشكل العام للجمجمة. تؤدي الزيادة في حجم الدماغ إلى نمو صندوق الدماغ، واستدارة محيطه واستقامة وتقدم الجبهة فوق محجر العين (الشكل 1). تؤدي زيادة الحجم إلى زيادة العرض الأقصى للجمجمة إلى أعلى بكثير من قاعدتها، أي أعلى بكثير من مستوى فتحات الأذن. من ناحية أخرى، يتم التعبير عن تقلص نظام المضغ وانخفاض حجم الفكين في انغماس الفكين في الوجه. الأنف والذقن البارزان - إحدى العلامات المميزة لجنس الإنسان العاقل - ليسا أكثر من نتيجة ثانوية لهذا الترسيب.
ومن ناحية أخرى، في الشمبانزي، كما هو الحال في العديد من القرود الأخرى التي لم تخضع للتغيير الموصوف، يظل حجم الدماغ صغيرا والفكين كبيرين وبارزين. وبالتالي فإن صندوق الدماغ مسطح ومنخفض. الجبهة، عند النظر إليها من الجانب، تكون أفقية بالكامل تقريبًا. وعند النظر إليها من الخلف، يكون لصندوق الجمجمة مخطط يشبه الجرس، أقصى عرض له منخفض، بالقرب من قاعدة الجمجمة، على مستوى فتحات الأذن. من ناحية أخرى، فإن حجم أقواس الأسنان يتسبب في بروز مركز الوجه للأمام، حتى لا يكون هناك أي أثر للذقن أو أنف بارز.
هذا المزيج من حجم الدماغ الصغير ونظام المضغ الكبير (والعضلات الضخمة التي تنشطه) يعني أن العضلات الجانبية للشمبانزي، والتي ترتبط بجانبي صندوق الدماغ مثل المراوح الكبيرة (وظيفتها هي رفع الفك السفلي و (جمع الأسنان السفلية مع العلوية) وتلتقي مع بعضها البعض في أعلى الجمجمة. في بعض الأحيان، خاصة عند الذكور، يكون التفاوت بين حجم جهاز المضغ وعرض الدماغ كبيرًا جدًا، بحيث ينمو نتوء عظمي في أعلى الجمجمة؛ والغرض منه هو زيادة المساحة السطحية للعظم الذي يعمل بمثابة قاعدة أمامية لألياف العضلة العملاقة المروحة.
وبطبيعة الحال، الإنسان مجهز أيضًا بهذه العضلات، لكن حجمها المتواضع من هنا، وحجم الدماغ الضخم من هنا، يعني أن مسافة طويلة تفصل بين المروحة العضلية في الجانب الأيمن والتي على اليسار. ترتبط العضلات فقط بجانب الدماغ ولا تلتقي أبدًا عند قمتها. علاوة على ذلك، كشف الفحص المجهري للمقطع العرضي للألياف العضلية منذ زمن طويل أن جزءًا معينًا من الألياف لدى الإنسان رقيق و"متدهور" مقارنة بأجزاء الشمبانزي أو القرود الأخرى.
من الواضح إذن أن تغيرًا كبيرًا في نظام المضغ قد حدث في وقت ما على طول خط التطور البشري. حتى وقت قريب، كانت الحفريات هي الوحيدة التي تقدم الجواب. علمتنا هذه أن فترة طويلة من التاريخ التطوري للإنسان تميزت بوجود مخلوقات ذات نظام مضغ بدائي مثل نظام الشمبانزي. كانت أقواس الأسنان لدى هؤلاء البشر الأوائل طويلة، وكانت عضلات المضغ التي تحرك نظام الفك أيضًا، كما هو متوقع، متطورة وكبيرة (نعرف هذا بناءً على الندوب التي تركوها على العظام). من أعلى الجمجمة، لم تكن هذه ظاهرة شائعة فحسب، بل كان حجمها يتطلب أيضًا في كثير من الأحيان تطور كاربولا العظم في الجزء العلوي من الجمجمة. ويظهر هذا التشريح بوضوح في مجموعة مهمة من الجماجم التي تنتمي إلى نوع "لوسي" الشهير، وهو نوع يعرف باسم "أسترالوبيثكس أفارينيسيس" (الشكل 2). كان تشريح جمجمة أفراد هذا النوع بدائيًا جدًا لدرجة أنه من المعتاد الإشارة إليهم باسم "الشمبانزي الذي يمشي منتصبًا".
