وفي مختبر الدكتورة ميتال أورين سويسا في معهد وايزمان، اكتشف الباحثون أن الديدان الذكور تتعلم بشكل أقل من خلال الخبرة مقارنة بالإناث، كما اكتشفوا مستقبلاً عصبياً مسؤولاً عن الاختلاف بين الجنسين وهو محفوظ أيضاً لدى البشر.
في المجتمع البشري، يُنظر إلى الرجال أحيانًا على أنهم أشخاص مغامرون في حين أن النساء أكثر حذرًا. الافتراض الأساسي لعلم النفس التطوري هو أن هذه الاختلافات تطورت لمواجهة التهديدات والاحتياجات الفريدة لكل نوع. ورغم أن هذه التعميمات ثنائية وبسيطة للغاية بحيث لا يمكن وصف السلوك البشري المعقد ومتعدد الأبعاد بدقة، فإننا قد نجد في الحيوانات اختلافات حادة وواضحة بين الإناث والذكور، حتى في المخلوقات البسيطة مثل الديدان. وفي دراسة جديدة، والتيوقد نشرت نتائجه في المجلة العلمية طبيعة الاتصالاتأثبت العلماء في معهد وايزمان للعلوم أن الديدان الذكور تتعلم بشكل أقل من الخبرة وتجد صعوبة في تجنب المخاطرة - حتى على حساب حياتها - وأن هذه القدرة تتحسن إذا أتيحت لها الفرصة للتزاوج مع إناث من الجنس الآخر. وقد تمكن العلماء أيضًا من التعرف على بروتين محفوظ في التطور من الديدان إلى البشر، والذي من المرجح أن يكون مسؤولاً عن الاختلاف في القدرة على التعلم بين الأنواع.
الديدان الصغيرة من هذا النوع جيم ايليجانس وهي تشكل نموذجاً جيداً لدراسة الفروقات الجينية الأساسية بين الجنسين، لأن الجنس فيها يتحدد بالجينات، دون تأثير الهرمونات والعوامل الأخرى. تنقسم الديدان إلى جنسين، الذكور والخنثى. والأخيرة هي إناث تنتج أيضًا أمشاجًا ذكورية وقادرة على تخصيب نفسها أو التزاوج مع ذكر. تمتلك الديدان الصغيرة نظامًا عصبيًا بسيطًا يتضمن بضع مئات من الخلايا العصبية فقط، وهي الكائن الحي الوحيد حتى الآن الذي تم رسم خريطة لجميع الوصلات العصبية في دماغه في كلا الجنسين. في وقت مبكر من الحياة، لا يوجد فرق في الاتصالات العصبية بين الجنسين، وهذه لا تظهر إلا بعد النضج الجنسي. في مختبر الدكتور ميتال أورين سويزا ويستغل قسم علوم الأعصاب في معهد وايزمان للعلوم الفرصة التي توفرها الديدان الصغيرة للكشف عن الاختلافات الأساسية بين الأنواع في الدماغ والجهاز العصبي.
وفي الدراسة الجديدة، ركز العلماء على الاختلافات بين الجنسين في عمليات التعلم. تتغذى الديدان الصغيرة على البكتيريا، ومن المؤسف أنها تنجذب بشكل خاص إلى رائحة البكتيريا المسببة للأمراض، والتي تضر بها إذا تم تناولها. هل سيتعلمون كيفية تجنب ذلك؟ بدأ فريق البحث، بقيادة طالب الدكتوراه سونو بيديكيل كوريان من مجموعة الدكتور أورين-سويسا، التجربة بمرحلة "تدريب" حيثُ زُرعت ديدان من كلا الجنسين بشكل منفصل على وسط البكتيريا الضارة. بعد مرحلة التدريب، نُقلت الديدان إلى طبق "اختبار" حيثُ كان بإمكانها اختيار تناول الطعام من وسط البكتيريا السامة أو من وسط أقل جاذبيةً يحتوي على بكتيريا مغذية وغير مسببة للأمراض. في حين أن الإناث تعلمت بسرعة ربط رائحة البكتيريا الضارة بالمرض الذي تُسببه واختارت تناول الطعام من الوسط الآخر، إلا أن معظم الذكور لم يتعلموا ذلك واستمروا في الانجذاب إلى البكتيريا الضارة، على الرغم من أنهم أصيبوا بالمرض بنفس القدر - حيث استقرت البكتيريا في جهازهم الهضمي وأفرزت سمومًا وحفزت استجابة مناعية. عندما انتظر العلماء وقتًا طويلًا بشكل غير معتاد، تمكن عدد قليل من الذكور أخيرًا من تعلم تجنب البكتيريا الضارة، ولكن هذا لم يحدث إلا بعد إصابتهم بالعدوى ومرضهم، ومات الكثير منهم.
