بحثت الأبحاث في أربعة بلدان، بما في ذلك باحث التخنيون، في تطور الأسنان السامة في الثعابين: نجاح الثعابين في العالم يكمن في التغيرات التنموية التي أدت إلى ظهور أسنان العض وغدة السم
النجاح الهائل الذي حققته مجموعة الثعابين المتقدمة في العالم يكمن في سلسلة من التغيرات التي حدثت أثناء التطور، والتي غيرت عملية التطور الجنيني لحافة الأسنان في الفك العلوي وأدت إلى ظهور أسنان العض والغدة السمية . هذا ما كتبه 16 باحثًا من أربعة دول مختلفة في مجلة Nature، ومن بينهم الدكتور رام رشيف من كلية الأحياء في التخنيون.
تطورت مجموعة الثعابين من مجموعة السحالي منذ حوالي 140 مليون سنة. هناك عدة عمليات تميز تطور المجموعة الجديدة. أحدهما هو تطويل الجسم حيث "تتولى" المنطقة الصدرية وتشغل معظم مساحة محور الجسم باستثناء الرأس والذيل. حدث آخر مرتبط بالعملية ويبدو أنه حدث في نفس الوقت، وهو عملية فقدان الأطراف. في البداية أصبحت الأطراف الأمامية أصغر وأصغر حتى فقدت تماما بما في ذلك حزام الأطراف وفي مرحلة لاحقة أصبحت الأطراف الخلفية أصغر أيضا وفي بعض الأنواع التي تشمل جميع الثعابين المتقدمة اختفت هذه الأطراف تماما بما في ذلك حزام الأطراف. في مجموعة الثعابين، يمكنك العثور على حزام الأطراف الخلفية ولا يوجد عظم فخذ متخلف. من الواضح أن عمليات فقدان الأطراف وإطالة الجسم حدثت بالتزامن مع احتلال أماكن المعيشة تحت الأرض.
ترك فقدان الأطراف مهمة الإمساك بالفريسة وإمساكها وتثبيتها في الجزء الأمامي من الجسم، أي الفم. في هذه المرحلة، يتم الكشف عن العديد من التغييرات الدراماتيكية المتعلقة بهذه المهمة. أحدهما هو إطلاق عدد كبير نسبيًا من عظام الجمجمة من ارتباطها بصندوق الدماغ. وهكذا، على سبيل المثال، عدد من العظام المرتبطة بهياكل الفك العلوي متصلة عن طريق المفاصل فقط بصندوق الدماغ ويمكنها التحرك بحرية نسبيًا على طول المحور - للأمام والخلف وحتى على الجانبين، مما يساعد كثيرًا في الإمساك ، نقل وتحريك الفريسة داخل الفم. مثال آخر هو تحرير العظم المربع (العظم الذي يربط عظام الجمجمة بعظام الفك السفلي، مما مكن من إحداث فتحة أوسع للبلعوم من أجل ابتلاع فريسة كاملة وكبيرة).
في عائلة الخانق، يتم أسر الفريسة وقتلها عن طريق الخنق باستخدام عضلات الجسم الضخمة. يوجد في عائلات الثعابين المتقدمة تباين كبير فيما يتعلق بطريقة الإمساك والقتل. وفي هذا السياق نجد ولأول مرة في التطور تطور غدة خاصة تقع في الجزء الخلفي من الفك العلوي وتتطور من برعم مشترك بينها وبين الجزء الخلفي من الحافة السنية العلوية (الحافة السنية الموجودة في الفك الأمامي) -الجزء الخارجي من الفك العلوي).
