من المعروف منذ زمن طويل أن الفئران والخفافيش هي أقارب تطورية؛ في الآونة الأخيرة، نجحت مجموعة من العلماء في مبادلة عناصر التحكم الجيني في الفأر مع تلك الموجودة في الخفافيش - وإنشاء فئران ذات أرجل أمامية طويلة، تشبه الخفاش
يعرف كل طفل أن الخفاش هو فأر ذو أجنحة، كما أن الأدلة التطورية تبرر حدسه. تطورت الخفافيش من الفئران منذ 80 إلى 100 مليون سنة، لكن البنية العامة لأجسامها تظل مشابهة لتلك الموجودة في الفئران القديمة. وعلى الرغم من ذلك، هناك فرق ملحوظ بين الفأر والخفاش وهو بالطبع الأجنحة. طوال التطور، تطورت الأرجل الأمامية للفئران القديمة، وتم تمديد كل إصبع قدم إلى حد كبير وتوجيهه إلى الأمام. ويتكون بين الأصابع غشاء يشبه غشاء الحيوان، وعندما يفرد الخفافيش أصابعه ينتشر الغشاء ويشكل جناحاً.
وفي الدراسات التي أجريت في المختبرات حول العالم، تمكنا من اكتشاف أن الأرجل الأمامية للخفافيش والفئران تتطور بطريقة مماثلة في المرحلة الجنينية المبكرة. وفي الوقت نفسه، في مرحلة معينة من التطور الجنيني، تبدأ أرجل الخفافيش في الاستطالة بشكل غير متناسب مع بقية الجسم. ستشكل هذه الأرجل الطويلة الهيكل العظمي الذي سيمتد عليه غشاء الجناح المرن.
أحد الجينات المشتبه بها في استطالة الأطراف هو Prx1. ومن المعروف أن هذا الجين هو المسؤول عن إطالة الأطراف، وتولد الفئران الطافرة التي يكون غير نشط فيها ميتة، بأطراف قصيرة للغاية. الطفرات التي تضعف نشاط الجين تمنع الأطراف من الاستطالة في الفئران. لكن الطفرات يمكن أن تحدث ليس فقط في الجين نفسه. يمكن أن تحدث أيضًا في جينات أخرى تزيد أو تقلل من نشاط Prx1، أو حتى في مناطق الحمض النووي التي ليست جينات في حد ذاتها، ولكن لا يزال من الممكن، بسبب وجودها، أن تؤثر على نشاط جينات مختلفة. تسمى هذه المناطق معززات (من الأسماء، أو من الاسم المفرد)، لأنها تحفز جينات مختلفة لنشاط أكبر.
وادعى الباحثون أن عظم الخفافيش يسبب فرط نشاط الجين، وكنتيجة مباشرة لهذا تطول ساق جنين الخفافيش، حتى نمط الجناح الذي نعرفه. ومن أجل إثبات ادعائهم، استخدموا أجنة الفئران المعدلة وراثيا، حيث تم استبدال عظم الفأر بالعظم الموجود في الخفافيش. في الواقع، وفقًا لفرضيتهم، كانت أرجل الفئران ذات عظم الخفافيش أطول من أرجل الفئران العادية.
وتظهر نتائج الدراسة أن التغيرات التطورية يمكن أن تحدث ليس فقط في الجينات، ولكن أيضا في طرق التعبير عن الجينات. عندما يتم التعبير عن بعض الجينات بشكل أكثر أو أقل من الطبيعي، فإن التأثير على الجنين النامي يمكن أن يكون دراماتيكيًا ويؤدي إلى خلق أنواع مختلفة تمامًا من الكائنات الحية. يمكن أن يتقدم التطور في خطوات صغيرة - من خلال التغيرات في الجينات نفسها، ولكنه يمكن أيضًا أن يقفز إلى الأمام بقفزات كبيرة، نتيجة لحدوث طفرات في وسائل التحكم في الجينات المختلفة. ولا شك أن الطفرات من هذا النوع ساعدت في تطور الفأر إلى الخفافيش.
رابط عدد المجلة التي نشر فيها المقال
المزيد على موقع العلوم:
تعليقات 16
مبدأ الاحترام. (في سياق كلام روي).