وقد دفعت هذه النتائج العلماء إلى البحث عن الاختلافات في نشاط الجهاز العصبي بين الجنسين. يوجد في الدودة نوعان من الخلايا العصبية المسؤولة عن الإحساس بروائح معينة - النوع الأول مسؤول عن إحداث شعور بالانجذاب، والنوع الآخر مسؤول عن إحداث شعور بالنفور. عندما يتم تنشيط هذه الخلايا العصبية، فإنها تمتلئ بأيونات الكالسيوم، ولأن الديدان الصغيرة شفافة، يمكن وضع علامة على هذه الأيونات ومراقبة نشاط الخلايا العصبية. وهكذا حدد العلماء أنه لدى الإناث، وعندهن فقط، زاد نشاط الخلية العصبية المسؤولة عن الشعور بالاشمئزاز بشكل ملحوظ بعد المرض الذي تسببه البكتيريا المغرية؛ ومن المرجح أن هذه هي الطريقة التي طوروا بها تكييفًا أدى بهم لاحقًا إلى اختيار مصدر مختلف للغذاء.
تعلم من الأمعاء
وفي المرحلة التالية من الدراسة، حاول العلماء فهم مصدر الاختلاف بين الأنواع على المستوى الجيني والجزيئي. "لقد استخدمنا أساليب الهندسة الوراثية لإنشاء دودة أنثى بنظام عصبي ذكري ولاحظنا أن قدرتها على التعلم انخفضت"، كما يصف بيديكيل كوريان. من ناحية أخرى، لكي يبدأ الذكور بربط المرض في الجهاز الهضمي برائحة البكتيريا، لم يكن تغيير جنس جهازهم العصبي كافيًا؛ بل كان علينا أيضًا تغيير جنس الجهاز الهضمي. قادتنا هذه النتيجة، وغيرها، إلى افتراض وجود تواصل بين الجهاز الهضمي والجهاز العصبي الذكري، على سبيل المثال من خلال الببتيدات العصبية - وهي بروتينات قصيرة ترتبط بالخلايا العصبية وتؤثر عليها - وأن هذا التواصل يؤدي إلى تثبيط قدرتهم على التعلم.
بمساعدة معهد كراون للجينوم التابع لمعهد وايزمان للعلوم، درس فريق البحث كيفية تغير التعبير الجيني لدى الذكور الذين نجوا من التعرض لكلا النوعين من البكتيريا - أي أولئك الذين تعلموا تجنب الخطر - ووجدوا انخفاضًا في التعبير عن مُستقبِل يُسمى npr-5 في أدمغتهم. عندما أنتج العلماء ذكورًا بدون هذا المُستقبِل، تعلموا بنجاح - وعندما استعادوه في الخلايا العصبية الحسية فقط، فُقدت القدرة على التعلم مرة أخرى. من هنا، استنتجوا أن هذا المُستقبِل مسؤول عن تثبيط التعلم الحسي لدى الذكور.
إن التعلم من الخبرة وتنمية الشعور بالنفور من عوامل الخطر أمر مهم للبقاء على قيد الحياة. فلماذا يتم قمع هذه القدرة عند الذكور؟ من المعروف أن ذكور الديدان تتخلى عن الطعام بحثًا عن شريك، ومن المحتمل أن دافعها للتكاثر يفوق ضغوطًا تطورية أخرى، مثل الحاجة إلى تجنب الخطر، كما يتكهن الدكتور أورين-سويسا. "من النقاط المثيرة للاهتمام التي اكتشفناها في هذا السياق ما حدث عندما سمحنا لذكور الديدان بالتزاوج خلال مرحلة "التدريب" مع إناث من الجنس الآخر - فقد لاحظنا تحسنًا في قدرتها على التعلم من التجربة." "في الواقع، يمكننا القول إن المستقبل الذي حددناه هو المسؤول عن إعطاء الذكور الأولوية للتكاثر على التعلم من الخبرة في نظام اتخاذ القرار الخاص بهم."
المستقبل الذي حدده العلماء في الديدان له نظيره في الثدييات والبشر. يتم تنشيط المستقبل في الثدييات بواسطة ببتيد عصبي يعرف باسم NPY، والذي تم ربطه سابقًا بمشاعر التوتر، والسيطرة على الأكل، والعديد من العمليات الأخرى. يقول الدكتور أورين-سويسا: "سبق أن ثبت أن الفئران لديها مستويات أقل من NPY مقارنةً بالجرذان، وافترض أن هذا هو سبب حساسيتها للتوتر استجابةً للخطر". ويضيف: "تتوافق هذه الفرضية تمامًا مع نتائجنا التي تُظهر أن النفور من الخطر لدى الديدان يصاحبه انخفاض في التعبير عن هذا المستقبل". "الأمراض البشرية مثل اضطراب ما بعد الصدمة والقلق، والتي تنطوي على مشاعر سلبية تجاه التهديدات المتصورة، هي أكثر شيوعا بين النساء، وعلى الرغم من أن السلوك البشري أكثر تعقيدا بكثير، فإن البحث يضع الأساس لفهم الاختلافات بين الجنسين حتى في المخلوقات المعقدة."
وشارك في الدراسة أيضًا الدكتور رضوان الحق والدكتور عساف جات من قسم علوم الأعصاب بالمعهد.
المزيد عن الموضوع على موقع العلوم:
الاستجابة المناعية للديدان
المرادفات:
المقاومة المناعية، المناعة المكتسبة، الذاكرة المناعية، الاستجابة لمسببات الأمراض، الدفاع المناعي، الاستجابة التفاضلية بين الأنواع، استجابة الجهاز المناعي، التعلم المناعي