يحسم المقال المنشور في "الطبيعة" جدلاً طويلًا بين الباحثين حول أصل وتطور الأسنان السامة في المجموعة المتقدمة من الثعابين، وهي الزامينيين، والأفاعي (بما في ذلك الأفاعي الجرسية الأمريكية)، والباثان (الكوبرا والمامبا و ثعابين البحر المختلفة) والسيرافيم (مثل ثعبان عين جدي الموجود في بلادنا). تم في هذا العمل استخدام جين SHH الذي يتم التعبير عنه في بداية عملية نمو الأسنان. ومن تعبير هذا الجين ومن التجارب التي أجريت على التطور الجنيني للأفعى البرية الإسرائيلية وثعبان الماء الذي يعيش في منطقتنا، علمنا أن الأسنان السامة التي تظهر في الثعابين السامة تأتي من الجزء الخلفي من حافة الأسنان العلوية. إن حافة الأسنان هذه، التي تنتمي إلى عائلة البعوض، موحدة وتحمل أسنانًا متساوية في الغالب في الشكل والحجم، وقد انقسمت في مرحلة مبكرة من التطور (منذ حوالي 60 مليون سنة) إلى حافتي أسنان تم الحفاظ عليهما بهذه الطريقة بين عائلة البعوضة. يتطور هاتان التلال السنية أثناء التطور الجنيني من مركزين تطوريين منفصلين ومستقلين على طول الفك العلوي، أحدهما أمامي والآخر خلفي. يعد هذا الانفصال في عمليات النمو نقطة تطورية رئيسية في تطور غدة السم وأسنان السم. في الواقع، في هذه المرحلة نجد أن غدة جديدة تظهر والتي تتطور خلال التطور الجنيني على اتصال وثيق مع حافة الأسنان الخلفية.
ومن النظر إلى مورفولوجية العديد من أنواع عائلة الزيماني نجد تباينا كبيرا في مظهر الأسنان الخلفية والغدة بدءا من غدة تفرز مواد فعالة قليلة نسبيا إلى غدد تفرز سموما كثيرة ومعقدة ومن الصورة التشريحية في حيث يفتح الأنبوب التجميعي للغدة بالقرب من الأسنان القصيرة نسبياً إلى اتصال معقد بين أنبوب الغدة وأسنان السم الواعد، ويتدفق الإفراز عبر قنوات أو أنابيب مغلقة ضمن أسنان مستطيلة ذات حواف حادة.
عندما نفحص عائلات الثعابين السامة (الأفاعي والكوبرا) نجد أن حافة الأسنان العلوية الأمامية تختفي أثناء التطور وأن الحافة الخلفية التي تحمل أسنان السم "تهاجر" للأمام أثناء التطور الجنيني بالنسبة إلى هياكل الجمجمة الأخرى بحيث في النهاية من العملية (باتجاه الفقس) تقع هذه الحافة السنية في الجزء الأمامي من الفم. حسنت هذه المجموعات بشكل كبير بنية أسنان السم ونوعية السموم المنتجة في الغدة.
هذه التغيرات التي حدثت نتيجة التغيرات الجينية في التحكم في عملية النمو مكنت من الظهور المعاصر لآليات العض المتطورة وبالتالي نجاح مجموعة الثعابين الأكثر تقدما في العالم. في ذروتها، تشمل هذه التغييرات جمجمة مرنة تتكيف مع حقن السم وابتلاع فريسة كبيرة كاملة ويتم تنشيطها بواسطة نظام عضلي معقد، يرتبط أحدها بغدة السم ويتكيف مع حقن السم أثناء اللدغة.
يقول الدكتور رشيف: "إن غدة السم تنتج وتفرز سلسلة من المواد الفعالة والإنزيمات والسموم وغيرها المصممة لضمان الصيد الفعال للفرائس المستخدمة للتغذية المفيدة والفعالة". وأضاف: "للأسف، تستخدم الثعابين السامة أيضًا هذه الآلية المعقدة والمعقدة لأغراض دفاعية، أحيانًا ضدنا، والنتائج محسوسة جيدًا في إسرائيل، خاصة في الآونة الأخيرة".
تعليقات 14
تلة:
حسنا. هناك أنواع عديدة من غش التطور.
لم أقصد نوعك
نقطة:
وهناك شيئ اخر.
عندما تقول أنك لا تعرف كيف سيؤدي البحث إلى أي شيء آخر غير الحقائق التي يكتشفها وتفعل ذلك دون أن تعرف ما هي الحقائق التي سيكتشفها، فإنك في الواقع تقلل من أهمية الحقائق التي لا تعرفها عنها .