ظاهرة تتكرر في الطبيعة أكثر من مرة، مثال الطاووس مثال رائع تم استخدامه كثيرًا.
إن الذيل الكبير والبارز للطاووس يزيد من فرصه مع إناث هذا النوع، ولكن إذا هرب من حيوان مفترس، فإن الذيل الأخرق قد يعمل ضده...
هناك جميع أنواع الميزات التي وجد أنها منتشرة على نطاق واسع بين السكان على الرغم من أن لها أيضًا عيبًا.
قبل بضع سنوات، أبلغوا عن جين آخر، BMP2، والذي تسبب في ظاهرة مماثلة:
* مقال على موقع newscientist.com
* مقال على موقع واي نت
ما الجديد،
تحدث آلية امتصاص الأكسجين عبر الماء على وجه التحديد عن طريق الخياشيم فقط (على حد علمي). لا أرى طريقة بسيطة تمكن الرئتين من إنتاج الأكسجين من الماء، أو أن آلية لا تتضمن الخياشيم يمكنها إنتاج الأكسجين من الماء الذي يمر عبر الفم. وبما أن الخياشيم ليست آلية بسيطة، أعتقد أنه لن يكون من السهل على الثدييات البحرية أن تتطور في هذا الاتجاه. وحتى لو حدث ذلك، فمن المرجح أن يستغرق الأمر عشرات الملايين من السنين.
ومع ذلك، أُعطيت النبوءة للحمقى. من يستطيع أن يقول على وجه اليقين ما الذي سيحدث عندما يتم إنشاء طفرات عشوائية و"اختناقات"؟
يائيل بيتر,
أتفق مع ما قلته، ولكن أود أن أصحح لك نقطة صغيرة. هناك حيتان ذات قرون. هؤلاء هم ذكور كركدن البحر، ويظهرون سنًا يزيد طوله عن ثلاثة أمتار. يبرز هذا السن للأمام وللخارج من رؤوسهم، تمامًا مثل القرن.
تفترض النظرية الشائعة لوجود أسنان كركدن البحر أنه ليس لديها أي ميزة حقيقية للبقاء على قيد الحياة، تمامًا مثل ذيل الطاووس. لقد تطورت من "الانتقاء الجنسي"، حيث تم اختيار الذكور الذين كانت أسنانهم أكبر من الذكور الآخرين - وبالتالي تم تحديد السمة التي تزيد من طول السن في كل جيل.
لذلك يمكن للتطور أيضًا أن يعزز سمات إشكالية، هنا وهناك، بما في ذلك الحيتان ذات القرون.
ما الجديد،
كما تتكون بقية أجزاء جسم كل حيوان. ومع مرور السنين، تحدث طفرات صغيرة وعشوائية في الخلية. مقابل كل مليون خلية يتم تكوينها، هناك أيضًا خلية واحدة "تالفة" مختلفة قليلاً. أي تغيير بسيط من هذا القبيل لا يمكن ملاحظته في نفس الجيل أو حتى 5 أجيال ذهابًا وإيابًا، لكن على المدى الطويل هذه التغييرات التي تضاف إليها تغييرات أكثر تسبب فرقًا كبيرًا، مما يسبب فرقًا بين الحيوان والحيوان.
من المحتمل أن جميع الحيوانات على هذا الكوكب لها سلف مشترك واحد وهو الخلية الأولى التي تمكنت من البقاء على قيد الحياة.
وبالنسبة لسؤالك، فإن "الكيفية" ليست ذات صلة هنا، لأن الطبيعة ليس لها في الواقع هدف أو غرض أو وجهة. التطور ليس مقصودًا بل عشوائيًا (الطفرات تنطبق بشكل عشوائي). ما هو أكثر تكيفا مع البيئة يبقى، وما هو أقل تكيفا مع البيئة ينقرض من العالم.
الزعنفة الظهرية للحيتان تساعدها على الحفاظ على ثباتها وبالتالي تطورت الميزة وبقيت في الحيوان. على سبيل المثال، إذا ولد حوت ذو قرون عن طريق الخطأ، فلن ينجو ولن ينقل جينات القرون إلى الأجيال القادمة.