معظم ما نعرفه اليوم عن "أسترالوبيثكس أفارينيسيس" يأتي من موقع جيولوجي رائع في شمال إثيوبيا، في المنطقة المعروفة باسم "عفار". البقايا الأحفورية لأسترالوبيثكس تعود إلى طبقات جيولوجية يتراوح عمرها بين 3 و4 ملايين سنة. في هذه الطبقات لا يوجد حتى أثر للأدوات المتينة. لم يكن حجم دماغ الأسترالوبيثكس الصغير (حوالي 500 سم مكعب، على غرار الشمبانزي) كافيًا لإنتاجها. في أعلى التسلسل، في الطبقات الجيولوجية الأحدث (2.3 مليون سنة)، تم اكتشاف العديد من الأدوات الحجرية (وإن كانت بسيطة وخامة، كما هو متوقع من هذه الأدوات القديمة) بالقرب من بقايا الإنسان الذي ربما كان مسؤولاً عن إنتاجها. على الرغم من أن الحنك وقوس الأسنان المجاور له فقط هو الذي نجا من هذا الإنسان، إلا أنهما كانا كافيين لإثبات أنهما أقصر بكثير من قوس الأسنان الذي يميز الأنواع السابقة في نفس الموقع (الشكل 3).
ليس هناك شك في أن هذا الفك ينتمي بالفعل إلى نوع من هومو ("Homo abilis") وهو أقدم دليل على تقلص نظام المضغ. ولذلك فمن السهل إثبات أن حدث الانكماش حدث في الفترة الزمنية ما بين 3 ملايين سنة قبل عصرنا - زمن وجود آخر أسترالوبيثكس أفارينسيس في الموقع - و2.3 مليون سنة قبل عصرنا، عصر الطبقات التي تحتوي على الفك القصير والأدوات الحجرية البسيطة.
التحول التشريحي
وقد تصدرت هذه النتائج عناوين الأخبار مؤخرًا مرة أخرى، لكن الاهتمام بها هذه المرة يأتي من اتجاه جديد ومثير للدهشة. وفي دراسة نشرت قبل بضعة أسابيع في مجلة "الطبيعة"، أفاد هانسيل ستيدمان وزملاؤه من كلية الطب بجامعة بنسلفانيا عن اكتشاف طفرة في الجين البشري، وهي المسؤولة عن "تنكس" الجينات. عضلات المضغ وتقليل كتلتها (الجين قبل الطفرة هو الذي خضع لتأثيره لدى الشمبانزي والعديد من القرود الأخرى وأشباه البشر الأوائل). وتمكن الباحثون من حساب وقت حدوث الطفرة: ويقدرون أنها حدثت قبل حوالي 2.4 مليون سنة، وهو تاريخ يتوافق مع الاستنتاجات المستندة إلى نتائج الحفريات.
إن اكتشاف الباحثين من جامعة بنسلفانيا مثير للإعجاب، لكنهم لم يتوقفوا عند هذا الحد وقدموا تفسيرا ساذجا يثير أكبر قدر من الانتقادات لأبحاثهم (رغم أنه لا ينتقص كثيرا من جودته). يعزو الباحثون أهمية أكبر بكثير لصقل العضلات مما قد يكون متوقعا. ومع انخفاض كتلة العضلات الماضغة وتقلص مساحة قبضتها على الجمجمة، تم إزالة حاجز زيادة حجم الدماغ، في رأيهم. إنهم يعتبرون أن تغطية صندوق الدماغ بعضلات المضغ الكبيرة، التي تلتقي في قمتها، هي العائق الرئيسي أمام نمو الدماغ - وهو نوع من الخوذة التي تحد من النمو. ووفقا لهم، فإن الطفرة العرضية، التي أدت إلى تقليص العضلات، كانت العامل الرئيسي في إزالة تلك الخوذة الظالمة.