نقطة،
يتم التحكم في تطور الأعضاء في الحيوانات من خلال سلسلة من 13 جينًا تسمى HOX. الشيء الفريد في سلسلة جينات HOX هو أن كل جين يتم تنشيطه حسب موقعه في الحمض النووي، أي أن الجينات مرتبة بترتيب معين واحدة تلو الأخرى، وسيتم التعبير عن الأول في الرأس، والثاني سيتم التعبير عنه في البطن، وسيتم التعبير عن الثالث في الأطراف الخلفية وهكذا (أنا أبسط الأمور هنا، ولكن هذا هو المبدأ العام.
وبعيدًا عن الاهتمام الموجود بالجينات التي تعمل بهذه الطريقة المنسقة، يمكننا فجأة أن نفهم من أين جاءت الأطراف الأمامية، على سبيل المثال، أثناء التطور. وتبين أنه من أجل تكوين الأطراف الأمامية، يتم تنشيط جينات هوكس الخلفية، وليس الأمامية. الاستنتاج من ذلك هو أن الأطراف الخلفية تطورت أولا أثناء التطور، ثم خضعت للازدواج في خطة الخلق الجنينية، ونتيجة للازدواج تكونت الأطراف الأمامية (لكن الجينات التي تتحكم فيها لا تزال هي تلك التي تتحكم في خلق الأطراف الخلفية).
إن فهم سلسلة هوكس يؤدي إلى نتائج كل يوم في تجارب جديدة في علم الأجنة وعلم الأحياء التطوري. يرتبط علم الأجنة، على أقل تقدير، ارتباطًا وثيقًا بالطب، وفي المستقبل القريب أيضًا بهندسة الأنسجة.
باختصار، من الرؤى الصغيرة والحقائق البحثية الصغيرة تقفز الدراسات الكبيرة والرؤى المهمة.
وإذا كنت قد ذكرت الشرطة بالفعل، فيبدو لي أنه يمكن إعفاء مثل هذه الدراسات بسبب عدم وجود مصلحة عامة. 🙂
على أية حال، لا أعتقد أن هذا النقاش ضروري، ولكن فقط حول أبرز ما هو العلم المثير للاهتمام وما هو العلم الممل.
إلى مايكل، ما زلت أجد صعوبة في رؤية كيف يمكن لمثل هذه الدراسة حول التغيير في اتجاه تطور الأسنان في بعض الثعابين أن تؤدي إلى شيء يتجاوز الحقائق التي تكشفها الدراسة نفسها، بنفس الطريقة التي يمكن بها دراسة كل عنصر في أي كائن حي على الإطلاق. ومثل هذه الدراسات لن تؤدي إلى أي شيء يتجاوز حقائق الدراسة نفسها.
من المؤكد أن انقراض نوع كبير ومهيمن يستحق البحث لأنه يبدو أنه يتعارض مع مبدأ التطور وبالتالي فهو مثير للاهتمام. تطوير سن واحد أو آخر. لم يعد الأمر مثيرًا للاهتمام.
מיכאל
أستبعد نظرية التطور (لأنها في رأيي مستحيلة إحصائيا)
ولكن لا يستبعد تضحية القرود للكلاب والفئران والخنازير.
ومن أين يأتي هذا التعميم؟
نقطة:
لا أقبل رأيك لأن البحث في كل الإتجاهات مستمر في نفس الوقت وكل مجال يساهم في الآخر.
خذ على سبيل المثال موضوع الديناصورات.
إنهم لا يعرفون ما الذي دمرهم، ولكن هناك أسباب وجيهة للاعتقاد بأنه كان نيزكًا. لو لم نطرح السؤال لكان لدينا فرصة أقل بكثير لاكتشاف دليل النيزك أيضًا.
بشكل عام، هذا تحقيق مشابه جدًا لتحقيق الشرطة، مع الاختلاف الوحيد هو الأطر الزمنية.
وتبين أن هذا الاختلاف في الوقت ينظر إليه الكثيرون على أنه فرق نوعي وليس فرقًا كميًا.
