تمكن علماء معهد وايزمان، مع فريق دولي من الباحثين، من فك شفرة الجينوم الخاص بـ”الفريسي داروين”

أدى الجهد المشترك لعدد من فرق البحث الكبيرة من جميع أنحاء العالم، بما في ذلك البروفيسور دورون لانتز والدكتورة تسفيا أولاندر من قسم الوراثة الجزيئية في معهد وايزمان للعلوم، مؤخرًا إلى تحديد التسلسل الجيني الكامل للجين. زيبرا فينش وفك شفرتها

"فريسي داروين" (وهم في الواقع مجموعة مكونة من 14 نوعًا من الجيبون مصدرها جزر غالاباغوس وجزر كوكوس) لهم مكانة مرموقة في تاريخ العلم، باعتبارهم أولئك الذين ألهموا تطوير فكرة التطور من خلال الانتقاء الطبيعي. واليوم، وبعد مرور أكثر من 150 عامًا على رحلة داروين على متن السفينة البيجل، تبين أن الأبحاث حول الفريسيين لا تزال مستمرة. أدى الجهد المشترك لعدد من فرق البحث الكبيرة من جميع أنحاء العالم، بما في ذلك البروفيسور دورون لانتز والدكتورة تسفيا أولاندر من قسم الوراثة الجزيئية في معهد وايزمان للعلوم، مؤخرًا إلى تحديد التسلسل الجيني الكامل للجين. زيبرا فينش وفك شفرتها. إن المعلومات الجينومية التفصيلية حول هذا الطائر المغرد - المنشورة في المجلة العلمية Nature - ذات أهمية خاصة لفهم تطور عملية تعلم اللغة والكلام. بالنسبة للبروفيسور لانتز والدكتور أولاندر، فهذه خطوة أخرى في الجهود المستمرة لفك رموز تطور حاسة الشم.

الطيور المغردة - مثل البشر، ومثل عدد قليل من الحيوانات الأخرى - قادرة على التواصل المتطور والمتنوع من خلال إنتاج الأصوات. إن التشابه بين تغريد الطيور ولغة الإنسان يجعل من الممكن استخدام الطيور المغردة كنموذج لفهم كيفية تطور هذه القدرة، وفهم كيفية تنفيذها، وما هي الآليات العصبية التي تنشطها، وما هي الجينات التي تمكن من وجودها. يساهم فك تشفير الجينوم الخاص بعصفور الزيبرا في فهم مفصل وعميق للأساس الجيني لهذه القدرات والسلوكيات، وكيفية تطورها. وهكذا، على سبيل المثال، تظهر نتائج البحث أن جزءًا كبيرًا من الجينات المعبر عنها في الدماغ يرتبط بالتواصل الصوتي. بالإضافة إلى ذلك، وجد الباحثون عدة جينات (تنتج microRNA) يتغير مستوى تعبيرها في الدماغ بعد التعرض للغناء. وتشير هذه النتائج إلى أن التغيرات في هذه الجينات لها دور، على ما يبدو في قدرة الطيور المغردة على تعلم ألحان جديدة.

"إن الحواس هي وسيلة متطورة للتواصل مع البيئة، ولهذا السبب تجذب الكثير من الاهتمام. يقول الدكتور أولاندر، الذي انضم إلى المشروع مع البروفيسور لانتز، من أجل رسم خريطة للجينات التي ترمز للمستقبلات الشمية لدى عصفور الحمار الوحشي: "نحن مهتمون بشكل أساسي بحاسة الشم". إن تحديد مستقبلات الشم لدى الطيور له أهمية خاصة، حيث كانت هناك خلافات في المجتمع العلمي في الماضي حول وجود حاسة الشم وفائدتها في الطيور. لكن، لدى بعض الطيور، وجدت أدلة على الأهمية الكبيرة لحاسة الشم، كما في حالة الحمام الزاجل، الذي يجد طريقه إلى قاعدة "البيت"، من بين أمور أخرى، عن طريق الروائح.

أحد الاحتمالات لحل هذا الخلاف هو حساب عدد الجينات التي ترمز لمستقبلات الرائحة، وتحديد - من خلال التحليل الحاسوبي للتسلسل الجيني - ما هي النسبة المئوية لهذه الجينات التي تنتج بالفعل مستقبلا نشطا. وهكذا، على سبيل المثال، تم العثور على 500 جينة مستقبلة في الدجاجة، لكن 70 منها فقط تنتج مستقبلا طبيعيا. تمتلك عصفور الحمار الوحشي تقريبًا نفس العدد الإجمالي لجينات الشم، لكن عدد الجينات النشطة أكبر بثلاث مرات: حوالي 200 جينة لديها القدرة على إنشاء مستقبل طبيعي. تدعم هذه البيانات الاعتقاد بأن هذا الطائر يستخدم حاسة الشم.

بالإضافة إلى ذلك فإن مقارنة التسلسل الجيني لعصفور الزيبرا مع طيور الأنواع الأخرى يلقي الضوء على تطور حاسة الشم عند الحيوانات المجنحة: على عكس الثدييات، حيث يوجد تشابه كبير في التسلسل الجيني للمستقبلات الشمية في الحيوانات المختلفة. وقد وجد أن 95% من المستقبلات الموجودة في الحسون خاصة بهذا النوع. يبدو إذن أنه في كل نوع من الطيور تكونت مجموعة منفصلة من مستقبلات الشم، ولم تكن مستمدة من سلف مشترك للطيور. البروفيسور لانتز: "هذا الاكتشاف له آثار على وظيفة الشم في الطيور المعششة - فمن الممكن أن تشارك الروائح في التواصل الفريد بين الأفراد من نفس النوع، بالإضافة إلى التواصل من خلال أصوات الأغاني."

عن المقالات التي نشرها دورون لانتز في بارات هيدان