لماذا ربما يكون هذا التفسير خاطئا؟ أولاً، مع نمو الفرد، يصل الدماغ إلى حجمه الأقصى قبل فترة طويلة من اكتمال نمو عضلات المضغ؛ وبعبارة أخرى - قبل وقت طويل من أن تصبح قيدًا. ولكن أبعد من ذلك بكثير، هناك سيناريو منطقي آخر أكثر انسجاما مع الطريقة التي يعمل بها التطور، وهو أكثر منطقية ومعقولية من السيناريو المقترح. وفقًا لهذا السيناريو، حدثت التغييرات بالترتيب المعاكس: الزيادة في حجم الدماغ واستخدام الأدوات التي أعقبت هذا التحول أدت إلى حقيقة أن جزءًا كبيرًا من معالجة الطعام (التقطيع والسحق والتفتت) لم يتم بواسطة الإنسان. الأسنان والفكين (وهذا كان دورهم منذ الأزل) ولكن خارج الفم بواسطة الأدوات.
في مثل هذه الحالة، يصبح وجود نظام مضغ كبير وضخم فجأة عيبًا مرهقًا. وفي الواقع، فإن أي شخص يجد طريقة لتقليص النظام الذي أصبح زائداً عن الحاجة، يصبح ميزة واضحة. تجدر الإشارة إلى أن العملية داروينية - وليس تقليل استخدام النظام هو الذي يؤدي إلى تقليله. الطفرات العرضية هي التي تجعل التغيير ممكنًا، وذلك بفضل الفائدة التي تجلبها في تحسين نظام المضغ. وتمكن الباحثون من العثور على طفرة واحدة، وبطريقة متطورة قدموا أيضا الوقت الذي حدثت فيه، لكن لا شك أن هذه ليست النقطة الوحيدة في الأمر. إن انقباض جهاز المضغ على كافة مكوناته (العضلات، عظام الفك، الوجه والأسنان) هو تحول تشريحي وظيفي أساسي، لا ينجم عن تغير في جين واحد فقط.
المؤلف أستاذ التشريح البشري والتطور في كلية الطب بجامعة تل أبيب
الرابط المباشر لهذه الصفحة: https://www.hayadan.org.il/humanomtation.html
يسمح للرجل من القرد - طفرة واحدة
27/3/04
البشر ينحدرون من القرود حسب نظرية التطور. ولكن ما هو الحدث التطوري الذي تسبب في انفصالهما؟ ظل هذا السؤال يراود العديد من الباحثين منذ سنوات طويلة، والآن يدعي مجموعة من الباحثين من الولايات المتحدة الأمريكية أن لديهم أول دليل قد يؤدي إلى الإجابة. ووفقا لهم، فإن طفرة في أحد الجينات المشتركة بين البشر والقردة تسببت في ضعف وتقلص عضلات الفك. أدى هذا التخفيض إلى خلق مساحة إضافية في الجمجمة للدماغ وأدى إلى نموه، وهو الأمر الذي سمح للبشر بالتطور والتقدم، مقارنة بالقردة العليا. "إنها نظرية مثيرة للاهتمام. يقول البروفيسور أفيتار نيبو، رئيس معهد التطور في جامعة حيفا: "من الصعب إثبات ذلك على وجه اليقين، لكنه مثير للتفكير".
الدراسة التي نشرت أمس في مجلة "نيتشر" العلمية، قام بكتابتها مجموعة من علماء الأحياء وخبراء الطب التجميلي من جامعة بنسلفانيا ومستشفى فيلادلفيا للأطفال. واختبر الباحثون عائلة من الجينات المعروفة باسم "MYH"، بما في ذلك جين معين يسمى "MYH16". هذا الجين مسؤول عن تكوين بروتين "الميوسين"، وهو البروتين الرئيسي للألياف العضلية. عندما اختبروا الجين في عضلات الفك لدى القردة العليا (الغوريلا، والشمبانزي، وما إلى ذلك)، اكتشفوا أنه تم التعبير عنه بالكامل. لكن عندما اختبروا الجين الموجود في عضلات الفك لدى البشر، اكتشفوا أنه يظهر مع طفرة تمنع تراكم البروتين في عضلات الفك - والتي تتسبب في إضعاف عضلات الفك لدى الإنسان مقارنة بتلك الموجودة لدى القردة.