آمل أن أجبت على سؤالك
روي
شكرا على التوضيحات والمصادر
لقد تعلمت وأصبحت أكثر حكمة
لم أقصد أن يفتح اللوياثان خياشيم مثل الأسماك
يكفيهم أن يمتصوا الأكسجين عن طريق الفم أو الرؤية.
بيتر
تتفق معي في أن سلف الطاغوت الذي عاش على الأرض لم يكن لديه زعنفة ظهرية.
لقد تطورت أثناء التطور في الماء من العدم.
كنت مهتمًا بمعرفة كيف حدث ذلك.
ولا أختلف معك في أهمية الزعنفة الظهرية لاستقرار الحركة في الماء.
ما الجديد،
لنبدأ بالإجابة على سؤالك الثاني. "هل ستبدأ الحيتان في امتصاص الأكسجين مباشرة من الماء؟"
وكما أشارت يائيل بيتار، كل شيء يعتمد على التطور والحظ. أنت في الواقع تتساءل عما إذا كانت الحيتان ستطور هياكل تشبه الخياشيم. الجواب البسيط ليس في حياتنا.
الإجابة الأكثر تعقيدًا هي أن تطور الهياكل المعقدة، مثل الخياشيم، لا يتطلب عدة عشرات الآلاف من السنين كحد أدنى فحسب، بل يتطلب أيضًا ظروفًا تختار بشكل حصري تقريبًا كائنات لا تحتاج إلى تنفس الهواء. الحيتان اليوم قادرة على حبس أنفاسها لعدة ساعات، لذلك فهي مريحة بما فيه الكفاية. ولكن إذا حدثت كارثة ستغطي، على سبيل المثال، معظم مياه العالم بالجليد، فلن تتمكن الحيتان من الوصول بسهولة إلى سطح الماء لتنفس الهواء. في هذه الحالة، سيتم تفعيل انتقاء طبيعي قوي جدًا لتطور نظام استخلاص الهواء من الماء.
بخصوص سؤالك الأول:
"كيف يفسر التطور الزعنفة الظهرية من العدم؟
من الحيتان؟"
وكما أوضحت يائيل بيتار، فإن الزعنفة الظهرية لها أهمية كبيرة في الجزيرة البحرية. ونحن نعلم اليوم أن الحيتان تطورت من حيوان ثديي ذو حوافر - اسمه Pacycetus - كان يقسم وقته بين البحر واليابسة. في مرحلة معينة، انتقل إلى السباق بالكامل تقريبًا في الماء، واستسلم أخيرًا للأرض. ربما يمكنك التفكير فيه كنسخة فريدة من الفقمة - وهو حيوان ثديي يعيش في الماء وعلى الأرض.
منذ اللحظة التي انتقل فيها هذا الحيوان الثديي إلى الماء، عمل الانتقاء الطبيعي عليه بطريقة قوية جدًا. الأفراد الذين طوروا شكل الجسم الذي كان أكثر ملاءمة للحياة والسباحة في الماء، هم الذين نجوا بشكل أفضل من غيرهم.
واحدة من أقدم سمات الجسم التي تشكلت هي الزعنفة الظهرية. فُقدت بعض التفاصيل في مرحلة لاحقة، لكنها كانت بمثابة علامة فارقة مهمة في تكيف المخلوق للسباحة في الماء.
إذا كان علي أن أخمن كيف تم تشكيلها، فسأفكر في ثنية من الجلد والغضروف تم إنشاؤها بواسطة بعض الطفرات. في البداية كان بالتأكيد بلا عضلات، وساهم في التوازن والاستقرار إلى حد صغير - لكنه كان كافيًا لإعطاء ميزة البقاء على قيد الحياة للتفاصيل القليلة التي ظهر فيها. وفي مرحلة لاحقة، عندما تم تأسيسه بالفعل بين السكان، تمت إضافة عضلات إليه أيضًا مما أدى إلى زيادة كفاءته بشكل كبير.
بعض الروابط المثيرة للاهتمام، إذا كنت تريد أن تقرأ بنفسك:
مخطط تطور الحيتان مع شرح متعمق لتطورها:
http://www.robins-island.org/dolphins_evolution.php
شرح مختصر برسومات بسيطة:
http://www.stephenjaygould.org/library/futuyma_cetacea.html
وبالطبع
على ويكيبيديا
أتمنى أن أكون قد أجبت على سؤالك،
روي.