وهذا أيضًا هو السبب الذي يجعل أنصار التطور على استعداد لقبول الدليل الجيني على القرابة العائلية بين البشر، لكنهم يرفضونها عندما يتعلق الأمر بالقرابة العائلية بين البشر والقردة.
ببساطة، لأن التطور يحركه مبدأين. والمبدأ الذي يحدد كيفية تطور الأسنان هو مبدأ البقاء. وفقط إذا كانت لدينا معرفة ملموسة عن البيئة التي تطور فيها الثعبان في كل جيل، فسنكون قادرين على ذلك لتعلم شيء ما، ولكن حتى هذا ليس أساسيا لأن البيئة يمكن أن تكون مختلفة.
نقطة:
ولماذا تعتقد أن البحث لن يسفر عن مبدأ جديد؟
إذا كنت تفكر في النص المعتاد للعلم، مثل التجربة والنظرية والتجربة، وما إلى ذلك، فسيتم إنشاء النظرية الجديدة دائمًا عندما تدحض التجربة فكرة معينة في النظرية السابقة.
التجربة في العلوم التاريخية هي البحث عن أدلة من الماضي لمعرفة ما إذا كانت تتوافق مع مبادئ النظريات الموجودة.
الهدف الواضح (وهو مهم في حد ذاته) هو تأكيد أو دحض النظريات المعروفة، ولكن خلال البحث يمكن تحقيق المزيد من الاكتشافات بالصدفة.
مايكل، يبدو لي أن الهدف والاهتمام بالعلم هو المبادئ وليس التفاصيل الفنية (وهذا دورها فقط تأكيد المبادئ أو دحضها).
ولذلك، فإن البحث في موضوع معين دون أن يؤدي إلى نوع من الفهم لمبدأ جديد، أو تكثيف مبدأ موجود، ليس مثيرا للاهتمام من الناحية العلمية.
وبالإضافة إلى (ما كتبه مايكل)، ولعل هذه هي النقطة الأساسية. !!! إن الظاهرة الأكثر إثارة للدهشة في العملية العلمية هي أن نتائج وعواقب واستنتاجات وتطبيقات الاكتشافات العلمية "التقنية" تكون دائمًا تقريبًا مفاجئة ومتنوعة ويمكن التنبؤ بها تمامًا مسبقًا.
ولذلك، لا يستطيع أحد (باستثناء أينشتاين) أن يحدد مقدماً ما يستحق وما لا يستحق البحث، ومن أين سيأتي اكتشاف مهم ومن أين لا يأتي. ومن هنا تأتي الأهمية الهائلة للتعددية الأكاديمية.
نقطة:
العلم مدفوع بالرغبة في فهم الأشياء، بما في ذلك الأشياء التي حدثت في الماضي.
وتؤدي هذه الرغبة إلى كل أنواع العلوم - بما في ذلك العلوم التاريخية التي تشمل التطور وعلم الكونيات.
تخلص من هذه الرغبة وقد رميت كل العلوم.
في بعض الأحيان أتساءل عما إذا كانت كل هذه الأبحاث التطورية الجينية ستكون مثيرة للاهتمام بعد 200 عام. ستكون الحياة هناك مُهندسة وراثياً بالفعل.
إذا استخدمنا تشبيه القرص الصلب بجهاز كمبيوتر يعمل بنظام التشغيل.
لذا فإن التحقيق في تاريخ أسنان الثعبان يعادل التحقيق في تاريخ المعلومات في أماكن مختلفة على القرص الصلب (أي التحقيق في سبب ظهور البتات المحددة في موقع محدد). لأنه من ناحية من الواضح أن المعلومات المكتوبة على الحريص لم تكتب بشكل عشوائي، ولكن من ناحية أخرى من الواضح أيضًا أنه لو كانت المعلومات مكتوبة في مكان مختلف لما كانت لها أهمية كبيرة (من الواضح أ انتهى التاريخ المختلف قليلاً بهذا).
باختصار، يبدو لي هذا التحقيق برمته تقنيًا للغاية.
مجد للدكتور رشيف!