ومن الآن فصاعدا، يعتقد الباحثون أن عملية تطورية رائعة بدأت. ووفقا لهم، هناك علاقة بين تطور العضلات أو ضعفها وبنية العظام. أدى ضعف عضلات الفك إلى تقليص عظام الفك السفلي وإتاحة مساحة في الجمجمة. وامتد العقل إلى الفضاء الذي أخلى، فتنمو وتثري قدرات الإنسان. وتشير الحسابات التي أجراها الباحثون إلى أن الطفرة حدثت قبل حوالي 2.4 مليون سنة، وهو تاريخ يتوافق مع النتائج الأخرى التي تشير إلى أن البشر القدماء بدأوا في ذلك الوقت في استخدام الأدوات.
يقول البروفيسور نيبو: "يقوم الباحثون بتعميم كبير جدًا". "إن النتائج التي توصلوا إليها فيما يتعلق بالطفرة مثيرة للاهتمام، وربما تكون دقيقة. لكن السؤال الذي يطرح نفسه هو ما إذا كان هذا يفسر بالفعل التغيرات التطورية التي حدثت عند البشر. هناك الكثير من المضمون في النظرية، ولكن من ناحية أخرى، ليس هناك ثقة في أنها تصف ما حدث بالفعل، لأنها مذنبة بافتراضات أساسية لا يوجد إجماع عليها. على سبيل المثال، يدعي نيفو أن حساب الفترة الزمنية التي حدثت فيها الطفرة يمثل مشكلة.
كما يختلف خبراء آخرون في مجال التطور في آرائهم بشأن النظرية الجديدة. "إن الادعاء الذي قدمه الباحثون يتعارض مع جميع أسس التطور. وقال البروفيسور إيفان لوفجوي من جامعة كينت في أوهايو، في مقابلة مع وكالة أسوشييتد برس للأنباء: "إن الطفرات من هذا النوع يجب أن يكون لها عواقب أقل بكثير مما تم وصفه".
من ناحية أخرى، أبدى البروفيسور ميلفورد وولفوف من جامعة ميشيغان، والذي يتعامل مع الأنثروبولوجيا البيولوجية، إعجابًا أكبر: "هذا ببساطة بحث رائع. أمامنا تدفق مشترك للأدلة الجينية باستخدام الأدوات التي تم إنشاؤها قبل 2.4 مليون سنة."
وكتب البروفيسور بيت كاري، المتخصص في علم الأحياء التطوري في معهد أبحاث في سيدني بأستراليا، افتتاحية مصاحبة للدراسة. ويأمل أن يؤدي منشوره إلى موجة جديدة من الأبحاث التي تتناول المقارنة الجينية بين البشر والقردة العليا. "لقد جادل البعض بأن مثل هذه المقارنة بين الحمل الجيني البشري وتلك الموجودة في الشمبانزي ستكشف عن اختلاف يبلغ حوالي 40 مليون قاعدة كيميائية. إن العمل على تحديد الاختلافات التي كانت مرتبطة مباشرة بتحولنا إلى بشر يمكن أن يكون مرعبا في حجمه." لكن، بحسب قوله، بدأ عمل من هذا النوع بالفعل، وقد يفتح لنا نافذة جديدة لفهم الطريقة التي تطور بها الجنس البشري.
إنهم يعرفون التطور - صعود الإنسان
للحصول على الأخبار على موقع أخبار ياهو
https://www.hayadan.org.il/BuildaGate4/general2/data_card.php?Cat=~~~799807045~~~51&SiteName=hayadan