عامي
لكل ذوقهم الخاص. أنا شخصيا أكره سلطة الباذنجان أكثر مما أكره الخفافيش.
تحيات أصدقاء،
روي.
عامي
أنت تعلم أن الاشمئزاز الذي تشعر به تجاه هذا الفأر الطائر متجذر أيضًا في جيناتك وتطور أثناء التطور.
يميل الإنسان إلى الابتعاد عن الصراصير والزواحف والفئران وغيرها، لأنها تنقل الأمراض وتتواجد في بيئة بها قذارة.
عزيزي روي،
واضح أنك مخطئ، خطأ مرير وصعب!!!
هذا الحيوان هو الحمار القبيح!
لمن يسمي نفسه - ما الجديد،
1) ماذا تقصد بوجود من العدم؟ لا يدعي التطور أن الزعنفة الظهرية للحيتان جاءت من العدم.
ولا يزال لهذه الزعنفة دور حتى اليوم.
—-نقلا عن منتدى الأسماك—-
http://www.israquarium.co.il/forum/viewtopic.php?t=1382
"الزعانف مخصصة لاستقرار الأسماك وحركتها. بمساعدتهم، يمكن للأسماك تغيير سرعة واتجاه الحركة.
هناك زعانف مزدوجة مثل الزعانف البطنية والصدرية (دورها مساعدة السمكة على المناورات والدوران والفرملة) وزعانف غير زوجية مثل الزعانف الظهرية والشرجية المسؤولة عن ثبات وتوازن السمكة والزعنفة الذيلية المسؤولة عن حركة الأسماك. "
—– نهاية الاقتباس ——-
2) فيما يتعلق بالمرحلة القادمة من تطور الحيتان - قد يكون نعم وقد لا. يعتمد على تطور الطفرات (أي على الحظ/القدر)، ويعتمد على التغيرات المناخية، وما إلى ذلك...
مرحبا أمير،
ردًا على سؤالك، وفقًا للمقال، تم إطالة الأرجل بنسبة ذات دلالة إحصائية قدرها 6٪. نظرًا لوجود العديد من التفسيرات الآلية في المقالة، فضلت عدم تفصيل تحليل النتائج الدقيقة. وبدلاً من ذلك، أضفت رابطًا للمقال الأصلي الذي تم وصفه فيه بالكامل، لأي شخص مهتم ويريد المزيد من القراءة.
شكرا على تعليقك.
لماذا الجديد
سأبحث عن مادة لسؤالك، وآمل أن أجيب عليه بالجدية التي يستحقها بحلول مساء الغد.
شاب شالوم،
روي.
عنوان المقال هو تطويل أرجل الفئران عن طريق الهندسة الوراثية، لكن لسبب ما لم يكلف كاتب المقال نفسه عناء ذكر طول الأرجل، وما مدى ذلك بالنسب المئوية مقارنة بالطول الطبيعي. وهذا يترك مذاقًا سيئًا في الفم بسبب نقص المعلومات وانطباعًا بالكتابة غير الاحترافية.
روي
لدي أسئلة تتعلق بالمقالة، وسأكون ممتنًا لو أجبت عليها
1. كيف يفسر التطور الزعنفة الظهرية من العدم؟
من الحيتان؟
2. هل ستمتص الحيتان في مرحلة الهبة من التطور الأكسجين مباشرة من الماء والبحار هل بدأت بالفعل؟
شكر
التجارب على الحيوانات - يجب أن تكون محظورة.
عامي
لا توجد مخلوقات قبيحة. كل مخلوق يتكيف مع بيئته، وهو آلة رائعة في حد ذاته. بالنسبة لي، هذا هو الجمال الموجود في كل كائن حي على وجه الأرض.
شاب شالوم،
روي.
قرف
أنا أكره الخفافيش.
قبيح جدا
ألا يمكنهم محاولة تحويل الديدان إلى فراشات جميلة؟ هل كان عليهم أن يجروا عملية تحويل غريبة للفأر إلى خفاش مثير للاشمئزاز؟
حسنا حظا سعيدا...